KR20230033383A - 암모니아 방출방지 및 제거장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 암모니아 방출방지 및 제거장치에 관한 것이다. 본 발명의 목적은, 누출된 암모니아가 대기로 방출되는 것을 흡수액을 이용하여 원천적으로 차단하며, 잔존 암모니아를 효과적으로 제거하고, 암모니아 제거 후에는 원활하게 평상상태로 복구할 수 있는, 암모니아 방출방지 및 제거장치를 제공함에 있다.
Description
본 발명은 암모니아 방출방지 및 제거장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 누출된 독성 암모니아의 대기로의 방출을 방지하고 이를 제거하는 장치에 관한 것이다.
암모니아는 냉매로서 널리 사용되어 왔으며, 근래에는 이산화탄소 무방출 연료로서 암모니아의 사용이 증가하고 있다. 질소와 수소로만 구성된 암모니아(NH3)는 내연기관의 연료로 직접 사용될 수도 있으며, 이러한 예시로서 발전소 선박 차량 항공기 등에서 암모니아를 연료로 사용하는 시도가 있었으며, 현재에도 기술개발 중이다. 다른 방법으로, 반응기를 통해서 암모니아가 질소와 수소로 분해된 후에 수소의 형태로 사용될 수도 있다. 이러한 예시로서 재생에너지로 발생한 수소를 질소와 반응시켜 암모니아를 합성한 후, 수소가 필요한 소비자에게 암모니아 형태로 운송되어 소비자의 반응기에서 수소가 생산되도록 하는 방식으로 사용되기도 한다.
이처럼 암모니아는 다양한 활용예가 있으나, 독성이 있다는 점 때문에 그 사용범위의 확장에 한계가 있는 실정이다. 암모니아는 25ppm (0.0025%)의 낮은 농도만으로도 인체에 유해하며, 사람이 2000ppm (0.2%)에 30분 노출될 경우 사망할 수 있을 정도로 높은 독성을 가지고 있다. 따라서, 암모니아를 저장하거나 처리하는 설비에서 암모니아가 누출될 경우, 운전자나 주위 사람들에게 치명적인 위험이 될 수 있다.
암모니아 누출에 대응하는 종래 기술은 크게 빠른 감지, 공기에 의한 희석, 운전자 거주 지역으로의 유입 방지 등으로 나눌 수 있다. 각각에 대하여 간략히 설명하면 다음과 같다.
독성인 암모니아는 반응성이 좋아서 빠른 감지는 어렵지 않다. 다만, 넓은 공간에서 국부적인 암모니아 누출을 신속하게 감지하기 위한 감지기 배치가 중요하다. 여기에서 감지 자체만을 목적으로 한다면 감지기를 넓은 면적에 촘촘하게 배치하면 당연히 감지효율이 올라가겠지만, 지나치게 감지기 개수가 많아질 경우 설비나 운용에 드는 비용 또한 상승하게 되어 보다 세심한 고려가 필요하게 된다.
운전자 거주 지역으로의 유입 방지는 수동적인 안전 대책이다. 암모니아 대기 방출을 고려하여 운전자 거주 지역과 암모니아 설비가 충분한 거리를 가지도록 배치하고, 암모니아 누출 감지 시에는 운전자 거주 지역으로 공기 유입을 차단하는 방법을 채용한다.
공기에 의한 희석은 천연가스, LPG와 같은 가연성 가스 누출에 사용되는 방법과 동일한 맥락이다. 가연성 가스라 하여도 폭발농도 이하로 공기와 희석되면 화재나 폭발 위험이 없고 안전하게 사용될 수 있다. 즉 독성 가스인 암모니아도 독성이 발휘되지 못할 만큼 공기와 희석되게 하면 된다. 그러나 암모니아는 가연성과 더불어 앞서 설명한 바와 같이 매우 강한 독성을 모두 가지고 있기 때문에 공기희석방식을 적용하기에 어려움이 있다. 도 1 및 도 2는 종래의 가연성 비독성 가스의 실내/실외설비 누출방지장치의 개략적인 구성을 도시하고 있으며, 이를 통해 가연성 가스 공기희석방식을 구체적으로 설명하고, 또한 암모니아 희석에 적용하기 어려운 이유를 상세히 설명한다.
도 1은 실외설비 누출방지장치를 도시한 것으로, 누출된 가스가 단순히 공기(바람)에 의해 자연스럽게 희석되도록 하는 것으로서 실질적으로 별도의 장치가 없다고도 볼 수 있다. 다만 도시된 바와 같이 누출되는 양을 줄이기 위하여 설비 입출구에 차단밸브를 설치하여 누출 발생 시에 차단밸브를 닫는 정도의 장치가 보조적으로 구비되기도 한다. 또한 방폭장비를 채용하거나, 시스템에 전기공급을 줄여 점화가능성을 줄이는 등의 장치나 제어가 더 적용되기도 한다.
도 2는 실내설비 누출방지장치를 도시한 것으로, 설비를 수용하고 있는 공간에서 가스누출이 발생하면 강제환기를 통해 희석시켜 덕트를 통해 외부로 배기시키는 형태로 구성된다. 즉 설비수용공간에는 각각 개폐기가 구비되는 환기입구 및 환기출구가 구비되며, 환기출구는 송풍기가 구비되어 덕트를 향해 강제배기를 하도록 이루어짐으로써, 결과적으로 누출된 가스가 덕트를 통해 대기로 방출되어 희석되도록 하는 것이다. 이러한 장치에서도 앞서의 실외설비 누출방지장치에서와 마찬가지로, 방폭장비, 점화가능성 저감제어, 차단밸브 등의 장치나 제어가 더 사용될 수 있으며, 특히 설비수용공간에서 폭발하한농도를 유지할 수 있도록 공기를 충분히 공급시켜 주는 것이 매우 중요하다. 예시적으로, LNG의 경우 폭발하한농도는 5%이며, 따라서 누출량의 20배 정도의 공기를 공급하면 화재나 폭발을 방지할 수 있다.
그런데, 암모니아의 경우 2000ppm 즉 0.2% 농도만 되어도 사람이 30분 이상 노출되면 사망에 이를 정도로 독성이 매우 강하며, 독성이 없는 수준인 0.0025% 수준으로 낮추기 위해서는 40,000배의 공기를 공급해야 하는데 실질적으로 이러한 동작조건을 실현하기란 당연히 매우 어렵다. 즉 암모니아의 경우에 종래의 가연성 가스에 적용되는 누출방지장치를 그대로 적용한다면, 덕트를 통해 대기 중에 안전수준을 기준으로 할 때, 매우 고농도의 암모니아가 그대로 배출되게 되어 운전자 및 주위 공중환경에 커다란 위험이 되는 것이다.
이처럼 암모니아는 가연성 뿐만 아니라 매우 강한 독성을 가지고 있기 때문에, 독성을 무시할만한 수준으로 희석하는 것이 기술적으로 쉽지 않다. 더욱이, 암모니아가 누출되는 비상 상황에서는 장비 고장, 화재, 폭발 등이 병존할 수 있으므로 이러한 공기희석방식은 더욱 어렵다.
이처럼 종래의 암모니아 방출방지 및 제거장치는 충분히 안전한 수준으로 암모니아를 제거하고 있지 못하고 있으며, 이러한 문제점을 해소한 개선된 암모니아 방출방지 및 제거장치의 개발이 시급한 실정이다.
Sami Lamberg, RistoLautkaski, Kimmo Virolainen. 2015. Safety Guide of Ammonia Refrigerating Systems.
Kang, Su-Jin; Lee, Ik-Mo; Moon, Jin-Young; Chon, Young-Woo. 2017. "Risk Analysis of Ammonia Leak in the Refrigeration Manufacturing Facilities".Journal of the Korean Institute of Gas. Vol. 21(1), pp. 43-51.
Ding Xi-bo, Wang Ruyue. 2017. Development of Ammonia Gas Leak Detection and Location Method. TELKOMNIKA.V15I3.5079Corpus ID: 64731962.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 누출된 암모니아가 대기로 방출되는 것을 흡수액을 이용하여 원천적으로 차단하며, 잔존 암모니아를 효과적으로 제거하고, 암모니아 제거 후에는 원활하게 평상상태로 복구할 수 있는, 암모니아 방출방지 및 제거장치를 제공함에 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 암모니아 방출방지 및 제거장치(100)는, 암모니아 누출공간을 외부환경과 차단하는 외곽밀폐벽(110); 상기 외곽밀폐벽(110)에 구비되어 공기를 유입시키며 환기유입로밸브(111v)에 의해 개폐가능하게 형성되는 환기유입로(111); 상기 외곽밀폐벽(110)에 구비되어 공기를 배출시키는 환기배출로(112); 상기 외곽밀폐벽(110) 내부공간 상측에 구비되어 누출된 암모니아 가스를 감지하는 외곽밀폐벽가스감지기(113); 상기 외곽밀폐벽(110) 내부에 공기를 주입하는 공기주입기(116); 상시 공기흐름이 형성되어 대기로 공기를 방출하는 덕트(120); 암모니아 흡수액을 수용하는 흡수탱크(130); 상기 흡수탱크(130) 내에 구비되어 공기 및 흡수액을 유입받아 혼합하여 분사하는 이젝터(135); 상기 흡수탱크(130) 및 상기 환기배출로(112)를 연결하며 탱크연통로밸브(131v)에 의해 개폐가능하게 형성되는 탱크연통로(131); 상기 이젝터(135) 및 상기 환기배출로(112)를 연결하며 이젝터통로밸브(132v)에 의해 개폐가능하게 형성되는 이젝터통로(132); 상기 흡수탱크(130) 상단 및 상기 외곽밀폐벽(110) 상단을 연결하며 공기순환로밸브(133v)에 의해 개폐가능하게 형성되어 상기 흡수탱크(130) 내 공기를 상기 외곽밀폐벽(110) 내로 순환시키는 공기순환로(133); 상기 흡수탱크(130)에 구비되어 상기 흡수탱크(130) 내부공간의 암모니아 농도 또는 흡수액의 pH를 측정하는 흡수탱크가스감지기(134); 상기 흡수탱크(130) 하측에 수용된 흡수액을 끌어올려 펌프-이젝터유로(136a)를 통해 상기 이젝터(135)로 제공하거나 또는 펌프-탱크유로(136b)를 통해 상기 흡수탱크(130) 상측에서 다시 제공하여 순환시키는 흡수액순환유로(136p)에 구비되어 흡수액을 펌핑하는 흡수액순환펌프(136); 상기 흡수탱크(130) 상단 및 상기 덕트(120)를 연결하여 상기 흡수탱크(130) 내 공기를 공기배기로송풍기(137f)에 의해 강제송풍하여 상기 덕트(120)를 통해 배출시키며 공기배기로밸브(137v)에 의해 개폐가능하게 형성되는 공기배기로(137); 를 포함할 수 있다.
또한 상기 암모니아 방출방지 및 제거장치(100)는, 상기 외곽밀폐벽(110) 내부공간에서 암모니아 누출 미발생 시, 상기 환기유입로(111)를 통해 상기 외곽밀폐벽(110) 내부공간으로 유입된 공기가 상기 환기배출로(112), 상기 흡수탱크(130), 상기 공기배기로(137)를 순차적으로 통과하여 상기 덕트(120)를 통해 외부로 배출됨으로써 환기되는 정상운전모드로 운전되고, 상기 외곽밀폐벽(110) 내부공간에서 암모니아 누출 발생 시, 상기 환기유입로(111) 및 상기 공기배기로(137)가 폐쇄되어 상기 외곽밀폐벽(110) 및 상기 흡수탱크(130) 내부공간이 외부와 격리되도록 형성되어, 상기 공기주입기(116)를 통해 상기 외곽밀폐벽(110) 내부공간으로 주입된 공기가 암모니아와 혼합되어 상기 환기배출로(112)로 배출되되, 흡수액과 상기 환기배출로(112)를 통해 배출된 암모니아 및 공기의 혼합물이 상기 이젝터(135)로 각각 공급되어 혼합되어 분사되는 과정에서 암모니아가 흡수액에 용해되어 제거되고, 상기 이젝터(135)를 통과하면서 암모니아가 제거되어 정제된 공기가 상기 공기순환로(133)를 통해 상기 외곽밀폐벽(110)으로 복귀되어 순환되는 가스흡수모드로 운전될 수 있다.
이 때 상기 암모니아 방출방지 및 제거장치(100)는, 상기 외곽밀폐벽가스감지기(113) 또는 상기 흡수탱크가스감지기(134)에서 감지된 암모니아 누출량이 기결정된 감지기준 미만이면 암모니아 누출 미발생으로 판단하여 정상운전모드로 운전되고, 상기 감지기준 이상이면 암모니아 누출 발생으로 판단하여 가스흡수모드로 운전될 수 있다.
또한 상기 암모니아 방출방지 및 제거장치(100)는, 암모니아 및 공기의 혼합물과 흡수액의 접촉을 증가시키도록 상기 흡수탱크(130) 내부공간에 분산배치되는 기액접촉층(140); 을 포함할 수 있다.
