KR960008758Y1 - 액트렐^®을 포함한 탄화수소계 세척제의 증류 재생기 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

액트렐을 포함한 탄화수소계 세척제의 증류 재생기

제1도는 본 고안의 가열장치의 종단면도.

제2도는 본 고안의 분별기의 종단면도.

제3도는 본 고안의 증류 재생기의 종단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 액트렐가열탱크 2 : 열매체유 탱크

3 : 열매체유 순환 파이프 4 : 전열기

5 : 보온재 6 : 청소구

7 : 슬러지 침전구 8 : 분별기

9 : 분별판 10 : 분별구

11 : 오버 플로우 배출구 12 : 오염유

13 : 후렌지 14 : 냉각응축코일

15 : 응축 액받이 16 : 가스 배출기

17 : 수액출액 탱크 18 : 냉각코일

본 고안은 공업용 세척제로서 사용되는 오염된 액트렐(ACTREL)을 포함한 탄화수소계 세척제를 효율적으로 증류재생하여 원액과 같이 재사용 가능하도록 고안된 증류 재생기에 관한 것이다.

종래에는 공업용 세척제로서 프레온 113 및 1, 1, 1 - 트리클로로에탄등과 같은 유기성 불소계 및 염소계 용제가 전세계적으로 광범위하게 사용되어 오고 있었으며, 따라서 세척제로서 사용되어 오염된(유지성오염, 고형오염, 물에 의한 오염등) 상기 유기성 불소계 및 염소계용제는 규격화된 물에 넣고 끓이면 그 화학적 물리적 성질 때문에 100℃ 이하에서 증발되고 응축도 잘 되므로 간편하게 냉각 응축코일로 응축시키고 물을 분리하여 새로운 액과 같이 재사용되어 왔다.

그러나, 상기 유기성 불소계 및 염소계 용제는 오존층을 파괴하는 물질로서 널리 알려져 있으며, 최근 몬트리올의 정서에 의거 규제되어 장래에 사용할 수 없게 하였으며, 또한 유기성 염소계인 트리클로로 에틸렌 또는 피클로에틸렌등은 이미 지하수의 오염 및 인체의 해로운 작업 환경의 유발로 규제되어 있으므로 전세계의 선진국들은 새로운 공업용 세척제를 개발해 내고자 많은 연구를 해오고 있다.

이러한 때에 미국의 저명한 화학회사인 엑손(EXXON)에서 지구의 환경 파괴문제를 야기시키지 않고도 프레온 113 및 1, 1, 1 - 트리클로로에탄등과 용해능력면에서 대등하며, 또한 인체에 미치는 해로움이 적고 세척물을 포함한 금속의 적용부위를 녹슬게 하지 않는 탄화수소계 용제인 액트렐을 개발하여 국제적으로 인정받게 되었다.

액트렐은 탄화수소계 물질로서 제2, 제3, 제4석유류에 해당되며 가연성 물질이다.

이와같은 액트렐을 비롯한 탄화수소계 세척제는 기존의 세척기와 세척 시스템으로는 그 사용이 불합리 하였으므로, 본 발명자들은 액트렐을 포함한 탄화수소계 세척제를 사용하기에 적합한 세척기를 발명하여 실용신안등록 출원한바 있다. 즉, 표(1)에서 알수 있는 바와같이 공업용 세척상의 문제로서 종전의 유기성 불소계 및 염소계의비중이 1.4-1.6 정도인 반면에 탄화수소계 용제의 비중은 0.7-0.8정도이어서 유기성 불소계 및 염소계 용제의 1/2정도에 불과하며, 유기성 불소계 및 염소계 용제에 비해 증발 건조 속도가 늦고 가연성이며 유화속도가 빠름으로, 액트렐을 비롯한 탄화수소계 용제는 그것을 사용하는 세척방법, 용제의 순환, 재생, 청정도 유지방법, 폐액 처리방법 및 안전 대책등이 기존 용제와 달라야 한다.

따라서, 본 발명자들은 액트렐을 비롯한 탄화수소계 용제를 사용할 수 있는 세척 공정을 수행하기 위한 구조. 구성품의 조직과 배치 및 용제의 재생 순환장치와 안전장치등이 기존의 것과 다른 액트렐을 포함한 탄화수소계 세척제의 전용 세척기를 발명하게 되었던 것이다.

한편, 공업용 세척제의 증류 재생상의 문제로서 종래의 불소계 및 염소계 세척제는 비중이 1.4-1.6 비열이 0.2-0.26, 비등점이 47℃-87.2℃ 정도이며, 인화점은 없는 반면에 액트렐을 포함한 탄화수소계 세척제는 비중이 0.75-0.86, 비열이 0.48-1.49, 비등점이 141℃-239℃이며 인화점이 29-136℃임으로 증류 재생하는 데에는 큰 차이점이 있을 수 밖에 없다.

