KR101312527B1 - Heat collecting vaporation apparatus of oxygen manufacturing process and method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 압축기에서 토출되는 압축가스가 가지고 있는 열에너지를 회수하여 발전소 등과 같이 외부로부터 공급 받는 증기의 사용을 최대한 억제할 수 있도록 하고, 상기 압축가스가 수세탑으로 유입되는 온도를 낮춤으로써 상기 수세탑에서의 물 사용량 저감으로 냉각수 펌프의 소비 동력이 절감됨은 물론, 상기 압축가스가 상기 수세탑을 거치면서 그 내부에 필연적으로 발생되는 포화 수분의 양이 저감되어 상기 포화 수분 제거를 위한 흡착기의 흡착제 수명이 연장됨은 물론, 그에 따라 상기 흡착제 재생을 위해 구동되는 재생히터의 전기 사용량을 크게 줄여서 산소의 제조 원가를 대폭적으로 저감시킬 수 있도록 한다.The present invention is to recover the heat energy of the compressed gas discharged from the compressor to suppress the use of steam supplied from the outside, such as a power plant, and to lower the temperature at which the compressed gas flows into the flush tower, In addition to reducing the power consumption of the cooling water pump, the amount of saturated water inevitably generated inside the compressed gas as the compressed gas passes through the flush tower is reduced, so that the adsorbent life of the adsorber for removing the saturated water is reduced. This extension, of course, greatly reduces the amount of electricity used in the regenerated heater driven for regenerating the adsorbent, thereby significantly reducing the production cost of oxygen.

Figure R1020110144548
Figure R1020110144548

Description

산소제조 공정의 열 회수 기화 장치 및 그 방법{HEAT COLLECTING VAPORATION APPARATUS OF OXYGEN MANUFACTURING PROCESS AND METHOD THEREOF}Heat recovery vaporization apparatus of oxygen production process and its method {HEAT COLLECTING VAPORATION APPARATUS OF OXYGEN MANUFACTURING PROCESS AND METHOD THEREOF}

본 발명은 산소제조 공정의 열 회수 기화 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 압축기에서 토출되는 압축가스의 열 에너지를 효율적으로 이용하여, 산소 제조에 소요되는 비용을 대폭적으로 저감시킬 수 있도록 하는 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a heat recovery vaporization apparatus and a method of the oxygen production process, and more particularly to efficiently use the heat energy of the compressed gas discharged from the compressor, to significantly reduce the cost of oxygen production It is about technology to do.

일반적으로 제철소에서 다양한 용도로 사용되는 산소, 질소 및 알곤 가스는 대기중의 공기를 압축하고 냉각하여 각 물질에 따른 비등점의 차이에 따라 분리하는 공정에 의해 생산된다.
In general, oxygen, nitrogen, and argon gases used in various applications in steel mills are produced by a process of compressing and cooling air in the atmosphere and separating them according to differences in boiling points of respective materials.

참고로, 종래 비등점 차이를 이용하여 공기 중 고순도의 가스를 분리하는 장치 및 장치의 운전방법에 대해서는 "공기액화분리설비의 안정화 운전시스템(등록특허 10-0902831)", "공기 분리장치의 냉각운전시간 단축방법(등록특허 10-0805716)" 및 "공기 분리장치의 한냉손실방지를 위한 운전방법(등록특허 10-0768319)"에서 구체적으로 공지되어 있다.
For reference, the device and the method of operating the device for separating the gas of high purity in the air by using the conventional boiling point difference "stabilization operation system of the air liquefaction separation facility (registered patent 10-0902831)", "cooling operation of the air separation device The method for shortening the time (registered patent 10-0805716) and the "operating method for preventing cold loss of the air separation apparatus (registered patent 10-0768319)" are specifically known.

도 1은 종래의 산소제조 공정의 구성도로서, 이를 통해 종래의 산소제조 공정을 살펴보면 다음과 같다.
1 is a configuration diagram of a conventional oxygen production process, looking at the conventional oxygen production process through this as follows.

대기중의 공기는 여과기(2)를 통과하면서 이물질이 제거된 후 압축기(6)로 압축되어 압축기(6)의 최종적인 출구배관(8)에서의 온도가 약 60~90℃에 이르는 압축가스가 되고, 이 압축가스는 그대로 수세탑(10)으로 공급된 후, 상기 수세탑(10)에서 살수되는 다량의 물에 의해 냉각된다.
The air in the air passes through the filter (2), foreign matter is removed and then compressed into the compressor (6), the compressed gas reaches a temperature of about 60 ~ 90 ℃ at the final outlet pipe (8) of the compressor (6) The compressed gas is supplied to the washing tower 10 as it is, and then cooled by a large amount of water sprayed by the washing tower 10.

상기 압축가스는 상기 수세탑(10)을 통과한 후 온도가 20℃ 이하로 낮아지고, 이 과정에서 발생되는 포화수분을 제거하기 위하여 흡착기(12)를 통과하면서 수분 및 탄화수소 계열의 이물질이 완전히 제거된 후, 팽창터빈(46)과 주열교환기(48)로 분배되면서 단열팽창의 원리에 의해 한냉가스로 되어 공기분리장치의 하탑에 구비된 액체공기통(16)에 저장된다.
After the compressed gas passes through the flush tower 10, the temperature is lowered to 20 ° C. or lower, and the foreign matter of the water and hydrocarbon series is completely removed while passing through the adsorber 12 to remove saturated water generated in the process. Then, it is distributed to the expansion turbine 46 and the main heat exchanger 48 is stored as a cold gas by the principle of adiabatic expansion is stored in the liquid air cylinder 16 provided at the bottom of the air separation device.

상기 액체공기통(16)의 액체공기는 배관을 따라 상탑으로 보내져서 낙하되면서 냉각이 이루어지도록 함과 아울러, 상기 하탑에서 일부 생성된 액체산소도 상기 상탑으로 보내어 낙하시킴으로써 냉각작용이 더욱 가중되도록 하여, 공기중의 산소, 질소, 알곤 가스의 액화점 차이에 의해 액체가스를 분리한 후, 액체산소는 액체산소통(20)에 저장되도록 한다.
The liquid air of the liquid air cylinder 16 is sent to the upper tower along the pipe to be dropped while cooling is performed, and the liquid oxygen generated in the lower tower is also sent to the upper tower so that the cooling action is further increased. After separating the liquid gas by the liquefaction point difference of oxygen, nitrogen, argon gas in the air, the liquid oxygen is to be stored in the liquid oxygen cylinder (20).

상기 액체산소통(20)의 액체산소는 액산펌프(26-1)에서 압력을 상승시켜 액저장탱크(50)에 저장 후, 일부는 액체이송펌프(26-3)에서 주열교환기(48)로 압송시키고, 일부는 액체이송펌프(26-2)에서 압력을 상승시켜 배관을 통해 증발기(30) 내부에 설치되어 있는 열교환튜브(28)로 압송하여, 상기 액체산소가 상기 증발기(30)의 온수와 열 교환되어 기체가스 상태로 배관(36)을 통해 사용공장으로 보내어지게 되어 있다.
The liquid oxygen of the liquid oxygen cylinder 20 is stored in the liquid storage tank 50 by raising the pressure in the liquid acid pump 26-1, and then some of the liquid oxygen is pumped from the liquid transfer pump 26-3 to the main heat exchanger 48. In addition, some of the pressure is increased in the liquid transfer pump 26-2 and pumped through a pipe to a heat exchange tube 28 installed inside the evaporator 30, whereby the liquid oxygen is separated from the hot water of the evaporator 30. The heat exchange is to be sent to the factory through the pipe 36 in the gas gas state.

한편, 상기 공기분리장치 중간층의 액체질소통(22)에 저장된 액상 질소 가스는 배관을 따라 주열교환기(48)를 통과하면서 기체 질소 가스로 상태 변화 후, 질소압축기(24)에서 압력을 상승시켜 사용 공장으로 보내진다.
On the other hand, the liquid nitrogen gas stored in the liquid nitrogen communication 22 of the intermediate layer of the air separator is used to increase the pressure in the nitrogen compressor 24 after the state change to gaseous nitrogen gas while passing through the main heat exchanger 48 along the pipe. Sent to the factory.

