KR100451281B1 - 저비점 용제의 회수방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 저비점 용제의 회수방법에 관한 것으로서, 활성탄소섬유를 사용하여 공기중에 함유된 저비점 용제를 분리, 회수하는 방법에 있어서, 활성탄소섬유 (2)가 내장된 3개의 섹션으로 구분되며 회전운동하는 원통상의 로터형 필터(1)를 사용하여 (ⅰ) 용제 함유 공기로부터 용제를 회수하는 공정, (ⅱ) 증기로 활성탄소섬유에 부착된 용제를 탈착시키는 공정 및 (ⅲ) 용제 탈착 처리 후의 건조공정을 각각의 로터형 필터(1) 섹션에서 교호로 반복하는 것을 특징으로 한다. 본 발명은 로터형 필터의 3개 섹션에서 용제 회수 공정, 용제 탈착 공정 및 건조 공정을 교대로 반복실시하기 때문에 용제 회수율, 청정율 및 공정효율성이 매우 우수하다.

Description

저비점 용제의 회수방법 {A method of recovering solvent with low boiling point}

본 발명은 공기중에 함유된 휘발성의 저비점 용제를 효율적으로 분리, 회수하는 방법에 관한 것이다.

최근 산업이 급속하게 발달됨에 따라 용제를 함유하는 공기(가스)가 전자산업, 자동차산업, 인쇄산업, 도장산업, 석유화학산업 등의 다양한 산업분야에서 불가피하게 대량 발생 되고 있다.

이들을 그대로 대기중으로 방출시에는 대기가 오염되거나 인체에 심각한 악영향을 미치기 때문에 상기 가스로부터 휘발성 용제를 분리, 회수하는 공정이 국제환경협약에 따라 필수적으로 요구된다. 휘발성 저비점 용제들을 공기(가스)로부터 분리, 회수하는 공정에서는 활성탄소섬유 필터가 주로 사용되고 있다.

한국 실용신안등록 제205816호에서는 바이오필터와 활성탄소섬유 필터를 동시에 사용하여 공기내 용제들을 회수하는 방법을 제안하고 있다. 그러나 상기 방법은 고가의 바이오필터 사용으로 비경제적이고, 활성탄소섬유 필터의 교체 또는 재생을 위해 회수설비 운전을 정지해야 하므로 공정효율이 저하되는 문제가 있었다.

한편, 한국 실용신안등록 제213651호에서는 활성탄소섬유 필터를 사용하여 폐수처리장 악취물질을 제거하는 방법을 제안하고 있다. 그러나 상기 방법 역시 활성탄소섬유 필터의 교체 또는 재생을 위해 회수설비 운전을 중지해야 하므로 공정효율이 저하되는 문제가 있었다.

한편, 한국 실용신안등록 제197549호에서는 유기용제를 화학적으로 흡수하는 악취물질흡수 용액과 활성탄소섬유 필터를 사용하여 습식세정 방식으로 공기내 휘발성 용제들을 분리, 회수하는 방법을 제안하고 있다. 그러나 상기 방법은 용제 등을 흡수하는 용액을 별도로 사용하기 때문에 공정이 번거롭고, 활성탄소섬유 필터의 교체 또는 재생을 위해 회수설비 운전을 정지해야 하는 문제가 있었다.

본 발명의 목적은 이와 같은 종래기술의 문제점들을 해결하므로서 용제 회수율이 높고, 설비의 운전중지 없이도 필터를 교체 및 재생 할 수 있어서 공정효율이 매우 우수한 저비점 용제의 회수방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 활성탄소섬유가 내장된 3개의 섹션을 갖는 로터형 필터(1)를 사용하여 용제를 회수하는 공정, 용제를 탈착하는 공정 및 활성탄소섬유를 건조하는 공정을 각각의 로터 섹션들에서 교대로 반복하므로서, 활성탄소섬유 필터의 교체나 재생을 위해 회수설비를 정지할 필요가 없는, 다시말해 공정효율이 양호한 저비점 용제의 회수방법을 제공하고자 한다. 또한 저농도의 용제 함유 공기인 경우에는 이를 먼저 벌집구조의 농축로터에서 농축시켜 고농도 가스로 변환시킨 후 이를 로터형 필터(1)로 공급하는 방법을 제공하고자 한다.