이 때 상기 기액접촉층(140)은, 상기 이젝터(135) 하방에 배치될 수 있다.
또한 상기 기액접촉층(140)은, 상기 흡수탱크(130) 내에 서로 수직방향으로 이격되며 적어도 하나의 개방부가 형성되는 복수 개의 수평방향의 격막 형태, 상기 흡수탱크(130) 내에 충진되는 복수 개의 고체충진재 형태 중 선택되는 적어도 하나일 수 있다.
또한 이 때 상기 암모니아 방출방지 및 제거장치(100)는, 암모니아 및 공기의 혼합물과 흡수액의 접촉을 증가시키도록 상기 흡수탱크(130) 내부공간 중 상기 이젝터(135) 상방에 분산배치되는 보조기액접촉층(145); 을 포함할 수 있다.
또한 상기 암모니아 방출방지 및 제거장치(100)는, 상기 흡수액순환유로(136p)와 연결되어 상기 흡수탱크(130) 하측에 수용되며 암모니아를 흡수한 흡수액을 외부에서 처리하도록 배출하는 펌프-배출유로(136c)를 포함할 수 있다.
또한 상기 암모니아 방출방지 및 제거장치(100)는, 상기 흡수탱크(130) 내 흡수액을 보충하는 흡수액주입기(138); 를 포함할 수 있다.
이 때 상기 암모니아 방출방지 및 제거장치(100)는, 상기 흡수액주입기(138)에서 주입되는 흡수액 일부가 우회되어 상기 펌프-이젝터유로(136a)를 통해 상기 이젝터(135)로 제공될 수 있다.
또한 상기 암모니아 방출방지 및 제거장치(100)는, 상기 흡수액주입기(138)에 인접하게 구비된 수평방향의 격막 형태로 형성되며 복수 개의 개방부가 분포 형성되는 흡수액분배기(139); 를 포함할 수 있다.
또한 상기 암모니아 방출방지 및 제거장치(100)는, 상기 외곽밀폐벽(110) 내부공간에 흘러들어온 흡수액이 모여서 수용되도록, 상기 외곽밀폐벽(110) 내부공간 하면 일부에 함몰 형성되며 배수조배수밸브(114v)에 의해 배수 여부가 조절되는 배수조(114); 를 포함할 수 있다.
또한 상기 암모니아 방출방지 및 제거장치(100)는, 상기 외곽밀폐벽(110) 내부공간의 잔존 암모니아 가스를 제거하기 위해 흡수액을 분사하는 외곽밀폐벽내부흡수액분사기(115); 를 포함할 수 있다.
또한 상기 암모니아 방출방지 및 제거장치(100)는, 상기 환기배출로(111) 및 상기 덕트(120)를 연결하여 상기 외곽밀폐벽(110) 내 공기를 덕트연통로송풍기(121f)에 의해 강제송풍하여 상기 덕트(120)를 통해 배출시키며 덕트연통로밸브(121v)에 의해 개폐가능하게 형성되는 덕트연통로(121); 를 포함하며, 상기 외곽밀폐벽(110) 내부공간에서 암모니아 누출 미발생 시, 상기 환기유입로(111)를 통해 상기 외곽밀폐벽(110) 내부공간으로 유입된 공기가 상기 환기배출로(112), 상기 덕트연통로(121)를 순차적으로 통과하여 상기 덕트(120)를 통해 외부로 배출됨으로써 환기될 수 있다.
또한 상기 흡수액은, 물, 산성수, 에탄올, 글리콜 중 선택되는 적어도 하나일 수 있다.
또한 상기 암모니아 방출방지 및 제거장치(100)는, 하나의 상기 흡수탱크(130)에 복수 개의 상기 외곽밀폐벽(110)이 연결되되, 적어도 하나의 상기 외곽밀폐벽(110)은 흡수액을 수용하며, 외부 타 시스템에서 배출된 암모니아가 유입되어 흡수액에 의해 암모니아가 제거되도록 형성될 수 있다.
또한 흡수액을 수용하는 상기 외곽밀폐벽(110)은, 암모니아 및 공기의 혼합물과 흡수액의 접촉을 증가시키도록 상기 외곽밀폐벽(110) 내부에 접촉증가구조물이 구비되되, 상기 외곽밀폐벽(110)으로 흡수액이 유입되는 측에 인접하게 구비된 수평방향의 격막 형태로 형성되며 복수 개의 개방부가 분포 형성되는 분배기 형태, 상기 외곽밀폐벽(110) 내에 서로 수직방향으로 이격되며 적어도 하나의 개방부가 형성되는 복수 개의 수평방향의 격막 형태, 상기 외곽밀폐벽(110) 내에 충진되는 복수 개의 고체충진재 형태 중 선택되는 적어도 하나일 수 있다.
또한 본 발명의 암모니아 방출방비 제거방법은, 상술한 바와 같은 암모니아 방출방지 및 제거장치(100)를 사용하는 암모니아 방출방지 및 제거방법에 있어서, 상기 외곽밀폐벽가스감지기(113) 또는 상기 흡수탱크가스감지기(134)에 의해 누출된 암모니아 가스가 기결정된 감지기준 이상으로 감지되면, 가스흡수모드 운전이 수행되는 단계를 포함하되, 상기 가스흡수모드 운전은, 상기 외곽밀폐벽가스감지기(113) 또는 상기 흡수탱크가스감지기(134)에 의해 누출된 암모니아 가스가 기결정된 감지기준 이상으로 감지되어, 상기 환기유입로(111) 및 상기 공기배기로(137)가 폐쇄되어 상기 외곽밀폐벽(110) 및 상기 흡수탱크(130) 내부공간이 외부와 격리되는 누출가스감지단계; 상기 공기주입기(116)를 통해 상기 외곽밀폐벽(110) 내부공간으로 주입된 공기가 암모니아와 혼합되어 상기 환기배출로(112)로 배출되는 공기강제주입단계; 흡수액과 상기 환기배출로(112)를 통해 배출된 암모니아 및 공기의 혼합물이 상기 이젝터(135)로 각각 공급되어 혼합되어 분사되는 과정에서 암모니아가 흡수액에 용해되어 제거되는 누출가스제거단계; 상기 이젝터(135)를 통과하면서 암모니아가 제거되어 정제된 공기가 상기 공기순환로(133)를 통해 상기 외곽밀폐벽(110)으로 복귀되어 순환되는 정제공기순환단계; 상기 누출가스제거단계 및 상기 정제공기순환단계가 순차적으로 순환 반복 수행되는 단계; 를 포함할 수 있다.
이 때 상기 누출가스제거단계는, 상기 흡수액순환펌프(136)에 의하여 끌어올려진 상기 흡수탱크(130) 하측에 수용된 흡수액이 상기 펌프-이젝터유로(136a)를 통해 상기 이젝터(135)로 제공되도록 이루어질 수 있다.
또한 상기 암모니아 방출방지 및 제거장치(100)는, 상기 흡수탱크(130) 내 흡수액을 보충하는 흡수액주입기(138); 를 포함하며, 상기 누출가스제거단계는, 상기 흡수액주입기(138)에서 주입되는 흡수액 일부가 우회되어 상기 펌프-이젝터유로(136a)를 통해 상기 이젝터(135)로 제공되도록 이루어질 수 있다.
또한 상기 암모니아 방출방지 및 제거장치(100)는, 상기 외곽밀폐벽(110) 내부공간 하면 일부에 함몰 형성되며 배수조배수밸브(114v)에 의해 배수 여부가 조절되는 배수조(114); 상기 외곽밀폐벽(110) 내부공간의 잔존 암모니아 가스를 제거하기 위해 흡수액을 분사하는 외곽밀폐벽내부흡수액분사기(115); 를 포함하며, 상기 가스흡수모드 운전은, 상기 누출가스제거단계 및 상기 정제공기순환단계에서 상기 외곽밀폐벽내부흡수액분사기(115)가 흡수액을 분사하여 상기 외곽밀폐벽(110) 내부공간의 잔존 암모니아 가스를 제거하는 잔존가스제거단계; 상기 외곽밀폐벽(110) 내부공간에 흘러들어온 흡수액이 모여서 상기 배수조(114)에 수용되고, 상기 배수조배수밸브(114v)에 의해 배수되는 내부흡수액배수단계; 를 포함할 수 있다.
또한 상기 암모니아 방출방지 및 제거장치(100)는, 상기 흡수액순환유로(136p)와 연결되어 상기 흡수탱크(130) 하측에 수용되며 암모니아를 흡수한 흡수액을 외부에서 처리하도록 배출하는 펌프-배출유로(136c); 상기 흡수탱크(130) 내 흡수액을 보충하는 흡수액주입기(138); 를 포함하며, 상기 암모니아 방출방지 및 제거방법은, 상기 외곽밀폐벽가스감지기(113) 또는 상기 흡수탱크가스감지기(134)에 의해 누출된 암모니아 가스가 기결정된 최대기준 이상으로 감지되면, 상기 가스흡수모드와 병행하여 추가흡수모드 운전이 수행되는 단계를 포함하되, 상기 추가흡수모드 운전은, 상기 외곽밀폐벽가스감지기(113) 또는 상기 흡수탱크가스감지기(134)에 의해 누출된 암모니아 가스가 기결정된 최대기준 이상으로 판단되는 누출추가판단단계; 상기 흡수액주입기(138)에 의해 상기 흡수탱크(130) 내에 새로운 흡수액이 보충되는 신규흡수액보충단계; 상기 흡수탱크(130) 하측에 수용된 흡수액이 상기 흡수액순환펌프(136)에 의해 상기 흡수액순환유로(136p)를 통해 끌어올려져 그 중 전체 또는 일부가 상기 펌프-배출유로(136c)를 통해 외부로 배출되는 사용흡수액배출단계; 를 포함할 수 있다.
또한 상기 암모니아 방출방지 및 제거장치(100)는, 상기 흡수액순환유로(136p)와 연결되어 상기 흡수탱크(130) 하측에 수용되며 암모니아를 흡수한 흡수액을 외부에서 처리하도록 배출하는 펌프-배출유로(136c); 상기 흡수탱크(130) 내 흡수액을 보충하는 흡수액주입기(138); 를 포함하며, 상기 암모니아 방출방지 및 제거방법은, 상기 가스흡수모드 운전 이후에, 상기 외곽밀폐벽가스감지기(113) 또는 상기 흡수탱크가스감지기(134)에 의해 누출된 암모니아 가스가 기결정된 감지기준 미만으로 감지되면, 복구운전모드 운전이 수행되는 단계를 포함하되, 상기 복구운전모드 운전은, 상기 외곽밀폐벽가스감지기(113) 또는 상기 흡수탱크가스감지기(134)에 의해 누출된 암모니아 가스가 기결정된 감지기준 미만으로 판단되는 누출미발생판단단계; 상기 이젝터(135)로 공급되는 흡수액 공급이 중단되고, 상기 공기순환로밸브(133v)가 폐쇄되어, 상기 외곽밀폐벽(110) 및 상기 흡수탱크(130) 간에 공기순환이 중단되도록 서로 격리되는 흡수탱크격리단계; 상기 흡수액주입기(138)에 의해 상기 흡수탱크(130) 내에 새로운 흡수액이 보충되는 신규흡수액보충단계; 상기 흡수탱크(130) 하측에 수용된 흡수액이 상기 흡수액순환펌프(136)에 의해 상기 흡수액순환유로(136p)를 통해 끌어올려져 상기 펌프-배출유로(136c)를 통해 외부로 배출되는 사용흡수액배출단계; 를 포함할 수 있다.
또한 상기 암모니아 방출방지 및 제거방법은, 상기 외곽밀폐벽가스감지기(113) 또는 상기 흡수탱크가스감지기(134)에 의해 누출된 암모니아 가스가 기결정된 감지기준 미만으로 감지되면, 정상운전모드 운전이 수행되는 단계를 포함하되, 상기 정상운전모드 운전은, 상기 환기유입로(111)를 통해 상기 외곽밀폐벽(110) 내부공간으로 공기가 유입되는 공기유입단계; 유입된 공기가 상기 환기배출로(112), 상기 흡수탱크(130), 상기 공기배기로(137)를 순차적으로 통과하여 상기 덕트(120)를 통해 외부로 배출됨으로써 환기되는 공기환기단계; 를 포함할 수 있다.
또한 상기 정상운전모드 운전은, 상기 흡수액순환펌프(136)에 의하여 상기 흡수탱크(130) 하측에 수용된 흡수액이 상기 흡수액순환유로(136p)를 따라 끌어올려지고, 흡수액이 상기 펌프-탱크유로(136b)를 통해 상기 흡수탱크(130) 상측에서 다시 제공되어 순환되는 흡수액순환단계; 상기 공기환기단계에서 공기가 상기 흡수탱크(130)를 통과하는 과정에서, 상기 흡수탱크(130) 상측에서 제공되는 흡수액에 의해 공기 내에 포함된 미량의 암모니아가 제거되는 미량가스제거단계; 를 포함할 수 있다.