또한, 상기 공기분리장치의 상탑에서는 폐 질소(18)가 발생되는데, 이 폐 질소(18)는 주열교환기(48)에서 기화시킨 후 흡착기재생히터(14)에서 전기로 가열하여 150℃~300℃로 상승된 질소가스 상태로 상기 흡착기(12)로 공급하여, 상기 흡착기(12)의 흡착제(11)인 알루미나 겔 및 몰리큘러시브 겔을 건조 및 재생하도록 한다.
In addition, waste nitrogen 18 is generated in the upper column of the air separator, and the waste nitrogen 18 is vaporized in the main heat exchanger 48 and then heated by electricity in the adsorber regenerator 14 to be heated to 150 ° C to 300 ° C. It is supplied to the adsorber 12 in an elevated nitrogen gas state to dry and regenerate the alumina gel and the molecular gel, which are the adsorbents 11 of the adsorber 12.

한편, 냉각탑(38)의 상부에서는 냉각수 회수관(41)을 통해 유입되는 냉각수가 냉각탑(38) 하부를 향해 낙하 및 비산되고, 이와 동시에 쿨링팬(40)이 회전 하면서 측면으로부터 차가운 공기가 유입되어 상기 낙하되는 상대적으로 고온인 냉각수를 냉각시키고, 상기 냉각된 냉각수는 냉각수펌프(42-1)로 이송시켜 상기 압축기(6) 내부의 냉각단(4)에서 상기 압축가스를 냉각하도록 한 후, 다시 상기 냉각수회수관(41)을 통해 상기 냉각탑(38)으로 회수되도록 되어 있다.
On the other hand, in the upper portion of the cooling tower 38, the cooling water flowing through the cooling water recovery pipe 41 drops and scatters toward the lower portion of the cooling tower 38, and at the same time, the cooling fan 40 is rotated while cold air is introduced from the side surface. Cooling the falling relatively high temperature cooling water, the cooled cooling water is transferred to the cooling water pump 42-1 to cool the compressed gas in the cooling stage (4) inside the compressor (6), and then again It is to be recovered to the cooling tower 38 through the cooling water recovery pipe 41.

또한, 상기 냉각탑(38)에서 냉각된 냉각수는 냉각수펌프(42-2)로 상기 수세탑(10)의 중간 층으로 유입됨으로써, 상기 수세탑(10)을 통과하는 압축가스 온도를 일차적으로 하락시키도록 하는 데에도 사용된다.
In addition, the cooling water cooled in the cooling tower 38 flows into the middle layer of the flush tower 10 by the cooling water pump 42-2, thereby primarily lowering the compressed gas temperature passing through the flush tower 10. It is also used to make it work.

또한, 상기 공기분리장치의 상탑에 생성된 폐 질소(18)는 상기 주열교환기(48)를 통해 15℃의 저온 기체 질소 가스로 되어 냉수탑(44)의 하부로 유입되고, 상기 냉각탑(38)의 냉각수펌프(42-2)에서 펌핑되는 냉각수의 일부는 상기 냉수탑(44) 상부 측으로 공급된 후 낙하되어 비산 되면서 상기 냉수탑(44)으로 유입된 폐 질소(18)와 서로 열 교환되어 냉각된 후, 배관을 통해 상기 수세탑(10)의 상부로 공급되어 낙하 및 비산되면서 상기 수세탑(10) 내부를 통과하는 압축가스를 이차적으로 냉각시켜서, 최종적으로 그 온도가 20℃ 이하가 되도록 낮추게 된다.
In addition, waste nitrogen (18) generated in the upper column of the air separation unit is a low temperature gas nitrogen gas of 15 ℃ through the main heat exchanger (48) flows into the lower portion of the cold water tower 44, the cooling tower 38 A portion of the cooling water pumped from the cooling water pump 42-2 of the cooling water is supplied to the upper side of the cold water tower 44 and then dropped and scattered while being heat-exchanged with each other and the waste nitrogen 18 introduced into the cold water tower 44 and cooled After that, while supplying to the upper portion of the flush tower 10 through the pipe while falling and scattering to cool the compressed gas passing through the inside of the flush tower 10 to finally lower the temperature to 20 ℃ or less. do.

상기한 바와 같은 종래의 산소 제조공정에서 상기 액저장탱크(50)에 저장된 액체 산소(-183℃), 액체 질소(-196℃), 액체 알곤(-186℃)은, 계절에 관계없이 끊임없이 발전소(32)에서 공급받은 증기(34)로 만들어지는 온수에 의해 상기 증발기(30)에서 열 교환됨에 의해 기화된 후 기체배관(36)을 통해 사용공장으로 압송되게 되는데, 상기와 같이 끊임없이 발전소(32)로부터 증기(34)를 공급받는 것은 산소 제조 원가 상승의 주요한 요인으로 대두되고 있다.
In the conventional oxygen production process as described above, the liquid oxygen (-183 ° C), the liquid nitrogen (-196 ° C), and the liquid argon (-186 ° C) stored in the liquid storage tank 50 are constantly in power plants regardless of the season. It is vaporized by heat exchange in the evaporator 30 by hot water made of steam 34 supplied from 32 and then pumped to the use plant through the gas pipe 36, as described above. The supply of steam (34) from) is emerging as a major factor in the rise of oxygen production costs.

또한, 산소제조 공정 중 상기 압축기(6)의 최종 출구배관(8)에서 발생되는 압축가스온도는 60℃~90℃에 이르는데, 이와 같은 압축가스의 열 에너지를 전혀 이용하지 못한 채, 상기 수세탑(10)에서 다량의 물로 강제로 냉각시키게 되므로, 상기 압축가스가 가지고 있는 귀중한 열 에너지의 낭비가 발생되며, 상기 압축가스를 냉각시키기 위해 상기 수세탑(10)에 냉각수를 공급하는 냉각수펌프(42-1,42-2,42-3)들의 가동에 많은 동력이 소모됨은 물론, 상기 수세탑(10)에서 상기 압축가스가 냉각될 때 가스 속에 필연적으로 상당량의 포화수분이 발생되므로, 이를 제거하기 위한 흡착기(12) 내부의 흡착제(11)는 그 수명이 단축되게 마련이며, 상기 흡착제(11)를 건조시키기 위한 상기 흡착기재생히터(14)의 구동에도 많은 소비전력이 사용되어, 역시 산소 제조 원가 상승의 주요 요인으로 작용하는 문제점이 있다.
In addition, the compressed gas temperature generated in the final outlet pipe (8) of the compressor (6) during the oxygen production process reaches 60 ℃ ~ 90 ℃, without using any heat energy of such compressed gas, the water washing Since the tower 10 is forcibly cooled with a large amount of water, waste of valuable thermal energy of the compressed gas is generated, and a cooling water pump for supplying cooling water to the flush tower 10 to cool the compressed gas ( 42-1,42-2,42-3 is consumed a lot of power, of course, when the compressed gas is cooled in the flush tower 10 inevitably a large amount of saturated moisture is generated in the gas, eliminating this The adsorbent 11 inside the adsorber 12 is designed to shorten its lifespan, and a lot of power consumption is also used to drive the adsorber regenerated heater 14 for drying the adsorbent 11, which also produces oxygen. Of rising costs There is a problem that acts as a major factor.

상기의 발명의 배경이 되는 기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.The matters described as the background of the above-described invention are merely for the purpose of improving the understanding of the background of the present invention, and are accepted as acknowledging that they correspond to the prior art already known to those skilled in the art. I will not.