도 1은 본 발명의 용제 회수 공정 개략도

※ 도면중 주요부분에 대한 부호설명

1 : 로터형 필터 2 : 활성탄소섬유

3 : 콘덴서 4 : 유수분리조 6 : 송풍기

이와 같은 과제들을 달성하기 위한 본 발명의 저비점 용제의 회수방법은 활성탄소섬유를 사용하여 공기중에 함유된 저비점 용제를 분리, 회수하는 방법에 있어서, 활성탄소섬유(2)가 내장된 3개의 섹션으로 구분되며 회전운동하는 원통상의 로터형 필터(1)를 사용하여 (ⅰ) 용제 함유 공기로부터 용제를 회수하는 공정, (ⅱ) 증기로 활성탄소섬유에 부착된 용제를 탈착시키는 공정 및 (ⅲ) 용제 탈착 처리 후의 건조공정을 각각의 로터형 필터(1) 섹션에서 교호로 반복하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면 등을 통하여 본 발명을 상세하게 설명한다.

본 발명은 공기내에 함유되어 있는 휘발성의 저비점 용제들을 분리, 회수 할 때 활성탄소섬유가 내장된 3개의 섹션으로 구분되며 회전운동을 하는 원통상의 로터형 필터(1)를 사용한다. 상기 로터형 필터 섹션들 중 한개가 용제 함유 공기로 부터 용제를 회수하는 동안 나머지 한개의 로터형 필터 섹션은 증기에 의해 활성탄소섬유에 부착된 용제들을 탈착처리 되며, 다른 나머지 한개의 로터형 필터 섹션은 탈착처리 후 건조된다. 이와 같은 용제 회수 공정과 용제 탈착 공정 및 건조 공정은 각각의 로터형 필터 섹션에서 서로 교호로 반복 실시 된다.

도 1은 본 발명의 용제 회수 공정 개략도 이다. 저비점의 용제를 함유하는 공기는 송풍기 및 에어필터를 거쳐 용제 흡착중인, 다시말해 용제를 분리중인 로터형 필터(1) 섹션으로 공급된다. 이때 용제 함유 공기는 로터형 필터(1)의 표면에서 내부로 이동하면서 공기내 유기용제는 활성탄소섬유(2)에 흡착되고 청정공기는 송풍기(6)를 통해 밖으로 배출된다.

한편, 용제 탈착 중인 로터형 필터(1) 섹션의 내부 통로로는 증기가 공급되어 로터형 필터(1) 표면쪽으로 흐르면서 활성탄소섬유(2)에 부착되어 있는 용제들을 탈착 시킨다. 상기와 같이 탈착되어진 용제액(물+용제)은 냉각수가 공급되는 콘덴서(3)에서 응축처리되고, 계속해서 유수분리조(4)에서 물과 용제를 분리 시킨다. 분리된 용제는 회수하고 나머지 물을 회수설비 밖으로 배출 시킨다.

한편, 또다른 로터형 필터(1) 섹션 하나는 용제 탈착 후 건조처리 되면서 다음단계인 용제 흡착 공정을 준비하게 된다.

용제 흡착 중인 로터형 필터 섹션 내 활성탄소섬유(2)의 용제 분리 기능이 일정수준으로 저하되면, 로터형 필터(1)를 1/3 회전시켜 건조가 완료된 로터형 필터섹션으로 용제를 흡착함과 동시에 용제 흡착을 중단한 로터형 필터(1) 섹션에는 증기를 공급하여 용제 탈착 처리 한다. 다시말해, 3개의 로터형 필터 섹션들은 서로 용제 흡착, 용제 탈착 및 건조 공정을 교호로 반복한다. 그 결과 로터형 필터(1) 내 활성탄소섬유의 교체나 재생을 위해 용제 회수 공정을 중단해야 하는번거러움을 개선 할 수 있다.

용제 흡착 공정과 용제 탈착 공정을 교체 하는 시기는 용제 흡착 중인 활성탄소섬유의 압력을 센서로 측정하여 판단하며, 상기 센서와 연결된 로터형 필터 회전장치로 로터형 필터(1)를 1/3 회전시켜 교체 한다.