또한 상기 암모니아 방출방지 및 제거장치(100)는, 암모니아 및 공기의 혼합물과 흡수액의 접촉을 증가시키도록 상기 흡수탱크(130) 내부공간에 분산배치되는 기액접촉층(140); 을 포함하며, 상기 미량가스제거단계는, 상기 기액접촉층(140)에 잔존된 흡수액에 의해 공기 내에 포함된 미량의 암모니아가 더 제거될 수 있다.
또한 상기 암모니아 방출방지 및 제거장치(100)는, 상기 환기배출로(111) 및 상기 덕트(120)를 연결하여 상기 외곽밀폐벽(110) 내 공기를 덕트연통로송풍기(121f)에 의해 강제송풍하여 상기 덕트(120)를 통해 배출시키며 덕트연통로밸브(121v)에 의해 개폐가능하게 형성되는 덕트연통로(121); 를 포함하며, 상기 암모니아 방출방지 및 제거방법은, 상기 외곽밀폐벽가스감지기(113) 또는 상기 흡수탱크가스감지기(134)에 의해 누출된 암모니아 가스가 기결정된 감지기준 미만으로 감지되면, 정상운전모드 운전이 수행되는 단계를 포함하되, 상기 정상운전모드 운전은, 상기 환기유입로(111)를 통해 상기 외곽밀폐벽(110) 내부공간으로 공기가 유입되는 공기유입단계; 유입된 공기가 상기 환기배출로(112), 상기 덕트연통로(121)를 순차적으로 통과하여 상기 덕트(120)를 통해 외부로 배출됨으로써 환기되는 공기환기단계; 를 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, 가연성 및 독성을 모두 가지는 암모니아가 설비에서 누출되더라도 대기 방출 시 신속하고 안전하게 희석하여 제거시킴으로써, 암모니아가 위험한 수준의 농도로 대기에 방출되는 것을 효과적으로 방지하는 큰 효과가 있다. 구체적으로는, 종래에 가연성 가스 누출 시에 사용되던 공기희석방식으로는 암모니아의 독성을 희석시킬 수 없는 바, 암모니아를 흡수하는 흡수탱크를 구비함으로써 암모니아를 효과적으로 제거할 수 있도록 하는 것이다.
도 1은 종래의 가연성 비독성 가스의 실내설비 누출방지장치.
도 2는 종래의 가연성 비독성 가스의 실외설비 누출방지장치.
도 3은 본 발명의 암모니아 방출방지 및 제거장치.
도 4는 본 발명의 암모니아 방출방지 및 제거장치의 흡수탱크 실시예.
도 5는 본 발명의 암모니아 방출방지 및 제거장치의 이젝터 실시예.
도 6은 본 발명의 암모니아 방출방지 및 제거장치의 정상운전모드.
도 7은 본 발명의 암모니아 방출방지 및 제거장치의 가스흡수모드.
도 8은 본 발명의 암모니아 방출방지 및 제거장치의 추가흡수모드.
도 9는 본 발명의 암모니아 방출방지 및 제거장치의 복구운전모드.
도 10a는 암모니아의 물에 대한 용해도.
도 10b는 암모니아의 에탄올에 대한 용해도.
도 10c는 암모니아의 글리콜에 대한 용해도.
도 11은 본 발명의 암모니아 방출방지 및 제거장치 제1응용예.
도 12는 본 발명의 암모니아 방출방지 및 제거장치 제2응용예.
도 13은 본 발명의 암모니아 방출방지 및 제거장치 제3응용예.
도 14는 본 발명의 암모니아 방출방지 및 제거장치 제4응용예.
도 15는 본 발명의 암모니아 방출방지 및 제거장치 제4응용예에서의 외곽밀폐벽 실시예.
도 2는 종래의 가연성 비독성 가스의 실외설비 누출방지장치.
도 3은 본 발명의 암모니아 방출방지 및 제거장치.
도 4는 본 발명의 암모니아 방출방지 및 제거장치의 흡수탱크 실시예.
도 5는 본 발명의 암모니아 방출방지 및 제거장치의 이젝터 실시예.
도 6은 본 발명의 암모니아 방출방지 및 제거장치의 정상운전모드.
도 7은 본 발명의 암모니아 방출방지 및 제거장치의 가스흡수모드.
도 8은 본 발명의 암모니아 방출방지 및 제거장치의 추가흡수모드.
도 9는 본 발명의 암모니아 방출방지 및 제거장치의 복구운전모드.
도 10a는 암모니아의 물에 대한 용해도.
도 10b는 암모니아의 에탄올에 대한 용해도.
도 10c는 암모니아의 글리콜에 대한 용해도.
도 11은 본 발명의 암모니아 방출방지 및 제거장치 제1응용예.
도 12는 본 발명의 암모니아 방출방지 및 제거장치 제2응용예.
도 13은 본 발명의 암모니아 방출방지 및 제거장치 제3응용예.
도 14는 본 발명의 암모니아 방출방지 및 제거장치 제4응용예.
도 15는 본 발명의 암모니아 방출방지 및 제거장치 제4응용예에서의 외곽밀폐벽 실시예.
이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 암모니아 방출방지 및 제거장치를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
[1] 본 발명의 암모니아 방출방지 및 제거장치
도 3은 본 발명의 암모니아 방출방지 및 제거장치의 구성도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 암모니아 방출방지 및 제거장치(100)는, 크게 외곽밀폐벽(110), 덕트(120), 흡수탱크(130), 기액접촉층(140)을 포함하며, 여기에 다양한 장치들이 구비되어 암모니아 방출방지 및 제거를 수행한다. 먼저 [1]에서는 본 발명의 암모니아 방출방지 및 제거장치(100)의 각부에 대하여 설명하고, 이후 [2]에서 각부의 순차적인 동작에 의한 암모니아 방출방지 및 제거방법에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
상기 외곽밀폐벽(110) 및 이에 구비되는 장치들에 대하여 설명한다.
상기 외곽밀폐벽(110)은 암모니아 사용설비(500) 둘레에 구비되어, 상기 암모니아 누출공간을 외부환경과 차단하는 역할을 한다. 이후 보다 상세히 설명하겠지만, 상기 외곽밀폐벽(110) 내에 반드시 상기 암모니아 사용설비(500)가 구비되어야 하는 것은 아니며, 타 시스템에서 유입되어 온 암모니아가 상기 외곽밀폐벽(110) 내에 채워질 수도 있다. 한편 상기 암모니아 사용설비(500)에는, 앞서 도 1, 도 2의 종래기술에서와 마찬가지로 차단밸브(550) 등이 구비되어 누출 발생 시 공급을 차단하여 그 자체적으로 누출량을 저감하도록 할 수 있다.
기본적으로 상기 외곽밀폐벽(110)에는, 환기유입로(111), 환기배출로(112), 외곽밀폐벽가스감지기(113)가 구비된다.
상기 환기유입로(111) 및 상기 환기배출로(112)는 상기 외곽밀폐벽(110) 내부공간으로 공기를 환기시킬 수 있도록 하는 것이다. 보다 구체적으로 설명하자면, 먼저 상기 환기유입로(111)는 상기 외곽밀폐벽(110)에 구비되어 공기를 유입시키며 환기유입로밸브(111v)에 의해 개폐가능하게 형성된다. 또한 상기 환기배출로(112)는 상기 외곽밀폐벽(110)에 구비되어 공기를 배출시키도록 형성된다. 상기 환기유입로(111) 및 상기 환기배출로(112)를 통해 공기가 환기되도록 하는 구동력은 (이후 설명될) 이들과 연통된 다른 공기통로 상의 송풍기에서 인가될 수 있으며, 물론 필요에 따라 상기 환기유입로(111) 또는 상기 환기배출로(112)에 별도의 송풍기가 구비되어도 무방하다.
상기 외곽밀폐벽(110) 내부공간 상측에 구비되는 상기 외곽밀폐벽가스감지기(113)에 의해, 상기 외곽밀폐벽(110) 내부로 누출된 암모니아 가스를 감지할 수 있다. 이후 보다 상세히 설명되겠지만 상기 외곽밀폐벽(110) 내부공간으로는 암모니아를 흡수하는 흡수액이 유입될 수 있는데, 액체 상태의 흡수액은 하부공간으로 깔리게 되므로, 상기 외곽밀폐벽가스감지기(113)가 불필요하게 흡수액에 침수되지 않을 수 있도록 상기 외곽밀폐벽가스감지기(113)가 상측에 구비되도록 하는 것이다.
부가적으로 상기 외곽밀폐벽(110)에는, 배수조(114), 외곽밀폐벽내부흡수액분사기(115), 공기주입기(116) 등이 더 구비될 수 있다. 상기 배수조(114)는 상기 외곽밀폐벽(110) 내부공간에 흘러들어온 흡수액이 모여서 수용되도록 하기 위한 장치로서, 상기 외곽밀폐벽(110) 내부공간 하면 일부에 함몰 형성되며, 배수조배수밸브(114v)에 의해 배수 여부가 조절된다. 상기 외곽밀폐벽내부흡수액분사기(115)는 상기 외곽밀폐벽(110) 내부공간의 잔존 암모니아 가스를 제거하기 위해 흡수액을 분사하는 역할을 한다. 상기 공기주입기(116)는 압력감지기(116p)에 의해 감지된 상기 외곽밀폐벽(110) 내부공간 압력이 대기압을 유지하도록 상기 외곽밀폐벽(110) 내부에 공기를 주입하는 역할을 한다. 또한 상기 외곽밀폐벽(110) 내부공간 밀폐 시 공기순환을 구동하는 역할도 할 수 있는데, 이에 대해서 이후 암모니아 방출방지 및 제거방법 설명 시 보다 상세히 설명한다.
상기 덕트(120) 및 이에 구비되는 장치들에 대하여 설명한다.
상기 덕트(120)에는 도 3에 도시된 바와 같이 상시 공기흐름이 형성되어 대기로 공기를 방출할 수 있도록 이루어진다. 암모니아가 누출되지 않은 평상상태에서는, 상기 환기유입로(111) 및 상기 환기배출로(112), 또한 이후 설명될 공기배기로(137) 또는 덕트연통로(121)가 개방되어 있으므로, 상기 외곽밀폐벽(110) 내부공간이 상기 덕트(120)와 연통되어 자연스러운 환기가 상시 이루어질 수 있게 된다.
본 발명에서는 상기 외곽밀폐벽(110) 내부공간에서 암모니아 누출 미발생 시에는 상시 공기흐름이 형성되는 상기 덕트(120)로 환기가 이루어지게 한다. 반면 상기 외곽밀폐벽(110) 내부공간에서 암모니아 누출 발생 시에는, 상기 외곽밀폐벽(110) 및 상기 흡수탱크(130) 공간 / 외부환경 및 상기 덕트(120) 공간을 서로 완전히 격리되게 하여, 암모니아가 원천적으로 외부로 배출되지 못하도록 한다. 보다 구체적으로 설명하자면, 상기 외곽밀폐벽(110) 내부공간에서 암모니아 누출 미발생 시, 상기 암모니아 방출방지 및 제거장치(100)는, 상기 환기유입로(111)를 통해 상기 외곽밀폐벽(110) 내부공간으로 유입된 공기가 상기 환기배출로(112), 상기 흡수탱크(130), 상기 공기배기로(137)를 순차적으로 통과하여 상기 덕트(120)를 통해 외부로 배출됨으로써 환기되는 정상운전모드로 운전된다. 즉 암모니아 누출 발생 시에는 상기 덕트(120)는 완전히 격리되므로, 상기 덕트(120)에는 별도의 암모니아 제거를 위한 장치가 구비되지 않아도 된다.
상술한 바와 같이 암모니아 누출 미발생 시에는 상기 외곽밀폐벽(110) 내부공간의 공기가 상기 덕트(120)를 통해 환기되므로, 굳이 상기 흡수탱크(130)를 거쳐가지 않아도 된다. 도 11은 본 발명의 암모니아 방출방지 및 제거장치 제1응용예로서, 공기가 상기 흡수탱크(130)를 거치지 않고 직접 상기 덕트(120)로 배출될 수 있도록 하는 덕트연통로(121)가 구비되는 응용예이다. 구체적으로 설명하자면, 도 11의 제1응용예에서의 상기 덕트연통로(121)는, 상기 환기배출로(111) 및 상기 덕트(120)를 연결하는 환기통로로서, 상기 외곽밀폐벽(110) 내 공기를 덕트연통로송풍기(121f)에 의해 강제송풍하여 상기 덕트(120)를 통해 배출시키며 덕트연통로밸브(121v)에 의해 개폐가능하게 형성된다. 따라서 이 경우에는, 상기 외곽밀폐벽(110) 내부공간에서 암모니아 누출 미발생 시, 상기 환기유입로(111)를 통해 상기 외곽밀폐벽(110) 내부공간으로 유입된 공기가 상기 환기배출로(112), 상기 덕트연통로(121)를 순차적으로 통과하여 상기 덕트(120)를 통해 외부로 배출됨으로써 환기가 이루어질 수 있게 된다.