KRKR 10-090283110-0902831 B1B1 KRKR 10-080571610-0805716 B1B1 KRKR 10-076831910-0768319 B1B1

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 압축기에서 토출되는 압축가스가 가지고 있는 열에너지를 회수하여 발전소 등과 같이 외부로부터 공급 받는 증기의 사용을 최대한 억제할 수 있도록 하고, 상기 압축가스가 수세탑으로 유입되는 온도를 낮춤으로써 상기 수세탑에서의 물 사용량 저감으로 냉각수 펌프의 소비 동력이 절감됨은 물론, 상기 압축가스가 상기 수세탑을 거치면서 그 내부에 필연적으로 발생되는 포화 수분의 양이 저감되어 상기 포화 수분 제거를 위한 흡착기의 흡착제 수명이 연장됨은 물론, 그에 따라 상기 흡착제 재생을 위해 구동되는 재생히터의 전기 사용량을 크게 줄여서 산소의 제조 원가를 대폭적으로 저감시킬 수 있도록 한 산소제조 공정의 열 회수 기화 장치 및 그 방법을 제공함에 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, to recover the thermal energy of the compressed gas discharged from the compressor to suppress the use of steam supplied from the outside, such as a power plant, the compressed gas By lowering the temperature flowing into the washing tower, the power consumption of the cooling water pump is reduced by reducing the amount of water used in the washing tower, and the amount of saturated water inevitably generated inside the compressed gas while passing through the washing tower. The oxygen production process is reduced to extend the adsorbent life of the adsorber to remove the saturated water, and to reduce the production cost of oxygen significantly by greatly reducing the electricity consumption of the regenerated heater driven for regenerating the adsorbent. To provide a heat recovery vaporization apparatus and a method thereof There.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 산소제조 공정의 열 회수 기화 장치는The heat recovery vaporization apparatus of the present invention oxygen production process for achieving the object as described above

공기를 압축하는 압축기로부터 토출되는 압축가스가 통과하고, 상기 통과하는 압축가스와 열교환하도록 냉각수가 경유하도록 구비된 압축가스열교환기와;A compressed gas heat exchanger configured to pass through the compressed gas discharged from the compressor for compressing air, and to pass through the cooling water so as to exchange heat with the compressed gas passing therethrough;

상기 압축가스열교환기에서 상기 압축가스로부터 열을 전달받은 냉각수를 공급받아 액저장탱크로부터의 액상가스를 기화시키는 온수액기화기;A hot water vaporizer for vaporizing liquid gas from a liquid storage tank by receiving the cooling water received from the compressed gas in the compressed gas heat exchanger;

를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
And a control unit.

여기서, 상기 압축가스열교환기는 상기 압축기로부터의 압축가스가 통과하는 열교환튜브가 구비되고, 상기 냉각수가 상기 열교환튜브의 외측을 유동하면서 상기 압축가스와 열교환하도록 구성되며;Here, the compressed gas heat exchanger is provided with a heat exchange tube through which the compressed gas from the compressor passes, and the cooling water is configured to exchange heat with the compressed gas while flowing outside the heat exchange tube;

상기 열교환튜브의 출구는 수세탑으로 연결되는 구조로 하는 것이 바람직할 것이다.
It is preferable that the outlet of the heat exchange tube is configured to be connected to a flush tower.

또한, 상기 압축가스열교환기는 수세탑으로 연결되어, 상기 압축기로부터의 압축가스가 상기 압축가스열교환기에서 냉각된 후에 상기 수세탑으로 공급되도록 구성되며;The compressed gas heat exchanger is also connected to a flush tower, so that the compressed gas from the compressor is supplied to the flush tower after being cooled in the compressed gas heat exchanger;

상기 압축가스열교환기는 상기 압축기의 냉각단에 연결되어, 상기 압축기에서 공기를 압축시키는 과정에서 발생하는 열을 냉각하는 데에 사용된 냉각수를 공급받도록 구성될 수 있다.
The compressed gas heat exchanger may be connected to a cooling stage of the compressor and configured to receive a cooling water used to cool heat generated in the process of compressing air in the compressor.

또한, 상기 압축가스열교환기는 상기 압축기를 매개로 냉각탑에 연결되어, 상기 냉각탑에서 냉각된 냉각수가 상기 압축기를 냉각시킨 후 상기 압축가스열교환기로 공급되도록 구성되며;In addition, the compressed gas heat exchanger is connected to a cooling tower via the compressor, the cooling water cooled in the cooling tower is configured to supply the compressed gas heat exchanger after cooling the compressor;

상기 압축기는 상기 압축가스열교환기를 매개로 수세탑으로 연결되어, 상기 압축기에서 토출되는 압축가스가 상기 압축가스열교환기에서 상기 냉각수와 열교환한 후 상기 수세탑으로 공급되도록 구성될 수 있다.
The compressor may be connected to a flush tower via the compressed gas heat exchanger so that the compressed gas discharged from the compressor is heat-exchanged with the cooling water in the compressed gas heat exchanger and then supplied to the flush tower.

또한, 상기 압축가스열교환기와 상기 온수액기화기 사이에는, 상기 압축가스열교환기로부터 냉각수를 상기 온수액기화기로 공급하는 제1온수펌프가 구비되고;In addition, a first hot water pump is provided between the compressed gas heat exchanger and the hot water liquid vaporizer to supply cooling water from the compressed gas heat exchanger to the hot water liquid vaporizer;

상기 온수액기화기는 냉각수회수관을 통해 냉각탑으로 연결되어, 상기 냉각수가 냉각수회수관을 통해 상기 냉각탑으로 회수되도록 구성되며;The hot water vaporizer is connected to a cooling tower through a cooling water recovery pipe, and configured to recover the cooling water to the cooling tower through a cooling water recovery pipe;

상기 냉각탑의 냉각수는 상기 압축기를 거쳐 상기 압축가스열교환기로 순환되도록 구성될 수 있다.
Cooling water of the cooling tower may be configured to circulate to the compressed gas heat exchanger via the compressor.

또한, 상기 냉각수회수관에는 온도검출기가 구비되어, 상기 온수액기화기를 통과한 냉각수의 온도를 측정하며;In addition, the cooling water recovery pipe is provided with a temperature detector, to measure the temperature of the cooling water passed through the hot water liquefier;

상기 제1온수펌프와 상기 온수액기화기 사이에는 상기 온도검출기의 신호를 받아 상기 냉각수의 온도에 따라 상기 냉각수가 상기 온수액기화기로 공급되는 상태를 절환하도록 구비된 온수자동조절밸브가 구비되는 것이 바람직하다.
It is preferable that a hot water automatic control valve is provided between the first hot water pump and the hot water vaporizer to switch a state in which the cooling water is supplied to the hot water vaporizer according to the temperature of the cooling water in response to a signal of the temperature detector. Do.

한편, 상기 온수액기화기에는 상기 압축가스열교환기로부터 필요로 하는 온도의 냉각수를 공급받지 못하는 비상 상황이 되면, 상기 압축가스열교환기를 대체하여 온수를 상기 온수액기화기로 공급해주도록 하는 예비온수장치가 더 연결된 구조로 하는 것이 바람직하다.
On the other hand, when the emergency situation in which the cooling water of the temperature required from the compressed gas heat exchanger is not supplied to the hot water liquidizer, a preliminary hot water device to replace the compressed gas heat exchanger to supply hot water to the hot water liquid vaporizer. It is preferable to make the structure connected.

여기서, 상기 예비온수장치는Here, the preliminary hot water device is

상기 압축가스열교환기로부터 상기 온수액기화기로 공급되는 것을 단속하도록 구비된 온수입구밸브와;A hot water inlet valve provided to control supply from the compressed gas heat exchanger to the hot water vaporizer;

상기 온수액기화기를 통과하는 상기 냉각수가 냉각탑으로 회수되는 것을 단속하도록 구비된 온수출구밸브와;A hot water outlet valve provided to control the recovery of the cooling water passing through the hot water vaporizer to a cooling tower;

온수를 저장하고 있는 온수보일러온수저장탱크와;A hot water boiler hot water storage tank for storing hot water;

상기 온수보일러온수저장탱크의 온수를 상기 온수액기화기로 압송하는 제2온수펌프;A second hot water pump for pumping hot water from the hot water boiler hot water storage tank to the hot water vaporizer;

를 포함하여 구성될 수 있다.
As shown in FIG.