즉, 액트렐을 포함한 탄화수소계 세척제는

(1) 각종 생산라인으로부터 오염되어 나오는 기름류와 화학적 물리적 성질이 비슷하며,

(2) 비등점이 141℃-239℃이고 인화점이 29℃-136℃인 까닭에 가열방법과 안전문데도 고려해야 한다.

이러한 이유 때문에,

(1) 수증기 가열은 불가능하며 전기적 가열도 안전상 직접 가열이 불가능하다.

(2) 오염되어 나오는 다른 기름류와 성질이 비슷하여 가열시 같이 증발되어 나오는 증기를 직접 응축하여 재사용할 수는 없고 이것을 분별하여 액트렐만을 수액하여 사용해야 한다.

(3) 응축되어 나오는 액트렐의 온도가 ±200℃이므로 감온하지 않고는 재 사용할 수가 없다.

이와같은 문제점을 해결하기 위하여 본 고안은 액트렐을 비롯한 탄화수소계 세척제의 특성을 충분히 고려하여 그 화학적 물리적 성질에 순종하면서 성상의 변화없이 증류 재생되고 산업의 안전성이 확보되며 가장 경제적으로 증류 재생되도록 고안 설계된 것으로서 열매체유 탱크 및 그 순환 파이프가 구비된 가열 장치내의 액트렐탱크에서 오염된 액트렐을 간접 가열시키고 증기화되어 나오는 액트렐증기 및 오염유의 증기를 상기 가열장치 상부에 장착된 분별판 및 오염유 오버플로우 배출구가 구비된 다단의 분별기로 이루어진 분별 증류탑에서 분별하여 최종적으로 순수 액트렐증기만을 냉각 응축코일에 의해 응축되도록 하고 액받이로 수집된 순수 액트렐이 수액출액 냉각 탱크로 이송되어 상온으로 냉각되고 출액 재 사용될 수 있도록 형성한 것으로 액트렐을 포함한 탄화수소계 세척제를 효과적으로 증류 재생할 수 있도록 한 것이다.

이를 첨부 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

대류 순환식 간접 가열을 위한 열매체유 순환 파이프(3)를 양측 내면에 다수 구비한 액트렐가열탱크(1)가 형성되어 있고 상기 가열탱크(1) 상부에는 다단의 분별기(8)가 상하면으로 후렌지(13)에 의해 연결되어 형성되어 있으며 상기 분별기(8)에는 상기 가열탱크(1)로부터 증발되어 올라오는 혼합증기를 분별하기 위한 분별구(10)를 지닌 분별판(9) 및 이 분별판(9) 중앙에 적체 오염유를 하단의 분별판 위로 오버플로우시키기 위한 오염 및 오버 플로우 배출구(11)가 갖춰져 있는 액트렐을 포함한 탄화수소계 세척제의 증류 재생기에 있어서 상기 열매체유 순환 파이프(3)는 상기 가열탱크(1)를 에워싸고 있는 열매체유 탱크(2)의 상하로 연결되고 상기 가열탱크(1)의 저면에는 중심부가 요입된 슬러지 침전구(7)가 형성되며 상기 다단의 분별기(8) 최상부에는 냉각 응축 코일(14) 및 응축 액받이(15)가 갖춰져 있는 한편 최종 수집된 순수 액트렐을 출액하여 재 사용하기 위한 냉각코일(18)이 구비된 수액출액 냉각 탱크(17)가 상기 응축 액받이(15)에 연결되도록 한 것이다.

미설명 부호 5는 보온재이며 12는 오염유이고 16은 열매체유 개스 배출기이다.

이와같이 구성된 본 고안의 작용 효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.

전열기(4)에 의해 직접 가열되는 열매체유를 충진시킨 열매체유 탱크(2)로 에워싸여진 액트렐가열탱크(1)에 세척제로서 오염된 액트렐을 자동 또는 수동으로 충진하고 상기 전열기(4)로 250℃ 이상 가열하면 열매체유는 상하의 분자 밀도(무게)의 차이로 뜨거운 액은 위로 올라가고 찬 액은 아래로 내려가는 대류 현상이 일어나게 되며 한편 액트렐을 가열시키기 위한 작용 면적을 넓혀 주기 위해 상기 액트렐가열탱크(1) 내부의 양측에 4개 이상 설치된 열매체유 순환 파이프(3)내에서는 파이프(3)내의 열 매체유가 함유하고 있는 열량을 오염된 액트렐에게 빼앗겨 열매체유의 온도가 낮아짐으로 무거워져 밑으로 내려가게 되므로 제1도에 도시한 화살표 방향으로 계속해서 대류현상이 일어나게 된다. 이와같이 파이프(3)를 통해 250℃ 이상의 열량이 단시간내에 열손실을 최소화 하면서 오염된 액트렐에 전달되어 이를 비등점까지 신속하게 가열 시킬 수 있는 것이다.