한편 [암모니아 누출 미발생]이라는 것은, 암모니아 누출이 아예 이루어지지 않은 상태를 가리킴은 물론, 암모니아 누출이 아주 미세하게 이루어져서 누출이 발생하기는 하였지만 안전기준 미만인 경우도 포함할 수 있다. 이러한 경우에, 계속 환기가 이루어지는 상황에서 미세한 양의 암모니아라 해도 외부환경으로 그대로 배출되는 것은 장기적으로 볼 때 외부환경에 악영향을 초래할 가능성이 있다. 이러한 문제를 해소할 수 있도록, 상기 덕트(120)에 구비되는 것은 아니되, 공기가 상기 덕트(120)를 통해 환기되는 상태에서 미세하게 누출된 암모니아도 제거할 수 있도록, 공기가 상기 덕트(120)로 가기 전에 통과하게 되는 상기 흡수탱크(130) 내에 기액접촉층(140)이 구비되는 것이 바람직하다.
상기 기액접촉층(140)은, 암모니아 및 공기의 혼합물과 흡수액의 접촉을 증가시키도록 상기 흡수탱크(130) 내부공간에 분산배치된다. 도 4는 본 발명의 암모니아 방출방지 및 제거장치의 흡수탱크 실시예를 도시한 것으로, 상기 기액접촉층(140)의 다양한 예시를 보여준다. 상기 기액접촉층(140)은, 공기를 타고 이동하는 흡수액 액적이나 암모니아 분자가 원활하게 분산 분포됨으로써 서로간의 접촉을 증가시킬 수 있도록, 도 4(a), (b)에 도시된 바와 같이 상기 흡수탱크(130) 내에 서로 수직방향으로 이격되며 적어도 하나의 개방부가 형성되는 복수 개의 수평방향의 격막 형태로 형성될 수 있다. 특히 도 4(a)처럼 격막에 약간의 측벽이 형성됨으로써 액체상태의 흡수액이 약간 고여있을 수 있게 할 수도 있다. 또는 도 4(c)에 도시된 바와 같이 상기 흡수탱크(130) 내에 충진되는 복수 개의 고체충진재 형태로 형성되어, 다공성의 고체충진재에 흡수액이 머금어진 상태에서 이를 통과하여 암모니아 및 공기의 혼합물이 흘러가게 함으로써 접촉을 증가시킬 수 있다.
이후 보다 상세히 설명되겠지만, 본 발명에서는 본격적으로 암모니아 누출이 발생될 경우, 상기 흡수탱크(130) 내에 구비되는 이젝터(135)를 이용하여 암모니아를 흡수액과 적극적으로 접촉시켜 제거한다. 따라서 상기 이젝터(135)는 도 3에 도시된 바와 같이 상기 흡수탱크(130)의 중간쯤에 구비되어 있도록 하는 것이 적절하다. 한편 상기 기액접촉층(140)은 상기 이젝터(135)가 작동하지 않는 시점(즉 암모니아 누출 미발생 시)에도 작동하지만, 상기 이젝터(135)가 작동하는 시점(즉 암모니아 누출 발생 시)에도 공기순환 구동에 따라 상기 이젝터(135)를 통하지 않고 상기 흡수탱크(130)로 유입된 암모니아를 제거하기 위해 작동하게 된다. 이러한 점을 고려하여, 상기 기액접촉층(140)은 상기 이젝터(135)보다 상기 환기배출로(112)에 보다 가까운 위치, 즉 상기 이젝터(135) 하방에 배치되는 것이 바람직하다.
더불어 상기 기액접촉층(140)이 충분히 암모니아를 다 제거하지 못할 수도 있으며, 이러한 경우를 대비하여 보조기액접촉층(145)이 더 구비될 수도 있다. 도 12는 본 발명의 암모니아 방출방지 및 제거장치 제2응용예로서, 상기 보조기액접촉층(145)이 더 구비된 응용예를 도시하고 있다. 상기 보조기액접촉층(145)은 상기 기액접촉층(140)과 유사하게, 상기 암모니아 및 공기의 혼합물과 흡수액의 접촉을 증가시키도록 상기 흡수탱크(130) 내에 분산배치되되, 상기 기액접촉층(140)에서 제거되지 못한 암모니아를 보조적으로 제거할 수 있도록 상기 이젝터(135) 상방에 배치되는 것이 바람직하다.
상기 흡수탱크(130) 및 이에 구비되는 장치들에 대하여 설명한다.
상기 흡수탱크(130)는 암모니아 흡수액을 수용하는 역할을 하며, 상기 암모니아 사용설비(500)에서 암모니아 누출 발생 시 암모니아가 유통되는 공간으로 흡수액을 공급하여 암모니아를 최대한 흡수시켜 공기로부터 제거할 수 있도록 한다. 앞서 간략히 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 암모니아 누출 발생 시 상기 외부밀폐벽(110) 및 상기 흡수탱크(130) 공간이 외부환경과 완전히 격리되도록 하고, 공기가 상기 외부밀폐벽(110) 및 상기 흡수탱크(130)를 순환하면서 상기 흡수탱크(130)에서 암모니아가 제거되도록 한다. 보다 구체적으로는, 상기 외곽밀폐벽(110) 내부공간에서 암모니아 누출 발생 시, 상기 환기유입로(111) 및 상기 공기배기로(137)가 폐쇄되어 상기 외곽밀폐벽(110) 및 상기 흡수탱크(130) 내부공간이 외부와 격리되도록 형성되어, 상기 공기주입기(116)를 통해 상기 외곽밀폐벽(110) 내부공간으로 주입된 공기가 암모니아와 혼합되어 상기 환기배출로(112)로 배출되게 한다. 이 때 흡수액과 상기 환기배출로(112)를 통해 배출된 암모니아 및 공기의 혼합물이 상기 이젝터(135)로 각각 공급되어 혼합되어 분사되는 과정에서 암모니아가 흡수액에 용해되어 제거된다. 이후 상기 이젝터(135)를 통과하면서 암모니아가 제거되어 정제된 공기가 상기 공기순환로(133)를 통해 상기 외곽밀폐벽(110)으로 복귀되어 순환되게 된다. 이러한 방식으로 운전되는 것을 본 발명에서는 가스흡수모드 운전이라 칭한다. 요약하면, 본 발명에서 상기 암모니아 방출방지 및 제거장치(100)는, 상기 외곽밀폐벽가스감지기(113) 또는 상기 흡수탱크가스감지기(134)에서 감지된 암모니아 누출량이 기결정된 감지기준 미만이면 암모니아 누출 미발생으로 판단하여 정상운전모드로 운전되고, 상기 감지기준 이상이면 암모니아 누출 발생으로 판단하여 가스흡수모드로 운전되는 것이다.
상기 흡수탱크(130)에는, 기본적으로 탱크연통로(131), 이젝터통로(132), 공기순환로(133), 흡수탱크가스감지기(134), 상기 이젝터(135), 흡수액순환펌프(136)가 구비되며, 흡수액을 보충해주기 위한 흡수액주입기(138), 암모니아와 흡수액의 접촉을 증가시키기 위한 흡수액분배기(139)가 더 구비될 수 있다.
상기 이젝터(135)는, 상기 흡수탱크(130) 내에 구비되어 공기 및 흡수액을 유입받아 혼합하여 분사하는 역할을 한다. 도 5는 본 발명의 암모니아 방출방지 및 제거장치의 이젝터 실시예를 도시한 것이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 이젝터(135)는 2개의 유입구와 1개의 배출구를 가지며, 유로면적이 급격하게 변하는 구간이 존재한다. 각각의 유입구로는 서로 다른 유체가 유입되며, 유로면적이 급격하게 좁아짐에 따라 유입된 유체들은 빠른 유속으로 흘러가게 된다. 이렇게 빠르게 진행된 각각의 유체는 이제 유로면적이 급격하게 넓어짐에 따라 매우 활발하게 서로 혼합되면서 흘러가며, 배출구로는 이렇게 잘 혼합된 유체들의 혼합물이 배출되게 된다.
상기 탱크연통로(131), 상기 이젝터통로(132), 상기 공기순환로(133)는, 암모니아 누출 발생 시 공기가 순환되는 경로를 형성한다. 각각 설명하자면, 상기 탱크연통로(131)는 상기 흡수탱크(130) 및 상기 환기배출로(112)를 연결하며 탱크연통로밸브(131v)에 의해 개폐가능하게 형성된다. 상기 이젝터통로(132)는 상기 이젝터(135) 및 상기 환기배출로(112)를 연결하며 이젝터통로밸브(132v)에 의해 개폐가능하게 형성된다. 상기 공기순환로(133)는 상기 흡수탱크(130) 상단 및 상기 외곽밀폐벽(110) 상단을 연결하며 공기순환로밸브(133v)에 의해 개폐가능하게 형성되어 상기 흡수탱크(130) 내 공기를 상기 외곽밀폐벽(110) 내로 순환시킨다.
상기 흡수탱크가스감지기(134)는, 상기 흡수탱크(130)에 구비되어 상기 흡수탱크(130) 내 수용된 흡수액 상측공간의 암모니아 농도 또는 흡수액의 pH를 측정하는 역할을 한다. 도 3에서는 상기 흡수탱크가스감지기(134)가 흡수액 바깥에 구비되어 침수되지 않도록 하는 형태로 도시되어 있으나 반드시 이렇게만 되어야 하는 것은 아니고, 흡수액의 pH를 측정하여 가스를 감지하는 경우 흡수액 수중에 구비되도록 할 수도 있는 등 감지기의 가스감지 원리에 따라 구비위치는 다양하게 달라질 수 있다. 뿐만 아니라 상기 흡수탱크가스감지기(134)가 단일 개만 구비될 필요는 없으며, 암모니아 제거율 모니터링을 위해, 복수 개의 상기 흡수탱크가스감지기(134)가 서로 다른 높이로 구비되도록 할 수도 있다.
상기 흡수액순환펌프(136)는, 상기 흡수탱크(130) 하측에 수용된 흡수액을 끌어올리는 경로인 흡수액순환유로(136p)에 구비되어 흡수액을 펌핑하는 역할을 한다. 상기 흡수액순환유로(136p)에는 펌프-이젝터유로(136a) 및 펌프-탱크유로(136b)가 연결될 수 있다. 상기 흡수액순환펌프(136)에 의하여 펌핑되어 상기 흡수액순환유로(136p)로 끌어올려진 흡수액은, 정상운전모드에서는 펌프-탱크유로(136b)를 통해 상기 흡수탱크(130) 상측에서 다시 제공되어 순환될 수 있다. 반면 가스흡수모드에서는, 이렇게 끌어올려진 흡수액이 펌프-이젝터유로(136a)를 통해 상기 이젝터(135)로 제공됨으로써 암모니아를 제거하는 데에 사용되게 된다. 더불어 상기 흡수액순환유로(136p)에는, 상기 흡수탱크(130) 하측에 수용되며 암모니아를 흡수한 흡수액을 외부에서 처리하도록 배출하는 펌프-배출유로(136c)가 더 연결될 수 있다.
이 때 상기 이젝터(135)로 제공되는 흡수액이 계속 순환되기 때문에, 시간이 지날수록 암모니아를 이미 많이 흡수하게 되어 흡수성능이 다소 떨어질 수 있다. 따라서 암모니아를 흡수하지 않은 새로운 흡수액이 상기 이젝터(135)로 별도 공급되도록 할 수 있는데, 도 13이 바로 이러한 구성을 보여주는 제3응용예이다. 도 13의 제3응용예에서는, 상기 펌프-이젝터유로(136a)가 상기 흡수액순환유로(136p)가 아닌 상기 흡수액주입기(138)와 연결되어, 암모니아를 흡수한 적이 없는 새로운 흡수액을 제공받을 수 있게 형성된다. 즉 이 경우 상기 흡수액주입기(138)에서 주입되는 흡수액 일부가 우회되어 상기 펌프-이젝터유로(136a)를 통해 상기 이젝터(135)로 제공되는 것이다. 물론 이렇게 하면 흡수성능이 향상되는 것은 자명하나 다소 유로구성이 복잡해질 수 있다는 약점이 있다. 따라서 흡수성능 향상 및 유로구성 복잡성 측면을 모두 고려하여, 도 3 또는 도 13의 구성 중 적절하게 하나를 선택하거나 또는 둘을 합친 구성이 적절하게 선택적으로 도입될 수 있다.
상기 공기배기로(137)는, 암모니아 누출 미발생 시 공기가 환기되는 경로를 형성하는 것으로, 상기 외곽밀폐벽(110) 내부공간과 상기 덕트(120)를 연결한다. 보다 구체적으로, 상기 공기배기로(137)는 상기 흡수탱크(130) 상단 및 상기 덕트(120)를 연결하는 통로로서, 상기 흡수탱크(130) 내 공기를 공기배기로송풍기(137f)에 의해 강제송풍하여 상기 덕트(120)를 통해 배출시키도록 형성된다. 또한 정상운전모드 및 가스흡수모드 시 개폐될 수 있도록, 공기배기로밸브(137v)에 의해 개폐가능하게 형성된다.