또한, 상기 제2온수펌프로부터의 온수가 상기 온수액기화기로 공급되는 상태를 절환하도록 구비된 비상온수입구밸브와;In addition, the emergency hot water inlet valve is provided to switch the state in which the hot water from the second hot water pump is supplied to the hot water vaporizer;

상기 온수액기화기로부터의 온수를 상기 온수보일러온수저장탱크로 회수시키는 상태를 절환하도록 구비된 비상온수출구밸브;An emergency hot water outlet valve provided to switch a state of recovering hot water from the hot water vaporizer to the hot water boiler hot water storage tank;

를 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
And further comprising:

한편, 본 발명의 목적을 달성하기 위한 산소제조 공정의 열 회수 기화 방법은On the other hand, the heat recovery vaporization method of the oxygen production process for achieving the object of the present invention

공기를 압축시켜서 발생된 압축가스의 열에너지를 냉각수와 열교환시키는 압축열회수단계와;A compressed heat recovery step of exchanging heat energy of the compressed gas generated by compressing air with cooling water;

상기 압축열회수단계에서 상기 냉각수로 회수된 열에너지를 사용하여 액저장탱크로부터 공급받은 액상가스를 기화시키는 온수액기화단계;Hot water liquid vaporization step of vaporizing the liquid gas supplied from the liquid storage tank using the heat energy recovered by the cooling water in the compression heat recovery step;

를 포함하여 구성된다.
.

여기서, 본 발명은 상기 압축열회수단계에서 상기 냉각수에 열에너지를 전달한 압축가스를 수세탑에서 냉각수에 의해 냉각시키는 수세단계와;Here, the present invention includes a washing step of cooling the compressed gas, which has transferred heat energy to the cooling water in the compressed heat recovery step, by a cooling water in a washing tower;

상기 수세단계를 통과한 압축가스를 건조시키는 건조단계;A drying step of drying the compressed gas passing through the washing step;

를 더 포함하고,More,

상기 압축열회수단계에서는 상기 압축기에서 압축되는 공기를 냉각하는 데에 사용된 냉각수를 사용하여 상기 압축공기로부터 열에너지를 회수하도록 하는 것이 바람직하다.
In the compressed heat recovery step, it is preferable to recover the thermal energy from the compressed air by using the cooling water used to cool the air compressed in the compressor.

또한, 본 발명은 상기 압축열회수단계에서 회수된 열에너지로 상기 액저장탱크로부터 공급받은 액상가스를 기화시킬 수 없는 비상 상황이 발생하면, 별도로 구비된 예비온수장치로부터 온수를 공급받아 상기 액상가스의 기화 작용을 계속적 수행하도록 하는 비상기화단계를 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.In addition, the present invention, if an emergency situation in which the liquid gas supplied from the liquid storage tank can not be vaporized by the heat energy recovered in the compression heat recovery step, the hot water is supplied from a separate preliminary hot water device to vaporize the liquid gas It is preferably configured to further comprise an emergency vaporization step to continuously perform the action.

본 발명은 압축기에서 토출되는 압축가스가 가지고 있는 열에너지를 회수하여 발전소 등과 같이 외부로부터 공급 받는 증기의 사용을 최대한 억제할 수 있도록 하고, 상기 압축가스가 수세탑으로 유입되는 온도를 낮춤으로써 상기 수세탑에서의 물 사용량 저감으로 냉각수 펌프의 소비 동력이 절감됨은 물론, 상기 압축가스가 상기 수세탑을 거치면서 그 내부에 필연적으로 발생되는 포화 수분의 양이 저감되어 상기 포화 수분 제거를 위한 흡착기의 흡착제 수명이 연장됨은 물론, 그에 따라 상기 흡착제 재생을 위해 구동되는 재생히터의 전기 사용량을 크게 줄여서 산소의 제조 원가를 대폭적으로 저감시킬 수 있도록 한다.
The present invention is to recover the heat energy of the compressed gas discharged from the compressor to suppress the use of steam supplied from the outside, such as a power plant, and to lower the temperature at which the compressed gas flows into the flush tower, In addition to reducing the power consumption of the cooling water pump, the amount of saturated water inevitably generated inside the compressed gas as the compressed gas passes through the flush tower is reduced, so that the adsorbent life of the adsorber for removing the saturated water is reduced. This extension, of course, greatly reduces the amount of electricity used in the regenerated heater driven for regenerating the adsorbent, thereby significantly reducing the production cost of oxygen.

아울러, 본 발명은 상기한 바와 같이 종래 발전소 등과 같은 외부로부터 공급 받는 증기의 사용을 억제할 수 있게 됨에 따라, 상기 증기의 생산에 필수적으로 수반되는 이산화탄소의 발생을 현저히 줄일 수 있게 되는 효과를 아울러 얻을 수 있다.In addition, the present invention, as described above, it is possible to suppress the use of steam supplied from the outside, such as a conventional power plant, to obtain an effect that can significantly reduce the generation of carbon dioxide that is essential to the production of the steam. Can be.

도 1은 종래 기술에 의한 산소제조 공정을 설명한 도면,
도 2는 본 발명에 따른 산소제조 공정의 열 회수 기화 장치를 도시한 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 도 2의 압축가스열교환기와 온수액기화기의 연결 및 작용을 설명한 도면,
도 4는 본 발명에 따른 산소제조 공정의 열 회수 기화 방법을 도시한 순서도이다.1 is a view for explaining the oxygen production process according to the prior art,
2 is a block diagram showing a heat recovery vaporization apparatus of the oxygen production process according to the present invention,
3 is a view illustrating the connection and operation of the compressed gas heat exchanger and the hot water vaporizer of FIG. 2 according to the present invention;
Figure 4 is a flow chart illustrating a heat recovery vaporization method of the oxygen production process according to the present invention.

도 2와 도 3을 참조하면, 본 발명 산소제조 공정의 열 회수 기화 장치의 실시예는 공기를 압축하는 압축기(6)로부터 토출되는 압축가스가 통과하고, 상기 통과하는 압축가스와 열교환하도록 냉각수가 경유하도록 구비된 압축가스열교환기(52)와; 상기 압축가스열교환기(52)에서 상기 압축가스로부터 열을 전달받은 냉각수를 공급받아 액저장탱크(50)로부터의 액상가스를 기화시키는 온수액기화기(68)를 포함하여 구성된다.
2 and 3, in the embodiment of the heat recovery vaporization apparatus of the oxygen production process of the present invention, the cooling water is passed through the compressed gas discharged from the compressor 6 for compressing air, and the heat exchange with the passing compressed gas A compressed gas heat exchanger 52 provided to pass through; The compressed gas heat exchanger 52 is configured to include a hot water liquid vaporizer 68 for vaporizing the liquid gas from the liquid storage tank 50 receives the cooling water received from the compressed gas.

즉, 종래 압축기(6)로부터 토출되는 60℃~90℃의 압축가스를 그대로 수세탑(10)에서 다량의 물을 사용하여 냉각시키던 것을, 상기 압축가스열교환기(52)에서 상기 압축가스가 가지고 있는 열에너지를 상기 냉각수로 회수하고, 상기 온수액기화기(68)에서는 상기 열에너지를 공급받은 냉각수를 이용하여 상기 액저장탱크(50)로부터의 액상가스를 기화시키는 에너지로 사용하도록 함으로써, 종래 상기 액상가스를 기화시키기 위해 발전소 등과 같은 외부 시설로부터 공급받던 증기의 사용을 최대한 억제할 수 있도록 한 것이다.
That is, the compressed gas of 60 ° C. to 90 ° C., which is conventionally discharged from the compressor 6, is cooled as it is by using a large amount of water in the flush tower 10. By recovering the thermal energy to the cooling water, the hot water liquid vaporizer 68 is used as energy for vaporizing the liquid gas from the liquid storage tank 50 by using the cooling water supplied with the thermal energy, the conventional liquid gas To minimize the use of steam supplied from external facilities such as power plants to vaporize the gas.