본 발명의 저비점 용제는 비점이 낮고 휘발성을 갖는 용제를 의미한다. 구체적으로 트리클로로에틸렌, 염화메틸렌, 테트라클로로에틸렌, 사염화탄소, 클로로포움, 벤젠, 톨루엔, 크실렌, 메탄올, 에탄올, 이소프탈산, 아세톤 또는 메틸에틸케톤 등이다.

본 발명의 로터형 필터(1)는 원통상으로서, 활성탄소섬유(2)를 펠트 가공한 시이트를 내장하고 있다.

본 발명은 로터형 필터(1) 내 활성탄소섬유(2)의 재생(탈착)을 회수설비 가동 중에도 연속적으로 실시 할 수 있어서 회수효율 및 공정효율이 매우 우수하게 된다. 구체적으로 본 발명은 용제 회수율이 95% 이상이고, 공기 청정효과가 98% 이상이고, 시스템 가동율도 크게 향상된다.

이하 실시예를 통하여 본 발명을 상세하게 살펴본다. 그러나 본 발명이 하기 실시예에만 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

활성탄소섬유(2)가 내장된 3개의 섹션으로 구분되며 회전운동을 하는 원통상의 로터형 필터(1)가 설치된 도 1의 회수설비에 톨루엔 용제가 900ppm 함유된 공기를 10㎥/분의 풍량으로 공급하면서 공기내 상기 용제를 회수 하였다. 이때 로터형 필터(1)의 흡착시간은 15분, 탈착시간은 6분으로 설정하였다. 그 결과 용제 회수량은 56kg/시간(회수율 98.5%), 처리후 공기내 용제함량은 평균 15ppm 이였다.

실시예 2

활성탄소섬유(2)가 내장된 3개의 섹션으로 구분되며 회전운동을 하는 원통상의 로터형 필터(1)가 설치된 도 1의 회수설비에 메탄올 용제가 950ppm 함유된 공기를 15㎥/분의 풍량으로 공급하면서 공기내 상기 용제를 회수 하였다. 이때 로터형 필터(1)의 흡착시간은 8분, 탈착시간은 6분으로 설정하였다. 그 결과 용제 회수량은 71kg/시간(회수율 97.5%), 처리후 공기내 용제함량은 평균 20ppm 이하 이였다.

실시예 3

활성탄소섬유(2)가 내장된 3개의 섹션으로 구분되며 회전운동을 하는 원통상의 로터형 필터(1)가 설치된 도 1의 회수설비에 초산에틸 870ppm과 톨루엔 300ppm이 함유된 공기를 19㎥/분의 풍량으로 공급하면서 공기내 상기 용제를 회수 하였다. 이때 로터형 필터(1)의 흡착시간은 8분, 탈착시간은 6분으로 설정하였다. 그 결과, 초산에틸 회수량은 185kg/시간, 톨루엔 회수량은 21kg/시간(총 회수율 96.5%), 처리후 공기내 용제함량은 평균 23ppm 이하 이였다.

본 발명의 용제 회수방법은 용제 회수율 및 청정효율이 높을 뿐만아니라 용제 회수 공정의 효율도 크게 향상 된다.

Claims (4)

1. 활성탄소섬유를 사용하여 공기중에 함유된 저비점 용제를 분리, 회수하는 방법에 있어서, 활성탄소섬유(2)가 내장된 3개의 섹션으로 구분되며 회전운동하는 원통상의 로터형 필터(1)를 사용하여 (ⅰ) 용제 함유 공기를 로터형 필터(1)의 표면에서 내부로 통과시켜 용제를 회수하는 공정, (ⅱ) 증기를 로터형 필터(1)의 내부에서 표면으로 통과시켜 활성탄소섬유에 부착된 용제를 탈착시키는 공정 및 (ⅲ) 용제 탈착 처리 후의 건조공정을 각각의 로터형 필터(1) 섹션에서 교호로 반복하는 것을 특징으로 하는 저비점 용제의 회수방법.
2. 1항에 있어서, 로터형 필터(1)로 부터 탈착되는 용제액을 콘덴서(3)에서 응축한 후 유수분리조(4)에서 처리하여 용제와 물을 분리하는 것을 특징으로 하는 저비점 용제의 회수방법.
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