상기 흡수액분배기(139)는, 상기 흡수액주입기(138)에 인접하게 구비된 수평방향의 격막 형태로 형성되며 복수 개의 개방부가 분포 형성된다. 도 3으로 유추할 수 있듯이, 흡수액은 상기 흡수액주입기(138) 또는 상기 펌프-탱크유로(136b)를 통해 상기 흡수탱크(130) 상단에서 제공되는데, 이 때 상기 흡수액분배기(139)가 흡수액이 제공되는 위치 하방에 구비됨으로써, 도 4(a), (b) 실시예의 상기 기액접촉층(140)과 마찬가지 원리로, 공기를 타고 이동하는 흡수액 액적이나 암모니아 분자가 원활하게 분산 분포되게 함으로써 암모니아 및 공기의 혼합물과 흡수액의 접촉을 원활하게 증가시킬 수 있다.
더불어 도 3에서는 하나의 상기 흡수탱크(130)에 하나의 상기 환기배출로(112)가 연결되는 것으로 도시되어 있으나, 이로써 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 즉 복수 개의 암모니아 사용설비(500)를 하나의 상기 흡수탱크(130)로 관리하도록 할 수 있는데, 이러한 경우 하나의 상기 흡수탱크(130)에 복수 개의 상기 외곽밀폐벽(110)이 연결되도록 할 수 있다. 특히 상기 외곽밀폐벽(110) 중 적어도 하나는, 암모니아 사용설비(500)를 직접 수용하는 대신 흡수액을 수용하며, 외부 타 시스템에서 배출된 암모니아가 유입되어 흡수액에 의해 암모니아가 제거되도록 형성된다. 도 14가 바로 이러한 구성을 나타내는 제4응용예이다.
이러한 경우 상기 외곽밀폐벽(110) 내에는 흡수액만이 수용되므로 보조적인 흡수탱크 개념으로 볼 수 있다. 따라서 이러한 경우 상기 외곽밀폐벽(110)에는, 암모니아 및 공기의 혼합물과 흡수액의 접촉을 증가시키도록 상기 외곽밀폐벽(110) 내부에 접촉증가구조물이 구비되도록 하는 것이 바람직하다. 상기 접촉증가구조물 형태의 여러 실시예가 도 15에 도시되어 있는데, 상기 접촉증가구조물은 먼저 도 15(a)에 도시된 바와 같이 상기 외곽밀폐벽(110)으로 흡수액이 유입되는 측에 인접하게 구비된 수평방향의 격막 형태로 형성되며 복수 개의 개방부가 분포 형성되는 분배기 형태일 수도 있다. 또는 도 15(b), (c) ,(d) 도시된 바와 같이 상기 외곽밀폐벽(110) 내에 서로 수직방향으로 이격되며 적어도 하나의 개방부가 형성되는 복수 개의 수평방향의 격막 형태일 수도 있다. 또는 도 15(e)에 도시된 바와 같이 상기 외곽밀폐벽(110) 내에 충진되는 복수 개의 고체충진재 형태일 수도 있다. 즉 상기 접촉증가구조물, 상술한 여러 형태들 중 선택되는 적어도 하나로 적절히 선택될 수 있다.
[2] 본 발명의 암모니아 방출방지 및 제거방법
이하에서, 상술한 바와 같은 본 발명의 암모니아 방출방지 및 제거장치(100)를 사용하는 암모니아 방출방지 및 제거방법에 대하여 단계적으로 상세히 설명한다. 본 발명의 암모니아 방출방지 및 제거방법은, 기본적으로 앞서 설명한 바와 같이, 암모니아 누출 미발생 시에는 상기 외곽밀폐벽(110) 내부공간이 외부환경과 연통되어 자유로운 환기가 이루어지도록 하되, 암모니아 누출 발생 시에는 상기 외곽밀폐벽(110) 내부공간이 외부환경과 완전 격리된 상태에서 공기가 상기 외곽밀폐벽(110) 및 상기 흡수탱크(130)를 순환하여 흐르면서 지속적으로 암모니아가 제거되도록 이루어진다. 이에 암모니아 누출 미발생 시의 동작모드를 "정상운전모드", 암모니아 누출 발생 시의 동작모드를 "가스흡수모드"라 한다. 한편 가스흡수모드에서의 암모니아 누출량 예상치보다 더 많이 누출이 발생하는 특수한 경우에 한정적으로 이루어지는 동작모드인 "추가흡수모드"가 더 있을 수 있다. 또한 가스흡수모드에서 충분히 암모니아를 흡수하여 모두 제거한 뒤에는 다시 평상시의 정상운전모드로 되돌아와야 하는데, 이를 위한 여러 준비단계들이 수행되는 동작모드인 "복구운전모드"가 있을 수 있다. 이하에서 각각의 모드에 대하여 구체적으로 상세히 설명한다.
도 6은 본 발명의 암모니아 방출방지 및 제거장치의 정상운전모드를 설명하기 위한 도면이다. 도 6을 비롯하여 이하의 도 7 내지 도 9에서, 이해를 보다 쉽게 하기 위하여 각 모드에서 동작하지 않는 장치들은 흐리게 표시하였다. 앞서 설명한 바와 같이 암모니아 누출 미발생 시에 정상운전모드 운전이 수행되게 되는데, 본 발명에서 "암모니아 누출 미발생"이란 "상기 외곽밀폐벽가스감지기(113) 또는 상기 흡수탱크가스감지기(134)에 의해 누출된 암모니아 가스가 기결정된 감지기준 미만으로 감지되는 것"으로 정의된다. 여기에서 "감지기준"은 일반적으로 알려진 안전기준인 25ppm 수준으로 결정될 수도 있고, 보다 안전성을 높이기 위하여 이보다 낮은 수준으로 결정될 수도 있는 등, 사용자의 필요나 목적 등에 따라 적절하게 결정되면 된다. 상기 정상운전모드 운전은, 공기유입단계, 공기환기단계를 포함하며, 여기에 더불어 흡수액순환단계, 미량가스제거단계를 더 포함할 수 있다.
상기 공기유입단계에서는, 상기 환기유입로(111)를 통해 상기 외곽밀폐벽(110) 내부공간으로 공기가 유입된다. 즉 이 단계에서 상기 환기유입로밸브(111v)는 개방된 상태이며, 상기 외곽밀폐벽(110)은 외부환경과 격리되지 않은 상태인 것이다.
상기 공기환기단계에서는, 유입된 공기가 상기 환기배출로(112), 상기 흡수탱크(130), 상기 공기배기로(137)를 순차적으로 통과하여 상기 덕트(120)를 통해 외부로 배출됨으로써 환기된다. 도 6을 참조할 때, 상기 환기유입로(111)에서부터 상기 덕트(120)까지 연결하는 유로들에 구비된 밸브들이 모두 개방됨으로써 이러한 동작을 실현할 수 있다. 더불어 이 경우, 상기 환기유입로(111)로 공기를 유입시키는 구동력은, 상기 공기배기로(137) 상에 구비된 상기 공기배기로송풍기(137f)에 의해 인가된다. 즉 상기 공기배기로송풍기(137f)가 강제송풍을 함으로써 공기가 상기 덕트(120)로 빨려나가는데, 이렇게 공기가 빨려나감으로써 상기 흡수탱크(130) 및 이와 연통된 상기 외곽밀폐벽(110) 내부공간의 압력이 낮아지면 자연스럽게 열려있는 상기 환기유입로(111)로 외부의 공기가 빨려들어오게 되는 것이다.
상기 흡수액순환단계 및 상기 미량가스제거단계는, 상기 공기환기단계에서 공기가 상기 흡수탱크(130)를 통과하는 과정과 병행하여 이루어진다. 앞서 설명한 바와 같이 본 발명에서 "암모니아 누출 미발생"이라는 것은 누출량이 기결정된 "감지기준" 미만인 경우를 말하는 것으로, 즉 엄밀하게는 "암모니아 누출 미발생" 시에도 미량의 암모니아가 환기되는 공기에 섞여있을 수 있다. 물론 안전기준보다 낮은 농도이기 때문에 당장 큰 문제는 없겠으나, 미량의 암모니아라 하더라도 지속적으로 외부환경에 배출될 경우 장기적으로 볼 때 환경에 악영향을 끼칠 수도 있는 문제가 있다. 이러한 문제를 방지하기 위하여 수행되는 것이 바로 상기 흡수액순환단계 및 상기 미량가스제거단계이다.
상기 흡수액순환단계는 암모니아 제거를 위한 흡수액을 상기 흡수탱크(130) 내부공간 전체에 걸쳐 잘 분산시킴으로써 흡수액 및 암모니아 간의 접촉을 증가시켜주는 단계이다. 보다 구체적으로 상기 흡수액순환단계에서는, 상기 흡수액순환펌프(136)에 의하여 상기 흡수탱크(130) 하측에 수용된 흡수액이 상기 흡수액순환유로(136p)를 따라 끌어올려지고, 흡수액이 상기 펌프-탱크유로(136b)를 통해 상기 흡수탱크(130) 상측에서 다시 제공되어 순환된다.
상기 미량가스제거단계는 상기 흡수액순환단계와 병행하여 이루어지는 것으로서, 상기 공기환기단계에서 공기가 상기 흡수탱크(130)를 통과하는 과정에서, 상기 흡수탱크(130) 상측에서 제공되는 흡수액에 의해 공기 내에 포함된 미량의 암모니아가 제거된다. 이 때 상기 흡수탱크(130)에 상기 기액접촉층(140)이 구비되는 경우, 상기 흡수탱크(130) 상측에서 뿌려진 흡수액이 그냥 떨어져내리는 것이 아니라 상기 기액접촉층(140)에 머금어져 상기 흡수탱크(130) 내부공간 중간에 얼마간 잔존될 수 있다. 이 경우 상기 미량가스제거단계는, 상기 기액접촉층(140)에 잔존된 흡수액에 의해 공기 내에 포함된 미량의 암모니아가 더 제거될 수 있다.
한편 상술한 바와 같이 안전성을 최대로 고려한다면 상기 흡수액순환단계 및 상기 미량가스제거단계가 수행되는 것이 올바르겠으나, 실질적으로 흡수액을 계속 순환시키기 위해서는 상당한 전력이 소모되는 손해가 발생하는 것이 사실이고, 미량의 암모니아가 누출된다 해도 자연 상태의 암모니아 농도와 크게 다르지 않으므로 환경오염 문제 자체는 미미하다 할 수 있다. 따라서 전력소모 문제를 보다 더 중요하게 고려한다면, 앞서 설명한 도 11의 제1응용예를 적용하여 공기가 상기 흡수탱크(130)를 거치지 않고 바로 상기 덕트(120)를 통해 빠져나가게 해도 된다. 즉 도 11의 제1응용예에서처럼 상기 암모니아 방출방지 및 제거장치(100)가 상기 덕트연통로(121)를 포함할 경우, 상기 공기환기단계는, 유입된 공기가 상기 환기배출로(112), 상기 덕트연통로(121)를 순차적으로 통과하여 상기 덕트(120)를 통해 외부로 배출됨으로써 환기되도록 이루어질 수 있다. 이 경우 상기 환기유입로(111)로 공기를 유입시키는 구동력은, 상기 덕트연통로(121) 상에 구비된 상기 덕트연통로송풍기(121f)에 의해 인가된다.
도 7은 본 발명의 암모니아 방출방지 및 제거장치의 가스흡수모드를 설명하기 위한 도면이다. 앞서 설명한 바와 같이 암모니아 누출 발생 시에 가스흡수모드 운전이 수행되게 되는데, 본 발명에서 "암모니아 누출 발생"이란 "상기 외곽밀폐벽가스감지기(113) 또는 상기 흡수탱크가스감지기(134)에 의해 누출된 암모니아 가스가 기결정된 감지기준 이상으로 감지되는 것"으로 정의된다. 상기 가스흡수모드 운전은, 누출가스감지단계, 공기강제주입단계, 누출가스제거단계, 정제공기순환단계를 포함하며, 여기에 더불어 잔존가스제거단계, 내부흡수액배수단계를 더 포함할 수 있다.
상기 누출가스감지단계에서는, 상기 외곽밀폐벽가스감지기(113) 또는 상기 흡수탱크가스감지기(134)에 의해 누출된 암모니아 가스가 기결정된 감지기준 이상으로 감지되어, 상기 환기유입로(111) 및 상기 공기배기로(137)가 폐쇄되어 상기 외곽밀폐벽(110) 및 상기 흡수탱크(130) 내부공간이 외부와 격리된다.