상기 압축가스열교환기(52)는 상기 압축기(6)로부터의 압축가스가 통과하는 열교환튜브(54)가 구비되고, 상기 냉각수가 상기 열교환튜브(54)의 외측을 유동하면서 상기 압축가스와 열교환하도록 구성되며, 상기 열교환튜브(54)의 출구는 상기 수세탑(10)으로 연결되는 구조이다.
The compressed gas heat exchanger (52) is provided with a heat exchange tube (54) through which the compressed gas from the compressor (6) passes, so that the cooling water exchanges heat with the compressed gas while flowing outside the heat exchange tube (54). It is configured, the outlet of the heat exchange tube 54 is a structure connected to the flush tower (10).

즉, 상기 압축가스열교환기(52)는 상기 압축기(6)의 냉각단(4)에 연결되어, 상기 압축기(6)에서 공기를 압축시키는 과정에서 발생하는 열을 냉각하는 데에 사용된 냉각수를 공급받도록 연결됨과 아울러, 상기 수세탑(10)으로 연결되어 상기 압축기(6)로부터의 압축가스가 상기 압축가스열교환기(52)에서 냉각된 후에 상기 수세탑(10)으로 공급되도록 연결되는 것이다.
That is, the compressed gas heat exchanger (52) is connected to the cooling stage (4) of the compressor (6) to cool water used to cool the heat generated in the process of compressing air in the compressor (6) In addition to being connected to the supply, it is connected to the flush tower 10 is connected to be supplied to the flush tower 10 after the compressed gas from the compressor 6 is cooled in the compressed gas heat exchanger (52).

한편, 상기 압축기(6)의 냉각단(4)으로는 냉각탑(38)으로부터의 냉각수가 공급되는 바, 결국 상기 압축가스열교환기(52)는 상기 압축기(6)를 매개로 상기 냉각탑(38)에 연결되어, 상기 냉각탑(38)에서 냉각된 냉각수가 상기 압축기(6)를 냉각시킨 후 상기 압축가스열교환기(52)로 공급되도록 구성된다.
Meanwhile, the cooling water from the cooling tower 38 is supplied to the cooling stage 4 of the compressor 6, so that the compressed gas heat exchanger 52 receives the cooling tower 38 through the compressor 6. Connected to the cooling tower 38 is configured to cool the compressor 6 and then supply it to the compressed gas heat exchanger 52.

물론, 상기 압축기(6)는 상기 압축가스열교환기(52)를 매개로 수세탑(10)으로 연결되어, 상기 압축기(6)에서 토출되는 압축가스가 상기 압축가스열교환기(52)에서 상기 냉각수와 열교환한 후 상기 수세탑(10)으로 공급되도록 구성된 것이다.
Of course, the compressor 6 is connected to the flush tower 10 through the compressed gas heat exchanger 52, so that the compressed gas discharged from the compressor 6 is cooled by the compressed gas heat exchanger 52. After heat exchange with and is configured to be supplied to the flush tower (10).

따라서, 상기 압축기(6)에서 압축된 압축가스가 가지고 있던 열의 일부는 상기 냉각수로 전달되어 상기 냉각수에 의해 상기 온수액기화기(68)로 공급되어 종래 외부로부터 도입되던 증기 등을 대체하게 된다.
Therefore, a part of the heat of the compressed gas compressed by the compressor 6 is transferred to the cooling water and supplied to the hot water vaporizer 68 by the cooling water to replace steam or the like introduced from the outside.

상기 압축가스열교환기(52)와 상기 온수액기화기(68) 사이에는, 상기 압축가스열교환기(52)로부터의 냉각수를 상기 온수액기화기(68)로 공급하는 제1온수펌프(56-1)가 구비되고, 상기 온수액기화기(68)는 냉각수회수관을 통해 냉각탑(38)으로 연결되어, 상기 냉각수가 냉각수회수관(41)을 통해 상기 냉각탑(38)으로 회수되도록 구성되며, 상기 냉각탑(38)의 냉각수는 상기 압축기(6)를 거쳐 상기 압축가스열교환기(52)로 순환되도록 구성된다.
Between the compressed gas heat exchanger 52 and the hot water vaporizer 68, a first hot water pump 56-1 for supplying cooling water from the compressed gas heat exchanger 52 to the hot water liquid vaporizer 68. Is provided, the hot water vaporizer 68 is connected to the cooling tower 38 through the cooling water recovery pipe, the cooling water is configured to recover to the cooling tower 38 through the cooling water recovery pipe 41, the cooling tower ( The cooling water of 38 is configured to circulate through the compressor 6 to the compressed gas heat exchanger 52.

즉, 상기 냉각수는 상기 냉각탑(38)에서 냉각팬(40)에 의해 냉각된 후 상기 압축기(6)의 냉각단(4)을 거쳐 상기 압축가스열교환기(52)로 공급되며, 상기 압축가스열교환기(52)에서 열을 흡수하여 상기 온수액기화기(68)에서 액상가스의 기화열로 공급한 후, 다시 상기 냉각탑(38)으로 회수되어 냉각되는 순환과정을 거치도록 된 것이다.
That is, the cooling water is cooled by the cooling fan 40 in the cooling tower 38 and then supplied to the compressed gas heat exchanger 52 through the cooling stage 4 of the compressor 6, and the compressed gas heat exchange After the heat is absorbed from the gas 52 and supplied as the heat of vaporization of the liquid gas from the hot water vaporizer 68, the liquid is recovered and cooled again to the cooling tower 38 to undergo a circulation process.

물론, 상기 냉각탑(38)의 냉각수는 종래와 마찬가지로 상기 수세탑(10) 및 냉수탑(44)으로도 공급되며, 그 작용은 종래와 동일하다.
Of course, the cooling water of the cooling tower 38 is also supplied to the flush tower 10 and the cold water tower 44 as in the prior art, the function is the same as in the prior art.

상기 냉각수회수관(41)에는 온도검출기(70)가 구비되어, 상기 온수액기화기(68)를 통과한 냉각수의 온도를 측정하며, 상기 제1온수펌프(56-1)와 상기 온수액기화기(68) 사이에는 상기 온도검출기(70)의 신호를 받아 상기 냉각수의 온도에 따라 상기 냉각수가 상기 온수액기화기(68)로 공급되는 상태를 절환하도록 구비된 온수자동조절밸브(60-1, 60-2)가 구비된다.
The cooling water recovery pipe 41 is provided with a temperature detector 70, and measures the temperature of the cooling water passing through the hot water liquidizer 68, the first hot water pump (56-1) and the hot water liquidizer ( Hot water automatic control valve (60-1, 60-) provided to receive the signal of the temperature detector 70 to switch the state in which the cooling water is supplied to the hot water liquidizer 68 in accordance with the temperature of the cooling water between (68). 2) is provided.

또한, 상기 온수액기화기(68)에는 상기 압축가스열교환기(52)로부터 필요로 하는 온도의 냉각수를 공급받지 못하는 비상 상황이 되면, 상기 압축가스열교환기(52)를 대체하여 온수를 상기 온수액기화기(68)로 공급해주도록 하는 예비온수장치가 더 연결된다.
In addition, when there is an emergency situation in which the cooling water of the temperature required by the compressed gas heat exchanger 52 is not supplied to the hot water vaporizer 68, the hot water liquid is replaced with the compressed gas heat exchanger 52. The preliminary hot water device for supplying the vaporizer 68 is further connected.

