KR101773096B1 - Device for reusing volatile organic compounds by condensation - Google Patents

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전용우
신명섭
전미진
이형돈
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한국산업기술시험원
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Abstract

The present invention relates to an apparatus for condensing, recovering, and reusing volatile organic compounds (VOCs). More specifically, the apparatus condenses the VOCs in exhaust gas from a facility using a large number of VOCs by making the VOCs come in direct contract with low-temperature ethylene glycol and recovers and reuses the liquefied VOCs. The apparatus for condensing, recovering, and reusing volatile organic compounds (VOCs) includes: (a) a condensation tower filled with a solvent for condensing the VOCs; (b) a stirrer for stirring the VOCs with the solvent; (c) an exhaust gas supply unit supplying the VOCs into the condensation tower; (d) a cooling unit for cooling down the temperature in the condensation tower; (e) a condensed and liquefied VOC discharging unit discharging the condensed VOCs; and (f) a gas outlet discharging the remaining VOCs after the condensation operation. The VOCs are condensed after coming in direct contact with the cooled solvent in the apparatus. Accordingly, the apparatus can be applied to a small-scale organic solvent usage facility regardless of the condensation of the VOCs and wind strength.

Description

휘발성 유기화합물 응축 회수 및 재이용 장치{DEVICE FOR REUSING VOLATILE ORGANIC COMPOUNDS BY CONDENSATION}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a device for recovering and recycling a volatile organic compound,

본 발명은 휘발성 유기화합물 응축 회수 및 재이용 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 휘발성 유기화합물을 다량으로 사용하는 시설에서 발생되는 배출가스의 휘발성 유기화합물을 저온의 에틸렌글리콜에 직접 접촉시켜 응축시킨 후 액화된 휘발성 유기화합물을 회수하여 재사용하는 휘발성 유기화합물 응축 회수 및 재이용 장치에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a recovery and reuse apparatus for condensing volatile organic compounds, and more particularly, to an apparatus and a method for recovering and reusing volatile organic compounds by condensing volatile organic compounds of exhaust gas generated in a facility using a large amount of volatile organic compounds And recovering and reusing the volatile organic compound.

휘발성 유기화합물(Volatile Organic Compounds, VOCs)은 대기 중으로 쉽게 휘발되는 탄화수소화합물질의 통칭이다. 휘발성 유기화합물의 주요 배출원은 유기용제 사용시설로써 전체 배출량의 60% 이상을 차지하는데, 유기용제란 시너 솔벤트 등의 액체상태의 유기화합물을 뜻하며, 400여 종 이상의 물질이 있다. 사업장에서 대표적으로 많이 사용되는 유기용제로는 벤젠, 톨루엔, 자일렌 등이 있으며, 이들은 페인트 같은 도료의 제조배합, 전자제품·금속제품·기계류의 세척, 인쇄, 드라이클리닝 등에 널리 사용되고 있다. Volatile Organic Compounds (VOCs) are a generic term for hydrocarbon compounds that are readily volatilized into the atmosphere. The main sources of volatile organic compounds are organic solvents, which account for more than 60% of total emissions. Organic solvents are liquid organic compounds such as thinner and more than 400 substances. Organic solvents such as benzene, toluene, and xylene are widely used in workplaces. They are widely used in the manufacture of paints such as paints, cleaning of electronic products, metal products, machinery, and dry cleaning.

이러한 휘발성 유기화합물은 대기 중으로 쉽게 증발되어 질소산화물과 함께 광화학 반응을 일으키고 오존 및 PAN 등의 광화학 산화성물질을 생성시켜 광화학 스모그를 유발하며, 그 종류 및 대기 중 반응의 형태에 따라 대류권 오존오염, 성층권 오존층 파괴원인 및 지구 온난화 등으로 환경 및 건강에 악영향을 초래하므로, 그 배출에 대한 규제가 점차 강화되고 있다. 그 일례로서, 대기환경보전법 시행령 제39조 및 시행규칙 제64조, 공중위생관리법 시행규칙 제6조 등에서는 세탁사업장에 대해 휘발성 유기화합물 회수장치를 의무적으로 사용하도록 규정하고 있다.These volatile organic compounds easily evaporate into the atmosphere and cause photochemical reactions with nitrogen oxides. They generate photochemical oxidizing substances such as ozone and PAN, which cause photochemical smog. The volatile organic compounds can be classified into tropospheric ozone pollution, The destruction of the ozone layer, and the global warming, etc., the environment and health are adversely affected. As an example, Article 39 of the Enforcement Decree of the Air Quality Conservation Act, Article 64 of the Enforcement Regulation, and Article 6 of the Enforcement Regulation of the Public Health Management Act require the use of volatile organic compound recovery equipment in the laundry business.