상기 공기강제주입단계에서는, 상기 공기주입기(116)를 통해 상기 외곽밀폐벽(110) 내부공간으로 주입된 공기가 암모니아와 혼합되어 상기 환기배출로(112)로 배출된다. 앞서 상기 정상운전모드에서는 송풍기에 의하여 강제송풍이 이루어짐으로써 공기 흐름의 구동력이 인가되었으나, 상기 가스흡수모드 운전 시에는 외부와의 완전한 격리가 이루어지므로 송풍기들이 공기 흐름의 구동력을 인가하지 못한다. 따라서 암모니아 누출 발생 초기에는 상기 외곽밀폐벽(110) 내부공간으로부터 상기 흡수탱크(130) 내부공간으로 공기를 적극적으로 흘려보내기 위한 구동력이 상기 공기주입기(116)에 의해 인가될 수 있다. 한편 흡수액에 의한 암모니아 흡수가 시작되면 암모니아가 차지하고 있던 부피만큼이 비게 됨에 따라 상기 흡수탱크(130) 내부공간의 압력이 상기 외곽밀폐벽(110) 내부공간의 압력보다 낮아지게 되며, 그러면 굳이 구동력을 인가하지 않아도 자연스럽게 공기가 상기 외곽밀폐벽(110) 내부공간으로부터 상기 흡수탱크(130) 내부공간으로 흘러갈 수 있게 된다. 이 때 내부공간의 압력이 대기압보다 떨어지는 것은 지양하는 것이 바람직하므로, 이 시점에서는 상기 공기주입기(110)는 압력감지기(116p)에 의해 감지된 상기 외곽밀폐벽(110) 내부공간 압력이 대기압을 유지하도록 상기 외곽밀폐벽(110) 내부에 공기를 주입하는 역할을 하게 된다.
상기 누출가스제거단계에서는, 흡수액과 상기 환기배출로(112)를 통해 배출된 암모니아 및 공기의 혼합물이 상기 이젝터(135)로 각각 공급되어 혼합되어 분사되는 과정에서 암모니아가 흡수액에 용해되어 제거된다. 앞서 설명한 바와 같이 상기 이젝터(135)는 원래 그 장치 특성상 두 개의 유입구로 유입된 액체들을 매우 활발하게 혼합하여 줄 수 있다. 이 과정에서 흡수액과 암모니아의 접촉이 아주 활발하게 이루어지며, 따라서 상기 이젝터(135)를 통과함으로써 매우 고효율로 암모니아의 제거가 이루어질 수 있게 되는 것이다.
부연하자면, 이 과정에서 상기 이젝터(135)로 제공되는 흡수액은, 기본적으로는 도 7에 도시된 바와 같이 상기 흡수액순환펌프(136)에 의하여 끌어올려진 상기 흡수탱크(130) 하측에 수용된 흡수액이 상기 펌프-이젝터유로(136a)를 통해 상기 이젝터(135)로 제공될 수 있다. 그런데, 상기 이젝터(135)에서 분사되어 배출된 흡수액은 그대로 떨어져내려 상기 흡수탱크(130) 하측에 수용되게 되는데, 이 흡수액은 이미 암모니아를 흡수한 상태가 된다. 즉 시간이 지날수록 상기 흡수탱크(130) 하측에 수용된 흡수액의 암모니아 농도는 올라갈 수밖에 없으며, 이에 따라 암모니아 흡수효율이 시간이 지남에 따라 떨어질 우려가 있다. 이러한 문제를 방지하기 위한 것이 앞서 설명한 도 13의 제3응용예로서, 이 경우 상기 암모니아 방출방지 및 제거장치(100)는, 상기 흡수탱크(130) 내 흡수액을 보충하는 흡수액주입기(138); 를 포함한다. 또한 이 때 상기 누출가스제거단계는, 상기 흡수액주입기(138)에서 주입되는 흡수액 일부가 우회되어 상기 펌프-이젝터유로(136a)를 통해 상기 이젝터(135)로 제공되도록 이루어지게 된다. 이와 같이 함으로써 상기 이젝터(135)로는 항상 새로운 흡수액, 즉 암모니아를 흡수한 적이 없는 흡수액이 제공될 수 있게 되어, 시간이 지나더라도 암모니아 흡수효율이 떨어지지 않게 할 수 있다.
상기 정제공기순환단계에서는, 상기 이젝터(135)를 통과하면서 암모니아가 제거되어 정제된 공기가 상기 공기순환로(133)를 통해 상기 외곽밀폐벽(110)으로 복귀되어 순환된다. 이후 상기 누출가스제거단계 및 상기 정제공기순환단계가 순차적으로 순환 반복 수행되게 된다. 상기 누출가스제거단계에서 일차적으로 상기 이젝터(135)에 유입된 공기에서 암모니아가 완전히 제거되지 않았다 하더라도, 일차적으로 정제된 공기가 상기 외곽밀폐벽(110)으로 복귀되면서 상기 외곽밀폐벽(110) 내부공간의 공기 중 암모니아 농도는 떨어지게 된다. 즉 1회차 순환 시에 비해 2회차 순환 시에 암모니아 농도가 떨어지는 것은 당연하며, 따라서 순환 회차가 증가함에 따라 공기 중 암모니아 농도는 단계적으로 계속 떨어지게 될 수 있는 것이다.
상기 잔존가스제거단계 및 상기 내부흡수액배수단계는, 이처럼 공기가 상기 흡수탱크(130) 및 상기 외곽밀폐벽(110)을 순환하면서 암모니아가 제거되는 과정과 병행하여 이루어진다. 즉 상기 흡수탱크(130)에서만 암모니아 제거가 이루어지는 것이 아니라, 상기 외곽밀폐벽(110) 안에서도 암모니아 제거가 추가적으로 더 이루어지게 하기 위한 단계인 것이다. 이를 위하여, 상기 암모니아 방출방지 및 제거장치(100)는, 상기 배수조(114) 및 상기 외곽밀폐벽내부흡수액분사기(115)를 포함한다.
상기 잔존가스제거단계에서는, 상기 누출가스제거단계 및 상기 정제공기순환단계에서 상기 외곽밀폐벽내부흡수액분사기(115)가 흡수액을 분사하여 상기 외곽밀폐벽(110) 내부공간의 잔존 암모니아 가스를 제거한다. 이 과정에서 상기 외곽밀폐벽(110) 내에 약간의 흡수액이 채워지게 되며, 이 흡수액이 상기 암모니아 사용설비(500)에 접촉하면 설비에 고장이 발생할 우려가 있겠으나, 상기 배수조(114)가 상기 암모니아 사용설비(500)가 서있는 바닥면보다 더 함몰되게 형성되어 있으므로 흡수액은 상기 배수조(114)로 원활하게 흘러들어가 수용되며, 따라서 흡수액이 상기 암모니아 사용설비(500)에 접촉할 위험성이 거의 제거된다.
상기 내부흡수액배수단계에서는, 앞서 설명한 바와 같이 상기 외곽밀폐벽(110) 내부공간에 흘러들어온 흡수액이 모여서 상기 배수조(114)에 수용된 후에, 상기 배수조(114)에 적당히 흡수액이 차오르면 상기 배수조배수밸브(114v)에 의해 배수가 이루어지게 한다. 이에 따라 흡수액에 의한 상기 암모니아 사용설비(500) 접촉 위험성은 완전히 제거된다.
도 8은 본 발명의 암모니아 방출방지 및 제거장치의 추가흡수모드를 설명하기 위한 도면이다. 앞서 설명한 바와 같이 가스흡수모드에서의 암모니아 누출량 예상치보다 더 많이 누출이 발생하는 특수한 경우 추가흡수모드 운전이 수행되게 되는데, 보다 명확히 설명하자면, 상기 외곽밀폐벽가스감지기(113) 또는 상기 흡수탱크가스감지기(134)에 의해 누출된 암모니아 가스가 기결정된 최대기준 이상으로 감지되면, 상기 가스흡수모드와 병행하여 추가흡수모드 운전이 수행된다. 여기에서 "최대기준"은 당연히 "감지기준"보다 높은 값으로 결정된다. 상기 추가흡수모드 운전은, 누출추가판단단계, 신규흡수액보충단계, 사용흡수액배출단계를 포함할 수 있다.
이러한 추가흡수모드가 필요한 이유에 대하여 간략히 설명하자면 다음과 같다. 암모니아 사용설비(500)에서 원치않은 암모니아 누출이 발생할 위험성은 이미 알려져 있는 것이고, 따라서 어떤 요인으로 누출이 발생하는지, 어느 정도의 양으로 누출이 발생하는지 정도는 실상 어느 정도 파악되어 있는 상태이다. 한편 암모니아 흡수가 최대한 잘 이루어지게 하기 위해서라면, 흡수액을 최대한 많은 양을 준비하고 항상 신선한 흡수액이 공급되도록 하면 좋을 것이다. 그러나 실제로는 이러한 큰 설비를 운용하고 유지하는데 큰 비용이 들어가기 때문에 무한정 흡수액 운용량을 늘리는 것에는 한계가 있다. 예를 들어 흡수액 보관용기를 지나치게 크게 지을 경우 공간이 부족하게 될 우려가 있으며, 흡수액을 순환시키는 펌프 또한 지나치게 대용량을 사용할 경우 전력 소모가 너무 심해지게 된다. 이러한 점들을 고려하여, 경험적으로 암모니아 누출이 발생하는 경우들, 예를 들어 배관 이음새나 밸브 노후화로 인한 누출 등과 같은 경우들에서 미리 누출량이 어느 정도 수준인지 파악하고, 이 수준에 맞추어 흡수액 운용량을 결정하는 것이다. 바로 이것이 앞서 설명한 "최대기준"이 된다. 그런데, 실제로 설비를 운용하는 과정에서 정말로 예상치 못한 원인으로, 즉 예를 들자면 실무자가 암모니아 사용설비(500) 주변에서 다른 작업을 하다가 실수로 설비에 흠집을 냈다거나 하는 등과 같은 사고가 발생할 수 있으며, 이러한 경우 일반적인 예상치(즉 "최대기준")보다 훨씬 많은 누출이 발생하게 된다. 추가흡수모드는 바로 이러한 경우를 대비한 것으로서, 즉 꼭 필요한 경우에 추가적으로 수행될 수 있는 모드일 뿐 항상 수행되는 모드인 것은 아니다.
상기 누출추가판단단계에서는, 상기 외곽밀폐벽가스감지기(113) 또는 상기 흡수탱크가스감지기(134)에 의해 누출된 암모니아 가스가 기결정된 최대기준 이상으로 판단된다. 암모니라 누출량이 최대기준 이상이라는 것은, 설계 시 충분히 암모니아 제거가 가능할 것으로 예상했던 흡수액 운용량으로는 암모니아를 충분히 제거할 수 없다는 것을 의미한다. 따라서 상기 추가흡수모드에서는, 새로운 흡수액을 더 보충해 주고, 암모니아를 충분히 흡수한 흡수액은 배출하여 주는 단계들을 포함한다. 이를 위하여 상기 암모니아 방출방지 및 제거장치(100)는, 상기 펌프-배출유로(136c) 및 상기 흡수액주입기(138)를 더 구비한다.
상기 신규흡수액보충단계에서는, 상기 흡수액주입기(138)에 의해 상기 흡수탱크(130) 내에 새로운 흡수액이 보충된다. 이에 따라 최대기준 이상으로 누출된 암모니아가 새로 보충된 흡수액에 흡수되어 추가적으로 제거될 수 있게 된다.
상기 사용흡수액배출단계에서는, 상기 흡수탱크(130) 하측에 수용된 흡수액이 상기 흡수액순환펌프(136)에 의해 상기 흡수액순환유로(136p)를 통해 끌어올려져 그 중 전체 또는 일부가 상기 펌프-배출유로(136c)를 통해 외부로 배출된다. 즉 암모니아 농도가 높아진 흡수액은 꾸준히 배출하여 주고, 그 자리에 암모니아를 흡수한 적이 없는 새로운 흡수액을 꾸준히 보충하여 줌으로써, 암모니아 누출량이 예상치 이상이라 하더라도 암모니아의 추가적인 제거가 원활하게 이루어질 수 있다.
도 9는 본 발명의 암모니아 방출방지 및 제거장치의 복구운전모드를 설명하기 위한 도면이다. 앞서 설명한 바와 같이 가스흡수모드에서 충분히 암모니아를 흡수하여 모두 제거한 뒤에는 다시 평상시의 정상운전모드로 되돌아와야 하는데, 이를 위한 여러 준비단계들이 수행되는 동작모드가 바로 복구운전모드이다. 즉 상기 가스흡수모드 운전 이후에, 상기 외곽밀폐벽가스감지기(113) 또는 상기 흡수탱크가스감지기(134)에 의해 누출된 암모니아 가스가 기결정된 감지기준 미만으로 감지되면, 복구운전모드 운전이 수행되는 것이다. 상기 복구운전모드는, 누출미발생판단단계, 흡수탱크격리단계, 신규흡수액보충단계, 사용흡수액배출단계를 포함할 수 있다.
상기 누출미발생판단단계에서는, 상기 외곽밀폐벽가스감지기(113) 또는 상기 흡수탱크가스감지기(134)에 의해 누출된 암모니아 가스가 기결정된 감지기준 미만으로 판단된다. 그러면 이제 상기 복구운전모드가 시작되게 된다.
상기 흡수탱크격리단계에서는, 상기 이젝터(135)로 공급되는 흡수액 공급이 중단되고, 상기 공기순환로밸브(133v)가 폐쇄되어, 상기 외곽밀폐벽(110) 및 상기 흡수탱크(130) 간에 공기순환이 중단되도록 서로 격리된다. 이 시점에서 상기 외곽밀폐벽(110) 내에 만약 흡수액이 잔존하여 있다면, 상기 배수조(114)에서 이를 배수하는 과정이 함께 이루어질 수도 있다.