따라서, 상기 압축기(6)의 고장이나 정비 상황이나, 나아가 산소 제조 설비의 정지나 장애 발생 등의 비상 상황이 발생하여, 상기한 바와 같이 압축가스열교환기(52)로부터 적절한 수준의 온도를 가진 냉각수를 상기 온수액기화기(68)로 공급하기 어렵게 되면, 상기 온도검출기(70)가 냉각수의 온도 저하를 검출하여 상기 온수자동조절밸브(60-1, 60-2)를 작동시켜서 상기 압축가스열교환기(52)로부터의 냉각수가 상기 온수액기화기(68)로 공급되지 않도록 하고, 상기 예비온수장치를 사용하여 상기 온수액기화기(68)에 온수를 대체하여 공급함으로써, 상기 액저장탱크(50)로부터의 액상가스를 지속적으로 기화시켜서 사용공장으로 안정되게 공급할 수 있게 된다.
Accordingly, a cooling water having an appropriate level of temperature from the compressed gas heat exchanger 52 occurs as a result of a failure or maintenance of the compressor 6 or an emergency situation such as an interruption or failure of an oxygen production facility. When it is difficult to supply the hot water to the hot water vaporizer 68, the temperature detector 70 detects the temperature drop of the cooling water to operate the hot water automatic control valve (60-1, 60-2) to the compressed gas heat exchanger The cooling water from 52 is not supplied to the hot water vaporizer 68, and the hot water is supplied to the hot water vaporizer 68 by using the preliminary hot water generator, thereby supplying the hot water from the liquid storage tank 50. By continuously vaporizing the liquid gas of the can be supplied to the plant used stably.

본 실시예에서 상기 예비온수장치는 상기 압축가스열교환기(52)로부터 상기 온수액기화기(68)로 공급되는 것을 단속하도록 구비된 온수입구밸브(64)와, 상기 온수액기화기(68)를 통과하는 상기 냉각수가 냉각탑(38)으로 회수되는 것을 단속하도록 구비된 온수출구밸브(72-1)와, 온수를 저장하고 있는 온수보일러온수저장탱크(62)와, 상기 온수보일러온수저장탱크(62)의 온수를 상기 온수액기화기(68)로 압송하는 제2온수펌프(56-2)를 포함하여 구성된다.
In the present embodiment, the preliminary hot water device passes through the hot water inlet valve 64 and the hot water vaporizer 68, which are provided to intermittently be supplied from the compressed gas heat exchanger 52 to the hot water vaporizer 68. A hot water outlet valve 72-1 provided to intercept the cooling water being recovered to the cooling tower 38, a hot water boiler hot water storage tank 62 storing hot water, and the hot water boiler hot water storage tank 62. It comprises a second hot water pump (56-2) for pumping the hot water to the hot water liquefier (68).

즉, 상기 비상 상황 발생시, 상기 온수입구밸브(64)와 상기 온수출구밸브(72-1)를 모두 폐쇄하여, 상기 압축가스열교환기(52)로부터 상기 온수액기화기(68)를 거쳐 상기 냉각탑(38)으로 연결되는 냉각수라인을 상기 온수액기화기(68)의 입출구에서 모두 차단하고, 상기 온수보일러온수저장탱크(62)로부터의 온수를 상기 제2온수펌프(56-2)로 상기 온수액기화기(68)로 공급하도록 하는 것이다.
That is, when the emergency situation occurs, both the hot water inlet valve 64 and the hot water outlet valve 72-1 are closed, and the cooling tower (B) through the hot water liquidizer 68 from the compressed gas heat exchanger 52. 38) Block all of the cooling water line connected to the inlet and outlet of the hot water vaporizer 68, the hot water from the hot water boiler hot water storage tank 62 to the second hot water pump (56-2) to the hot water vaporizer To (68).

본 실시예에서는 상기 제2온수펌프(56-2)로부터의 온수가 상기 온수액기화기(68)로 공급되는 상태를 절환하도록 구비된 비상온수입구밸브(74)와, 상기 온수액기화기(68)로부터의 온수를 상기 온수보일러온수저장탱크(62)로 회수시키는 상태를 절환하도록 구비된 비상온수출구밸브(72-2)를 더 포함하여 구성함으로써, 상기 온수보일러온수저장탱크(62)로부터의 온수가 상기 온수액기화기(68)를 통과한 후 상기 온수보일러온수저장탱크(62)로 순환하는 경로를 비상시에만 개방하였다가 평상시에는 차단할 수 있도록 하였다.
In the present embodiment, the emergency hot water inlet valve 74 and the hot water liquid vaporizer 68 are provided to switch the state in which the hot water from the second hot water pump 56-2 is supplied to the hot water vaporizer 68. By further comprising an emergency hot water outlet valve (72-2) for switching the state of recovering hot water from the hot water boiler hot water storage tank 62, the hot water from the hot water boiler hot water storage tank 62 After the hot water vaporizer 68 passes through the hot water boiler hot water storage tank 62 to open the path only in an emergency, so that it can be blocked normally.

기타 나머지 구성은 상술한 종래기술과 동일한 것이므로 구체적인 설명은 생략하고, 동일한 부품에 대하여는 동일한 부호를 사용하여 표시하였다.
Since the rest of the configuration is the same as the above-described prior art, a detailed description is omitted, and the same components are denoted by the same reference numerals.

한편, 본 발명에 따른 산소제조 공정의 열 회수 기화 방법은 도 4를 참조하면, 공기를 압축시켜서 발생된 압축가스의 열에너지를 냉각수와 열교환시키는 압축열회수단계(S10)와; 상기 압축열회수단계(S10)에서 상기 냉각수로 회수된 열에너지를 사용하여 액저장탱크(50)로부터 공급받은 액상가스를 기화시키는 온수액기화단계(S20)를 포함하여 구성된다.
On the other hand, the heat recovery vaporization method of the oxygen production process according to the present invention, referring to Figure 4, the compressed heat recovery step (S10) for heat-exchanging heat energy of the compressed gas generated by compressing air with the cooling water; It comprises a hot water liquid vaporization step (S20) for vaporizing the liquid gas supplied from the liquid storage tank 50 using the heat energy recovered by the cooling water in the compression heat recovery step (S10).

즉, 종래의 산소제조 공정에 상기 압축열회수단계(S10)와 온수액기화단계(S20)를 추가하여 실시하도록 함으로써, 불필요하게 버려지던 상기 압축가스의 열에너지를 회수하여 종래 발전소 등의 외부로부터 공급받던 증기 등의 사용을 현저히 억제할 수 있도록 한 것이다.
That is, by adding the compressed heat recovery step (S10) and the hot water liquefaction step (S20) to the conventional oxygen production process, to recover the heat energy of the compressed gas that was unnecessarily discarded and supplied from the outside of the conventional power plant, etc. The use of steam and the like can be significantly suppressed.

물론, 상기 압축열회수단계(S10)에서 상기 냉각수에 열에너지를 전달한 압축가스를 수세탑(10)에서 냉각수에 의해 냉각시키는 수세단계(S30)와, 상기 수세단계(S30)를 통과한 압축가스를 건조시키는 건조단계(S40) 등이 더 포함되어 종래와 같은 전체 산소제조 공정이 수행되게 되는 것이며, 상기 압축열회수단계(S10)에서는 상기 압축기(6)에서 압축되는 공기를 냉각하는 데에 사용된 냉각수를 사용하여 상기 압축공기로부터 열에너지를 회수하는 것이다.
Of course, in the compressed heat recovery step (S10) to dry the compressed gas passing the heat energy to the cooling water by the cooling water in the water washing tower (10) and the water washing step (S30), drying the compressed gas passed through the water washing step (S30) Drying step (S40), etc. are further included so that the entire oxygen production process as in the prior art is carried out, in the compressed heat recovery step (S10) to the cooling water used to cool the air compressed in the compressor (6) To recover heat energy from the compressed air.