오염된 액트렐이 끓게되면 증기가 발생하고 액트렐및 오염유의 혼합증기는 상기 가열탱크(1) 상부에 연결된 분별 증류탑으로 보내지게 되어 분별증류탑에서 분별된 오염유 및 고형 오염 물질들은 슬러지 침전구(7)에 침전 잔류되었다가 청소구(6)를 통해 자동 또는 수동으로 배출되게 된다.

상기 가열탱크(1)로 부터 올라온 200-300℃의 고열 혼합 증기는 오염유의 종류에 따라 다단으로 설치되어 있는 분별기(8)를 거치게 되는데 대부분의 산업용 절삭유, 프레스유 및 기타 가공유들은 액트렐보다 증발이 적고 점도가 크며 무게는 무거운 편이기 때문에 상기 분별기(8)내에 장착된 분별판(9) 및 상기 분별기(8)벽에 부딪쳐 온도차 및 약간의 압력으로 응축액화되어 분별판(9)위에 고이게 된다.

이때 상기 응축된 오염유가 분별판(9)상에 형성된 분별구(10)를 통하여 즉시 밑으로 빠져나가지 못하는 이유는 밑에서 계속적으로 올라오는 혼합 증기의 압력 때문이다.

이는 물리적 현상으로만 간주할 것이 아니라 인위적으로 고안 한 것으로 분별기(8)안에 약간의 압력을 가하면서 액트렐증기를 여과하기 위함이다.

상기 분별판(9)위에 고인 오염류가 10MM정도 이상이 되면 넘쳐서 오염유 오버 플로우 배출구(11)를 따라 밑으로 떨어져 내려 가게 되어 있으며, 액트렐증기만이 밑으로부터 올라오는 증기 압력에 의해 적체된 오염유(12)층을 뚫고 기포상태로 상승하여 최종적으로 냉각 응축 코일(14)에서 응축되어 있다.

상기 분별기(8)를 여러단(5단 이상)으로 연결한 이유는 오염유가 여러종류이며 또한 반복 분류함으로써 오염유를 완전히 제거하고 순수한 액트렐증기만을 응축시키기 위함이다.

상기 냉각 응축 코일(14)에서 응축된 액트렐은 응축 액받이(15)에 수집되어 수액출액 냉각 탱크(17)로 이송되고 냉각코일(18)에 의해 상온으로 냉각되면서 생성된 소량의 물과 분리되어 출액하여 재사용 될 수 있도록 한 것이다.

액트렐은 물보다 비중이 작으므로 상기 수액 출액 탱크(17)서면에 고인 물을 배출시킬 수 있는 배출구를 상기 수액출액 냉각 탱크(17)에 설치할 수 있다.

이상과 같이 본 고안은 자동 또는 수동으로 공급되어 오는 오염된 액트렐을 포함한 탄화수소계 세척제를 수집하여,

(1) 열 매체유 탱크(2) 및 그 순환 파이프(3)에 의한 자동순환식 간접 가열 및 증발

(2) 분별구(10)를 지닌 분별판(9) 및 오염유 오버 플로우 배출구(11)가 갖춰진 분별기에 의한 분별.

(3) 냉각 응축

(4) 수액 냉각 감온

의 단계로 액트렐을 포함한 탄화수소계 세척제를 그 화학적 물리적 성상의 변화없이 가장 효율적이고 경제적으로 증류 재생하도록 고안 설계된 액트렐을 포함한 탄화수소계 세척제의 증류 재생기이다.

Claims (1)

1. 대류 순환식 간접 가열을 위한 열매체유 순환 파이프(3)를 양측내면에 다수 구비한 액트렐가열탱크(1)가 형성되어 있고 상기 가열탱크(1) 상부에는 다단의 분별기(8)가 상하면으로 후렌지(13)에 의해 연결되어 형성되어 있으며 상기 분별기(8)에는 상기 가열탱크(1)로부터 증발되어 올라오는 혼합 증기를 분별하기 위한 분별구(10)를 지닌 분별판(9) 및 이 분별판(9) 중앙에 적체 오염유를 하단의 분별판위로 오버 플로우 시키기 위한 오염유 오버 플로우 배출구(11)가 갖춰져 있는 액트렐을 포함한 탄화수소계 세척제의 증류 재생기에 있어서 상기 열 매체유 순환 파이프(3)는 상기 가열탱크(1)를 에워싸고 있는 열매체유 탱크(2)의 상하로 연결되고 상기 가열탱크(1)위에 형성된 다단의 분별기(8) 최상부에 냉각 응축 코일(14) 및 응축 액받이(15)가 갖춰져 있는 한편 최종 수집된 순수 액트렐을 출액하여 재사용하기 위한 냉각코일(18)이 구비된 수액 출액 냉각 탱크(17)가 상기 응축 액받이(15)에 연결되는 것을 특징으로 하는 액트렐을 포함한 탄화수소계 세척제의 증류 재생기.