상기 신규흡수액보충단계에서는 상기 추가흡수모드에서와 마찬가지로, 상기 흡수액주입기(138)에 의해 상기 흡수탱크(130) 내에 새로운 흡수액이 보충된다.
상기 사용흡수액배출단계에서는 역시 상기 추가흡수모드에서와 마찬가지로, 상기 흡수탱크(130) 하측에 수용된 흡수액이 상기 흡수액순환펌프(136)에 의해 상기 흡수액순환유로(136p)를 통해 끌어올려져 상기 펌프-배출유로(136c)를 통해 외부로 배출된다.
이러한 과정을 거쳐 흡수액이 교체됨으로써 이후 암모니아 제거에 사용될 수 있을 만큼 충분히 흡수액의 암모니아 농도가 떨어지게 되면, 상기 복구운전모드가 종료되고 상기 환기유입로(111), 상기 환기배출로(112) 등이 개방되어 상기 정상운전모드가 다시 수행되게 된다.
부가적으로, 상기 흡수액에 대하여 보다 상세히 설명한다. 상기 흡수액으로는 암모니아의 용해도가 높은 액체라면 무엇이든 사용가능한데, 예를 들어 물, 산성수, 에탄올, 글리콜 등이 채용될 수 있다. 도 10a는 암모니아의 물에 대한 용해도를, 도 10b는 암모니아의 에탄올에 대한 용해도를, 도 10c는 암모니아의 글리콜에 대한 용해도를 각각 나타내고 있다. 물은 암모니아 용해도가 높을뿐더러 가격이 저렴하고 구하기 쉬운 장점이 있다. 또한 암모니아는 염기성이기 때문에, 산성수를 이용하면 용해도를 더욱 높일 수 있다. 그러나 온도가 낮은 암모니아의 경우 물은 응결가능성이 있다는 단점이 있어, 그 외의 선택지가 필요할 수 있다. 도 10b, c를 참조하면, 에탄올, 글리콜 모두 온도가 낮은 암모니아의 경우에 원활하게 사용할 수 있음을 알 수 있다. 물론 상술한 물질들이 반드시 단독으로 사용되어야 할 필요는 없으며, 필요에 따라 적절히 이들이 혼합되어 사용되어도 무방하다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
100 : 암모니아 방출방지 및 제거장치
110 : 외곽밀폐벽
111 : 환기유입로 111v : 환기유입로밸브
112 : 환기배출로 112v : 환기배출로밸브
113 : 외곽밀폐벽가스감지기
114 : 배수조 114v : 배수조배수밸브
115 : 외곽밀폐벽내부흡수액분사기
116 : 공기주입기 116p : 압력감지기
120 : 덕트
121 : 덕트연통로 121v : 덕트연통로밸브 121f: 덕트연통로송풍기
130 : 흡수탱크
131 : 탱크연통로 131v : 탱크연통로밸브
132 : 이젝터통로 132v : 이젝터통로밸브
133 : 공기순환로 133v : 공기순환로밸브
134 : 흡수탱크가스감지기
135 : 이젝터
136 : 흡수액순환펌프
136p : 흡수액순환유로 136a : 펌프-이젝터유로
136b : 펌프-탱크유로 136c : 펌프-배출유로
137 : 공기배기로 137v : 공기배기로밸브 137f: 공기배기로송풍기
138 : 흡수액주입기 139 : 흡수액분배기
140 : 기액접촉층 145 : 보조기액접촉층
110 : 외곽밀폐벽
111 : 환기유입로 111v : 환기유입로밸브
112 : 환기배출로 112v : 환기배출로밸브
113 : 외곽밀폐벽가스감지기
114 : 배수조 114v : 배수조배수밸브
115 : 외곽밀폐벽내부흡수액분사기
116 : 공기주입기 116p : 압력감지기
120 : 덕트
121 : 덕트연통로 121v : 덕트연통로밸브 121f: 덕트연통로송풍기
130 : 흡수탱크
131 : 탱크연통로 131v : 탱크연통로밸브
132 : 이젝터통로 132v : 이젝터통로밸브
133 : 공기순환로 133v : 공기순환로밸브
134 : 흡수탱크가스감지기
135 : 이젝터
136 : 흡수액순환펌프
136p : 흡수액순환유로 136a : 펌프-이젝터유로
136b : 펌프-탱크유로 136c : 펌프-배출유로
137 : 공기배기로 137v : 공기배기로밸브 137f: 공기배기로송풍기
138 : 흡수액주입기 139 : 흡수액분배기
140 : 기액접촉층 145 : 보조기액접촉층
Claims (27)
- 암모니아 누출공간을 외부환경과 차단하는 외곽밀폐벽(110);
상기 외곽밀폐벽(110)에 구비되어 공기를 유입시키며 환기유입로밸브(111v)에 의해 개폐가능하게 형성되는 환기유입로(111);
상기 외곽밀폐벽(110)에 구비되어 공기를 배출시키는 환기배출로(112);
상기 외곽밀폐벽(110) 내부공간 상측에 구비되어 누출된 암모니아 가스를 감지하는 외곽밀폐벽가스감지기(113);
상기 외곽밀폐벽(110) 내부에 공기를 주입하는 공기주입기(116);
상시 공기흐름이 형성되어 대기로 공기를 방출하는 덕트(120);
암모니아 흡수액을 수용하는 흡수탱크(130);
상기 흡수탱크(130) 내에 구비되어 공기 및 흡수액을 유입받아 혼합하여 분사하는 이젝터(135);
상기 흡수탱크(130) 및 상기 환기배출로(112)를 연결하며 탱크연통로밸브(131v)에 의해 개폐가능하게 형성되는 탱크연통로(131);
상기 이젝터(135) 및 상기 환기배출로(112)를 연결하며 이젝터통로밸브(132v)에 의해 개폐가능하게 형성되는 이젝터통로(132);
상기 흡수탱크(130) 상단 및 상기 외곽밀폐벽(110) 상단을 연결하며 공기순환로밸브(133v)에 의해 개폐가능하게 형성되어 상기 흡수탱크(130) 내 공기를 상기 외곽밀폐벽(110) 내로 순환시키는 공기순환로(133);
상기 흡수탱크(130)에 구비되어 상기 흡수탱크(130) 내부공간의 암모니아 농도 또는 흡수액의 pH를 측정하는 흡수탱크가스감지기(134);
상기 흡수탱크(130) 하측에 수용된 흡수액을 끌어올려 펌프-이젝터유로(136a)를 통해 상기 이젝터(135)로 제공하거나 또는 펌프-탱크유로(136b)를 통해 상기 흡수탱크(130) 상측에서 다시 제공하여 순환시키는 흡수액순환유로(136p)에 구비되어 흡수액을 펌핑하는 흡수액순환펌프(136);
상기 흡수탱크(130) 상단 및 상기 덕트(120)를 연결하여 상기 흡수탱크(130) 내 공기를 공기배기로송풍기(137f)에 의해 강제송풍하여 상기 덕트(120)를 통해 배출시키며 공기배기로밸브(137v)에 의해 개폐가능하게 형성되는 공기배기로(137);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 암모니아 방출방지 및 제거장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 암모니아 방출방지 및 제거장치(100)는,
상기 외곽밀폐벽(110) 내부공간에서 암모니아 누출 미발생 시,
상기 환기유입로(111)를 통해 상기 외곽밀폐벽(110) 내부공간으로 유입된 공기가 상기 환기배출로(112), 상기 흡수탱크(130), 상기 공기배기로(137)를 순차적으로 통과하여 상기 덕트(120)를 통해 외부로 배출됨으로써 환기되는 정상운전모드로 운전되고,
상기 외곽밀폐벽(110) 내부공간에서 암모니아 누출 발생 시,
상기 환기유입로(111) 및 상기 공기배기로(137)가 폐쇄되어 상기 외곽밀폐벽(110) 및 상기 흡수탱크(130) 내부공간이 외부와 격리되도록 형성되어, 상기 공기주입기(116)를 통해 상기 외곽밀폐벽(110) 내부공간으로 주입된 공기가 암모니아와 혼합되어 상기 환기배출로(112)로 배출되되,
흡수액과 상기 환기배출로(112)를 통해 배출된 암모니아 및 공기의 혼합물이 상기 이젝터(135)로 각각 공급되어 혼합되어 분사되는 과정에서 암모니아가 흡수액에 용해되어 제거되고,
상기 이젝터(135)를 통과하면서 암모니아가 제거되어 정제된 공기가 상기 공기순환로(133)를 통해 상기 외곽밀폐벽(110)으로 복귀되어 순환되는 가스흡수모드로 운전되는 것을 특징으로 하는 암모니아 방출방지 및 제거장치.
- 제 2항에 있어서, 상기 암모니아 방출방지 및 제거장치(100)는,
상기 외곽밀폐벽가스감지기(113) 또는 상기 흡수탱크가스감지기(134)에서 감지된 암모니아 누출량이 기결정된 감지기준 미만이면 암모니아 누출 미발생으로 판단하여 정상운전모드로 운전되고, 상기 감지기준 이상이면 암모니아 누출 발생으로 판단하여 가스흡수모드로 운전되는 것을 특징으로 하는 암모니아 방출방지 및 제거장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 암모니아 방출방지 및 제거장치(100)는,
암모니아 및 공기의 혼합물과 흡수액의 접촉을 증가시키도록 상기 흡수탱크(130) 내부공간에 분산배치되는 기액접촉층(140);
을 포함하는 것을 특징으로 하는 암모니아 방출방지 및 제거장치.
- 제 4항에 있어서, 상기 기액접촉층(140)은,
상기 이젝터(135) 하방에 배치되는 것을 특징으로 하는 암모니아 방출방지 및 제거장치.
- 제 4항에 있어서, 상기 기액접촉층(140)은,
상기 흡수탱크(130) 내에 서로 수직방향으로 이격되며 적어도 하나의 개방부가 형성되는 복수 개의 수평방향의 격막 형태,
상기 흡수탱크(130) 내에 충진되는 복수 개의 고체충진재 형태
중 선택되는 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 암모니아 방출방지 및 제거장치.
- 제 4항에 있어서, 상기 암모니아 방출방지 및 제거장치(100)는,
암모니아 및 공기의 혼합물과 흡수액의 접촉을 증가시키도록 상기 흡수탱크(130) 내부공간 중 상기 이젝터(135) 상방에 분산배치되는 보조기액접촉층(145);
을 포함하는 것을 특징으로 하는 암모니아 방출방지 및 제거장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 암모니아 방출방지 및 제거장치(100)는,
상기 흡수액순환유로(136p)와 연결되어 상기 흡수탱크(130) 하측에 수용되며 암모니아를 흡수한 흡수액을 외부에서 처리하도록 배출하는 펌프-배출유로(136c)를 포함하는 것을 특징으로 하는 암모니아 방출방지 및 제거장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 암모니아 방출방지 및 제거장치(100)는,
상기 흡수탱크(130) 내 흡수액을 보충하는 흡수액주입기(138);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 암모니아 방출방지 및 제거장치.
- 제 9항에 있어서, 상기 암모니아 방출방지 및 제거장치(100)는,
상기 흡수액주입기(138)에서 주입되는 흡수액 일부가 우회되어 상기 펌프-이젝터유로(136a)를 통해 상기 이젝터(135)로 제공되는 것을 특징으로 하는 암모니아 방출방지 및 제거장치.
- 제 9항에 있어서, 상기 암모니아 방출방지 및 제거장치(100)는,
상기 흡수액주입기(138)에 인접하게 구비된 수평방향의 격막 형태로 형성되며 복수 개의 개방부가 분포 형성되는 흡수액분배기(139);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 암모니아 방출방지 및 제거장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 암모니아 방출방지 및 제거장치(100)는,
상기 외곽밀폐벽(110) 내부공간에 흘러들어온 흡수액이 모여서 수용되도록,
상기 외곽밀폐벽(110) 내부공간 하면 일부에 함몰 형성되며 배수조배수밸브(114v)에 의해 배수 여부가 조절되는 배수조(114);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 암모니아 방출방지 및 제거장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 암모니아 방출방지 및 제거장치(100)는,
상기 외곽밀폐벽(110) 내부공간의 잔존 암모니아 가스를 제거하기 위해 흡수액을 분사하는 외곽밀폐벽내부흡수액분사기(115);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 암모니아 방출방지 및 제거장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 암모니아 방출방지 및 제거장치(100)는,
상기 환기배출로(111) 및 상기 덕트(120)를 연결하여 상기 외곽밀폐벽(110) 내 공기를 덕트연통로송풍기(121f)에 의해 강제송풍하여 상기 덕트(120)를 통해 배출시키며 덕트연통로밸브(121v)에 의해 개폐가능하게 형성되는 덕트연통로(121);
를 포함하며,
상기 외곽밀폐벽(110) 내부공간에서 암모니아 누출 미발생 시,
상기 환기유입로(111)를 통해 상기 외곽밀폐벽(110) 내부공간으로 유입된 공기가 상기 환기배출로(112), 상기 덕트연통로(121)를 순차적으로 통과하여 상기 덕트(120)를 통해 외부로 배출됨으로써 환기되는 것을 특징으로 하는 암모니아 방출방지 및 제거장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 흡수액은,
물, 산성수, 에탄올, 글리콜 중 선택되는 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 암모니아 방출방지 및 제거장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 암모니아 방출방지 및 제거장치(100)는,
하나의 상기 흡수탱크(130)에 복수 개의 상기 외곽밀폐벽(110)이 연결되되,
적어도 하나의 상기 외곽밀폐벽(110)은 흡수액을 수용하며, 외부 타 시스템에서 배출된 암모니아가 유입되어 흡수액에 의해 암모니아가 제거되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 암모니아 방출방지 및 제거장치.