상기 수세탑(10)에서 압축가스를 냉각시키는 수세단계(S30)에서는 종래와 달리, 상기 압축가스가 상기 압축가스열교환기(52)에서 일차적으로 온도가 하강하여 40~70℃ 정도로 상기 수세탑(10)으로 공급되므로, 상기 수세탑(10)에서는 종래보다 훨씬 적은 냉각수를 사용하여도 상기 압축가스의 냉각이 충분히 이루어질 수 있게 되어 냉각수펌프(42-1,42-2,42-3)의 소비전력이 현저히 줄어들게 되며, 따라서 상기 수세탑(10)에서 흡착기(12)로 공급되는 압축가스에 발생되는 포화수분의 양도 현저히 저감되어, 상기 흡착기(12)의 흡착제(11) 내구성이 향상되어 그 수명을 연장시킬 수 있게 되며, 또한 상기 흡착제(11)의 재생을 위한 흡착기재생히터(14)의 구동량도 적어져서 산소의 제조원가가 크게 저감될 수 있게 된다.
In the washing step (S30) for cooling the compressed gas in the washing tower 10, unlike the prior art, the temperature of the compressed gas is first lowered in the compressed gas heat exchanger 52 to 40 to 70 ℃ about the washing tower ( 10), the flush tower 10 can be sufficiently cooled by the compressed gas even if using much less cooling water than in the prior art consumption of the cooling water pump (42-1, 42-2, 42-3) The power is significantly reduced, and thus, the amount of saturated water generated in the compressed gas supplied from the flush tower 10 to the adsorber 12 is also significantly reduced, and the durability of the adsorbent 11 of the adsorber 12 is improved and its lifespan is improved. In addition, the driving amount of the adsorber regeneration heater 14 for regeneration of the adsorbent 11 is also reduced, so that the production cost of oxygen can be greatly reduced.

한편, 상기 압축열회수단계(S10)에서 회수된 열에너지로 상기 액저장탱크(50)로부터 공급받은 액상가스를 기화시킬 수 없는 비상 상황이 발생하면, 별도로 구비된 예비온수장치로부터 온수를 공급받아 상기 액상가스의 기화 작용을 계속적 수행하도록 하는 비상기화단계(S100)를 구비하여, 상기한 바와 같은 비상 상황에서도 사용공장으로 기체가스를 중단 없이 보낼 수 있게 되어 설비의 안정성을 확보할 수 있다.
On the other hand, if an emergency situation in which the liquid gas supplied from the liquid storage tank 50 cannot be vaporized with the heat energy recovered in the compression heat recovery step S10 occurs, the hot water is supplied from a separate preliminary hot water device. Equipped with an emergency vaporization step (S100) to continuously perform the vaporization of the gas, it is possible to ensure the stability of the equipment can be sent to the gas plant without interruption even in the emergency situation as described above.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to specific embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the following claims It will be apparent to those of ordinary skill in the art.

4; 냉각단
6; 압축기
10; 수세탑
11; 흡착제
12; 흡착기
14; 흡착기재생히터
38; 냉각탑
40; 냉각팬
41; 냉각수회수관
42-1,42-2,42-3; 냉각수펌프
44; 냉수탑
50; 액저장탱크
52; 압축가스열교환기
54; 열교환튜브
56-1; 제1온수펌프
56-2; 제2온수펌프
60-1, 60-2; 온수자동조절밸브
62; 온수보일러온수저장탱크
64; 온수입구밸브
68; 온수액기화기
70; 온도검출기
72-1; 온수출구밸브
S10; 압축열회수단계
S20; 온수액기화단계
S30; 수세단계
S40; 건조단계
S100; 비상기화단계4; Cooling stage
6; compressor
10; Flush tower
11; absorbent
12; Adsorber
14; Adsorber Regenerative Heater
38; Cooling tower
40; Cooling fan
41; Cooling water collection pipe
42-1,42-2,42-3; Cooling water pump
44; Cold water tower
50; Liquid storage tank
52; Compressed Gas Heat Exchanger
54; Heat exchanger tube
56-1; First hot water pump
56-2; Second hot water pump
60-1, 60-2; Hot Water Automatic Control Valve
62; Hot Water Boiler Hot Water Storage Tank
64; Hot water inlet valve
68; Hot Water Vaporizer
70; Temperature detector
72-1; Hot water outlet valve
S10; Compression Heat Recovery Step
S20; Hot Water Liquefaction Stage
S30; Washing stage
S40; Drying step
S100; Emergency vaporization stage

Claims (12)

공기를 압축하는 압축기(6)로부터 토출되는 압축가스가 통과하고, 상기 통과하는 압축가스와 열교환하도록 냉각수가 경유하도록 구비된 압축가스열교환기(52)와;
상기 압축가스열교환기(52)에서 상기 압축가스로부터 열을 전달받은 냉각수를 공급받아 액저장탱크(50)로부터의 액상가스를 기화시키는 온수액기화기(68);
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 산소제조 공정의 열 회수 기화 장치.A compressed gas heat exchanger (52) configured to pass through compressed gas discharged from the compressor (6) for compressing air, and to pass through the cooling water so as to exchange heat with the compressed gas passing therethrough;
A hot water vaporizer 68 which receives the cooling water received from the compressed gas from the compressed gas heat exchanger 52 and vaporizes the liquid gas from the liquid storage tank 50;
Heat recovery vaporization apparatus of the oxygen production process characterized in that it comprises a. 청구항 1에 있어서,
상기 압축가스열교환기(52)는 상기 압축기(6)로부터의 압축가스가 통과하는 열교환튜브(54)가 구비되고, 상기 냉각수가 상기 열교환튜브(54)의 외측을 유동하면서 상기 압축가스와 열교환하도록 구성되며;
상기 열교환튜브(54)의 출구는 수세탑(10)으로 연결되는 것
을 특징으로 하는 산소제조 공정의 열 회수 기화 장치.The method according to claim 1,
The compressed gas heat exchanger (52) is provided with a heat exchange tube (54) through which the compressed gas from the compressor (6) passes, so that the cooling water exchanges heat with the compressed gas while flowing outside the heat exchange tube (54). Configured;
The outlet of the heat exchange tube 54 is connected to the flush tower 10
Heat recovery vaporization apparatus of the oxygen production process, characterized in that. 청구항 1에 있어서,
상기 압축가스열교환기(52)는 수세탑(10)으로 연결되어, 상기 압축기(6)로부터의 압축가스가 상기 압축가스열교환기(52)에서 냉각된 후에 상기 수세탑(10)으로 공급되도록 구성되며;
상기 압축가스열교환기(52)는 상기 압축기(6)의 냉각단(4)에 연결되어, 상기 압축기(6)에서 공기를 압축시키는 과정에서 발생하는 열을 냉각하는 데에 사용된 냉각수를 공급받도록 구성된 것
을 특징으로 하는 산소제조 공정의 열 회수 기화 장치.The method according to claim 1,
The compressed gas heat exchanger 52 is connected to the flush tower 10 so that the compressed gas from the compressor 6 is supplied to the flush tower 10 after being cooled in the compressed gas heat exchanger 52. Become;
The compressed gas heat exchanger 52 is connected to the cooling stage 4 of the compressor 6 to receive the cooling water used to cool the heat generated in the process of compressing the air in the compressor 6. Constructed
Heat recovery vaporization apparatus of the oxygen production process, characterized in that. 청구항 1에 있어서,
상기 압축가스열교환기(52)는 상기 압축기(6)를 매개로 냉각탑(38)에 연결되어, 상기 냉각탑(38)에서 냉각된 냉각수가 상기 압축기(6)를 냉각시킨 후 상기 압축가스열교환기(52)로 공급되도록 구성되며;
상기 압축기(6)는 상기 압축가스열교환기(52)를 매개로 수세탑(10)으로 연결되어, 상기 압축기(6)에서 토출되는 압축가스가 상기 압축가스열교환기(52)에서 상기 냉각수와 열교환한 후 상기 수세탑(10)으로 공급되도록 구성된 것
을 특징으로 하는 산소제조 공정의 열 회수 기화 장치.The method according to claim 1,
The compressed gas heat exchanger 52 is connected to the cooling tower 38 via the compressor 6, and after the cooling water cooled in the cooling tower 38 cools the compressor 6, the compressed gas heat exchanger ( 52);
The compressor 6 is connected to the flush tower 10 via the compressed gas heat exchanger 52 so that the compressed gas discharged from the compressor 6 exchanges heat with the cooling water in the compressed gas heat exchanger 52. After that configured to be supplied to the flush tower (10)
Heat recovery vaporization apparatus of the oxygen production process, characterized in that. 청구항 1에 있어서,
상기 압축가스열교환기(52)와 상기 온수액기화기(68) 사이에는, 상기 압축가스열교환기(52)로부터의 냉각수를 상기 온수액기화기(68)로 공급하는 제1온수펌프(56-1)가 구비되고;
상기 온수액기화기(68)는 냉각수회수관(41)을 통해 냉각탑(38)으로 연결되어, 상기 냉각수가 냉각수회수관(41)을 통해 상기 냉각탑(38)으로 회수되도록 구성되며;
상기 냉각탑(38)의 냉각수는 상기 압축기(6)를 거쳐 상기 압축가스열교환기(52)로 순환되도록 구성된 것
을 특징으로 하는 산소제조 공정의 열 회수 기화 장치.The method according to claim 1,
Between the compressed gas heat exchanger 52 and the hot water vaporizer 68, a first hot water pump 56-1 for supplying cooling water from the compressed gas heat exchanger 52 to the hot water liquid vaporizer 68. Is provided;
The hot water vaporizer 68 is connected to a cooling tower 38 through a cooling water recovery pipe 41, and configured to recover the cooling water to the cooling tower 38 through a cooling water recovery pipe 41;
Cooling water of the cooling tower 38 is configured to be circulated to the compressed gas heat exchanger (52) via the compressor (6)
Heat recovery vaporization apparatus of the oxygen production process, characterized in that. 청구항 5에 있어서,
상기 냉각수회수관(41)에는 온도검출기(70)가 구비되어, 상기 온수액기화기(68)를 통과한 냉각수의 온도를 측정하며;
상기 제1온수펌프(56-1)와 상기 온수액기화기(68) 사이에는 상기 온도검출기(70)의 신호를 받아 상기 냉각수의 온도에 따라 상기 냉각수가 상기 온수액기화기(68)로 공급되는 상태를 절환하도록 구비된 온수자동조절밸브(60-1, 60-2)가 구비된 것
을 특징으로 하는 산소제조 공정의 열 회수 기화 장치.The method according to claim 5,
The coolant recovery pipe (41) is provided with a temperature detector (70) to measure the temperature of the coolant passing through the hot water liquefier (68);
Between the first hot water pump 56-1 and the hot water vaporizer 68, the cooling water is supplied to the hot water vaporizer 68 according to the temperature of the cooling water by receiving the signal of the temperature detector 70. Equipped with hot water automatic control valve (60-1, 60-2) provided to switch the
Heat recovery vaporization apparatus of the oxygen production process, characterized in that. 청구항 1에 있어서,
상기 온수액기화기(68)에는 상기 압축가스열교환기(52)로부터 필요로 하는 온도의 냉각수를 공급받지 못하는 비상 상황이 되면, 상기 압축가스열교환기(52)를 대체하여 온수를 상기 온수액기화기(68)로 공급해주도록 하는 예비온수장치가 더 연결된 것
을 특징으로 하는 산소제조 공정의 열 회수 기화 장치.The method according to claim 1,
When the hot water vaporizer 68 is in an emergency situation in which cooling water having a temperature required from the compressed gas heat exchanger 52 is not supplied, the hot water vaporizer 52 replaces the compressed gas heat exchanger 52 with hot water. Further connected to a preliminary hot water supply system
Heat recovery vaporization apparatus of the oxygen production process, characterized in that. 청구항 7에 있어서,
상기 예비온수장치는
상기 압축가스열교환기(52)로부터 상기 온수액기화기(68)로 공급되는 것을 단속하도록 구비된 온수입구밸브(64)와;
상기 온수액기화기(68)를 통과하는 상기 냉각수가 냉각탑(38)으로 회수되는 것을 단속하도록 구비된 온수출구밸브(72-1)와;
온수를 저장하고 있는 온수보일러온수저장탱크(62)와;
상기 온수보일러온수저장탱크(62)의 온수를 상기 온수액기화기(68)로 압송하는 제2온수펌프(56-2);
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 산소제조 공정의 열 회수 기화 장치.The method of claim 7,
The preliminary hot water device is
A hot water inlet valve (64) provided to intermittently supply the hot water liquefier (68) from the compressed gas heat exchanger (52);
A hot water outlet valve 72-1 provided to control the recovery of the cooling water passing through the hot water vaporizer 68 to the cooling tower 38;
A hot water boiler hot water storage tank 62 storing hot water;
A second hot water pump 56-2 for pumping hot water from the hot water boiler hot water storage tank 62 to the hot water liquefier 68;
Heat recovery vaporization apparatus of the oxygen production process characterized in that it comprises a. 청구항 8에 있어서,
상기 제2온수펌프(56-2)로부터의 온수가 상기 온수액기화기(68)로 공급되는 상태를 절환하도록 구비된 비상온수입구밸브(74)와;
상기 온수액기화기(68)로부터의 온수를 상기 온수보일러온수저장탱크(62)로 회수시키는 상태를 절환하도록 구비된 비상온수출구밸브(72-2);
를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 산소제조 공정의 열 회수 기화 장치.The method according to claim 8,
An emergency hot water inlet valve 74 provided to switch a state in which hot water from the second hot water pump 56-2 is supplied to the hot water vaporizer 68;
An emergency hot water outlet valve 72-2 provided to switch a state of recovering hot water from the hot water vaporizer 68 to the hot water boiler hot water storage tank 62;
Heat recovery vaporization apparatus of the oxygen production process, characterized in that further comprises. 공기를 압축시켜서 발생된 압축가스의 열에너지를 냉각수와 열교환시키는 압축열회수단계(S10)와;
상기 압축열회수단계(S10)에서 상기 냉각수로 회수된 열에너지를 사용하여 액저장탱크(50)로부터 공급받은 액상가스를 기화시키는 온수액기화단계(S20);
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 산소제조 공정의 열 회수 기화 방법.A compressed heat recovery step (S10) of exchanging heat energy of the compressed gas generated by compressing air with cooling water;
Hot water liquid vaporization step (S20) of vaporizing the liquid gas supplied from the liquid storage tank 50 by using the heat energy recovered by the cooling water in the compression heat recovery step (S10);
Heat recovery vaporization method of the oxygen production process characterized in that it comprises a. 청구항 10에 있어서,
상기 압축열회수단계(S10)에서 상기 냉각수에 열에너지를 전달한 압축가스를 수세탑(10)에서 냉각수에 의해 냉각시키는 수세단계(S30)와;
상기 수세단계(S30)를 통과한 압축가스를 건조시키는 건조단계(S40);
를 더 포함하고,
상기 압축열회수단계(S10)에서는 상기 압축기(6)에서 압축되는 공기를 냉각하는 데에 사용된 냉각수를 사용하여 상기 압축공기로부터 열에너지를 회수하는 것
을 특징으로 하는 산소제조 공정의 열 회수 기화 방법.The method of claim 10,
A washing step (S30) of cooling the compressed gas, in which the thermal energy is transferred to the cooling water in the compressed heat recovery step (S10), by the cooling water in the washing tower (10);
Drying step (S40) for drying the compressed gas passed through the washing step (S30);
Further comprising:
In the compressed heat recovery step (S10) to recover the heat energy from the compressed air using the cooling water used to cool the air compressed in the compressor (6)
Heat recovery vaporization method of the oxygen production process, characterized in that. 청구항 10에 있어서,
상기 압축열회수단계(S10)에서 회수된 열에너지로 상기 액저장탱크(50)로부터 공급받은 액상가스를 기화시킬 수 없는 비상 상황이 발생하면, 별도로 구비된 예비온수장치로부터 온수를 공급받아 상기 액상가스의 기화 작용을 계속적 수행하도록 하는 비상기화단계(S100);
를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 산소제조 공정의 열 회수 기화 방법.The method of claim 10,
When an emergency situation in which the liquid gas supplied from the liquid storage tank 50 cannot be vaporized by the heat energy recovered in the compression heat recovery step S10 occurs, the hot water is supplied from a separate preliminary hot water device. Emergency vaporization step (S100) to continuously perform the vaporization operation;
Heat recovery vaporization method of the oxygen production process characterized in that it further comprises.
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