- 제 16항에 있어서, 흡수액을 수용하는 상기 외곽밀폐벽(110)은,
암모니아 및 공기의 혼합물과 흡수액의 접촉을 증가시키도록 상기 외곽밀폐벽(110) 내부에 접촉증가구조물이 구비되되,
상기 외곽밀폐벽(110)으로 흡수액이 유입되는 측에 인접하게 구비된 수평방향의 격막 형태로 형성되며 복수 개의 개방부가 분포 형성되는 분배기 형태,
상기 외곽밀폐벽(110) 내에 서로 수직방향으로 이격되며 적어도 하나의 개방부가 형성되는 복수 개의 수평방향의 격막 형태,
상기 외곽밀폐벽(110) 내에 충진되는 복수 개의 고체충진재 형태
중 선택되는 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 암모니아 방출방지 및 제거장치.
- 제 1항에 의한 암모니아 방출방지 및 제거장치(100)를 사용하는 암모니아 방출방지 및 제거방법에 있어서,
상기 외곽밀폐벽가스감지기(113) 또는 상기 흡수탱크가스감지기(134)에 의해 누출된 암모니아 가스가 기결정된 감지기준 이상으로 감지되면, 가스흡수모드 운전이 수행되는 단계를 포함하되,
상기 가스흡수모드 운전은,
상기 외곽밀폐벽가스감지기(113) 또는 상기 흡수탱크가스감지기(134)에 의해 누출된 암모니아 가스가 기결정된 감지기준 이상으로 감지되어, 상기 환기유입로(111) 및 상기 공기배기로(137)가 폐쇄되어 상기 외곽밀폐벽(110) 및 상기 흡수탱크(130) 내부공간이 외부와 격리되는 누출가스감지단계;
상기 공기주입기(116)를 통해 상기 외곽밀폐벽(110) 내부공간으로 주입된 공기가 암모니아와 혼합되어 상기 환기배출로(112)로 배출되는 공기강제주입단계;
흡수액과 상기 환기배출로(112)를 통해 배출된 암모니아 및 공기의 혼합물이 상기 이젝터(135)로 각각 공급되어 혼합되어 분사되는 과정에서 암모니아가 흡수액에 용해되어 제거되는 누출가스제거단계;
상기 이젝터(135)를 통과하면서 암모니아가 제거되어 정제된 공기가 상기 공기순환로(133)를 통해 상기 외곽밀폐벽(110)으로 복귀되어 순환되는 정제공기순환단계;
상기 누출가스제거단계 및 상기 정제공기순환단계가 순차적으로 순환 반복 수행되는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 암모니아 방출방지 및 제거방법.
- 제 18항에 있어서, 상기 누출가스제거단계는,
상기 흡수액순환펌프(136)에 의하여 끌어올려진 상기 흡수탱크(130) 하측에 수용된 흡수액이 상기 펌프-이젝터유로(136a)를 통해 상기 이젝터(135)로 제공되도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 암모니아 방출방지 및 제거방법.
- 제 18항에 있어서,
상기 암모니아 방출방지 및 제거장치(100)는, 상기 흡수탱크(130) 내 흡수액을 보충하는 흡수액주입기(138); 를 포함하며,
상기 누출가스제거단계는,
상기 흡수액주입기(138)에서 주입되는 흡수액 일부가 우회되어 상기 펌프-이젝터유로(136a)를 통해 상기 이젝터(135)로 제공되도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 암모니아 방출방지 및 제거방법.
- 제 18항에 있어서,
상기 암모니아 방출방지 및 제거장치(100)는, 상기 외곽밀폐벽(110) 내부공간 하면 일부에 함몰 형성되며 배수조배수밸브(114v)에 의해 배수 여부가 조절되는 배수조(114); 상기 외곽밀폐벽(110) 내부공간의 잔존 암모니아 가스를 제거하기 위해 흡수액을 분사하는 외곽밀폐벽내부흡수액분사기(115); 를 포함하며,
상기 가스흡수모드 운전은,
상기 누출가스제거단계 및 상기 정제공기순환단계에서 상기 외곽밀폐벽내부흡수액분사기(115)가 흡수액을 분사하여 상기 외곽밀폐벽(110) 내부공간의 잔존 암모니아 가스를 제거하는 잔존가스제거단계;
상기 외곽밀폐벽(110) 내부공간에 흘러들어온 흡수액이 모여서 상기 배수조(114)에 수용되고, 상기 배수조배수밸브(114v)에 의해 배수되는 내부흡수액배수단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 암모니아 방출방지 및 제거방법.
- 제 18항에 있어서,
상기 암모니아 방출방지 및 제거장치(100)는, 상기 흡수액순환유로(136p)와 연결되어 상기 흡수탱크(130) 하측에 수용되며 암모니아를 흡수한 흡수액을 외부에서 처리하도록 배출하는 펌프-배출유로(136c); 상기 흡수탱크(130) 내 흡수액을 보충하는 흡수액주입기(138); 를 포함하며,
상기 암모니아 방출방지 및 제거방법은,
상기 외곽밀폐벽가스감지기(113) 또는 상기 흡수탱크가스감지기(134)에 의해 누출된 암모니아 가스가 기결정된 최대기준 이상으로 감지되면, 상기 가스흡수모드와 병행하여 추가흡수모드 운전이 수행되는 단계를 포함하되,
상기 추가흡수모드 운전은,
상기 외곽밀폐벽가스감지기(113) 또는 상기 흡수탱크가스감지기(134)에 의해 누출된 암모니아 가스가 기결정된 최대기준 이상으로 판단되는 누출추가판단단계;
상기 흡수액주입기(138)에 의해 상기 흡수탱크(130) 내에 새로운 흡수액이 보충되는 신규흡수액보충단계;
상기 흡수탱크(130) 하측에 수용된 흡수액이 상기 흡수액순환펌프(136)에 의해 상기 흡수액순환유로(136p)를 통해 끌어올려져 그 중 전체 또는 일부가 상기 펌프-배출유로(136c)를 통해 외부로 배출되는 사용흡수액배출단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 암모니아 방출방지 및 제거방법.
- 제 18항에 있어서,
상기 암모니아 방출방지 및 제거장치(100)는, 상기 흡수액순환유로(136p)와 연결되어 상기 흡수탱크(130) 하측에 수용되며 암모니아를 흡수한 흡수액을 외부에서 처리하도록 배출하는 펌프-배출유로(136c); 상기 흡수탱크(130) 내 흡수액을 보충하는 흡수액주입기(138); 를 포함하며,
상기 암모니아 방출방지 및 제거방법은,
상기 가스흡수모드 운전 이후에, 상기 외곽밀폐벽가스감지기(113) 또는 상기 흡수탱크가스감지기(134)에 의해 누출된 암모니아 가스가 기결정된 감지기준 미만으로 감지되면, 복구운전모드 운전이 수행되는 단계를 포함하되,
상기 복구운전모드 운전은,
상기 외곽밀폐벽가스감지기(113) 또는 상기 흡수탱크가스감지기(134)에 의해 누출된 암모니아 가스가 기결정된 감지기준 미만으로 판단되는 누출미발생판단단계;
상기 이젝터(135)로 공급되는 흡수액 공급이 중단되고, 상기 공기순환로밸브(133v)가 폐쇄되어, 상기 외곽밀폐벽(110) 및 상기 흡수탱크(130) 간에 공기순환이 중단되도록 서로 격리되는 흡수탱크격리단계;
상기 흡수액주입기(138)에 의해 상기 흡수탱크(130) 내에 새로운 흡수액이 보충되는 신규흡수액보충단계;
상기 흡수탱크(130) 하측에 수용된 흡수액이 상기 흡수액순환펌프(136)에 의해 상기 흡수액순환유로(136p)를 통해 끌어올려져 상기 펌프-배출유로(136c)를 통해 외부로 배출되는 사용흡수액배출단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 암모니아 방출방지 및 제거방법.
- 제 1항에 의한 암모니아 방출방지 및 제거장치(100)를 사용하는 암모니아 방출방지 및 제거방법에 있어서,
상기 암모니아 방출방지 및 제거방법은,
상기 외곽밀폐벽가스감지기(113) 또는 상기 흡수탱크가스감지기(134)에 의해 누출된 암모니아 가스가 기결정된 감지기준 미만으로 감지되면, 정상운전모드 운전이 수행되는 단계를 포함하되,
상기 정상운전모드 운전은,
상기 환기유입로(111)를 통해 상기 외곽밀폐벽(110) 내부공간으로 공기가 유입되는 공기유입단계;
유입된 공기가 상기 환기배출로(112), 상기 흡수탱크(130), 상기 공기배기로(137)를 순차적으로 통과하여 상기 덕트(120)를 통해 외부로 배출됨으로써 환기되는 공기환기단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 암모니아 방출방지 및 제거방법.
- 제 24항에 있어서, 상기 정상운전모드 운전은,
상기 흡수액순환펌프(136)에 의하여 상기 흡수탱크(130) 하측에 수용된 흡수액이 상기 흡수액순환유로(136p)를 따라 끌어올려지고, 흡수액이 상기 펌프-탱크유로(136b)를 통해 상기 흡수탱크(130) 상측에서 다시 제공되어 순환되는 흡수액순환단계;
상기 공기환기단계에서 공기가 상기 흡수탱크(130)를 통과하는 과정에서, 상기 흡수탱크(130) 상측에서 제공되는 흡수액에 의해 공기 내에 포함된 미량의 암모니아가 제거되는 미량가스제거단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 암모니아 방출방지 및 제거방법.
- 제 25항에 있어서,
상기 암모니아 방출방지 및 제거장치(100)는, 암모니아 및 공기의 혼합물과 흡수액의 접촉을 증가시키도록 상기 흡수탱크(130) 내부공간에 분산배치되는 기액접촉층(140); 을 포함하며,
상기 미량가스제거단계는, 상기 기액접촉층(140)에 잔존된 흡수액에 의해 공기 내에 포함된 미량의 암모니아가 더 제거되는 것을 특징으로 하는 암모니아 방출방지 및 제거방법.
- 제 1항에 의한 암모니아 방출방지 및 제거장치(100)를 사용하는 암모니아 방출방지 및 제거방법에 있어서,
상기 암모니아 방출방지 및 제거장치(100)는, 상기 환기배출로(111) 및 상기 덕트(120)를 연결하여 상기 외곽밀폐벽(110) 내 공기를 덕트연통로송풍기(121f)에 의해 강제송풍하여 상기 덕트(120)를 통해 배출시키며 덕트연통로밸브(121v)에 의해 개폐가능하게 형성되는 덕트연통로(121); 를 포함하며,
상기 암모니아 방출방지 및 제거방법은,
상기 외곽밀폐벽가스감지기(113) 또는 상기 흡수탱크가스감지기(134)에 의해 누출된 암모니아 가스가 기결정된 감지기준 미만으로 감지되면, 정상운전모드 운전이 수행되는 단계를 포함하되,
상기 정상운전모드 운전은,
상기 환기유입로(111)를 통해 상기 외곽밀폐벽(110) 내부공간으로 공기가 유입되는 공기유입단계;
유입된 공기가 상기 환기배출로(112), 상기 덕트연통로(121)를 순차적으로 통과하여 상기 덕트(120)를 통해 외부로 배출됨으로써 환기되는 공기환기단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 암모니아 방출방지 및 제거방법.
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| KR1020210116286A KR102576207B1 (ko) | 2021-09-01 | 2021-09-01 | 암모니아 방출방지 및 제거장치 |
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Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
| JP2006026555A (ja) * | 2004-07-16 | 2006-02-02 | Hachiyo Engneering Kk | アンモニアガスの除害システム |
| KR20120078819A (ko) * | 2011-01-03 | 2012-07-11 | 하동희 | 폐수의 암모니아 스트리핑장치 |
| KR20130034703A (ko) * | 2011-09-29 | 2013-04-08 | 유 득 김 | 복합형 질소산화물 처리 시스템 |
-
2021
- 2021-09-01 KR KR1020210116286A patent/KR102576207B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| Ding Xi-bo, Wang Ruyue. 2017. Development of Ammonia Gas Leak Detection and Location Method. TELKOMNIKA.V15I3.5079Corpus ID: 64731962. |
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| Sami Lamberg, RistoLautkaski, Kimmo Virolainen. 2015. Safety Guide of Ammonia Refrigerating Systems. |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR102576207B1 (ko) | 2023-09-08 |
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