일반적으로 휘발성 유기화합물을 제어하는 대표적인 기술로 흡착법과 소각법이 있다. 흡착법은 적용성이 넓고, 비용 및 운전관리가 용이하여 널리 이용되고 있지만 흡착된 VOCs를 에너지로 회수하기 위해서는 별도의 공정이 필요하므로, 소규모 시설에서는 즉시 에너지화 할 수 없는 단점이 있다.In general, there are adsorption and incineration methods as typical techniques for controlling volatile organic compounds. The adsorption method is widely used because of its wide applicability and easy cost and operation management. However, it requires a separate process for recovering the adsorbed VOCs as energy, so it can not be immediately energy-consumed in a small-scale facility.

소각법은 현장에서 즉시 처리하여 에너지화 할 수 있는 장점이 있지만, 고농도의 VOCs가 유입되지 않고, 보조연료를 필수적으로 이용해야 하므로, 소규모 공정에서는 비효율적인 단점이 있다. The incineration method is advantageous in that it can be treated immediately at the site to be energized, but since the high concentration of VOCs is not introduced, an auxiliary fuel must be used essentially, which is an ineffective disadvantage in a small-scale process.

이러한, 흡착법 및 소각법의 단점을 해결하기 위하여, 한국등록특허 제0694822호는 드라이세탁물/물세탁물 겸용 건조기에서 배출된 가스에 함유된 휘발성 유기화합물을 회수하기 위한 장치를 개시하였고, 한국등록특허 제1173011호는 농축 및 응축에 의한 휘발성 유기화합물 회수장치를 개시하였으며, 한국등록특허 제0615072호는 유기용제 회수용 응축시스템을 개시하였다.In order to solve the drawbacks of the adsorption method and the incineration method, Korean Patent Registration No. 0694822 discloses an apparatus for recovering volatile organic compounds contained in gas discharged from a dryer for use in dry laundry / water laundry, 1173011 discloses a volatile organic compound recovery device by concentration and condensation, and Korean Patent No. 0615072 discloses an organic solvent recovery condensation system.

그러나, 냉각코일 외부에 가스를 흘려보내면서 VOCs를 응축시킨 후, 이를 회수하는 기존의 응축법은 간접 열교환 방식으로 열교환 효율이 좋지 않으므로 고농도 저풍량의 휘발성 유기화합물 가스에만 적용되는 문제점이 있었다.However, since the conventional condensation method for recovering VOCs after condensing VOCs while flowing gas to the outside of the cooling coil is an indirect heat exchange method, heat exchange efficiency is not good, and thus there is a problem that it is applied only to volatile organic compound gas of high concentration and low air volume.

이에, 본 발명자들은 상기 문제점을 해결하기 위하여 예의 노력한 결과, 휘발성 유기화합물을 물, 에틸렌글리콜 등의 저온 용매와 직접 열교환 방식으로 접촉시킬 경우, 상기 용매와 혼합되지 않는 휘발성 유기화합물의 BTX(Benzene, Toluene, Xylene)가 응축되어 저농도의 휘발성 유기화합물의 경우에도 회수가 가능하다는 것을 확인하고, 본 발명을 완성하게 되었다. As a result of intensive efforts to solve the above problems, the inventors of the present invention have found that when a volatile organic compound is brought into contact with a low-temperature solvent such as water, ethylene glycol or the like by direct heat exchange, the volatile organic compound, which is not mixed with the solvent, Toluene, and Xylene) are condensed to recover even a low concentration of volatile organic compounds, thereby completing the present invention.

본 발명의 목적은 소규모의 유기용제 사용시설에서 발생되는 저농도의 휘발성 유기화합물의 경우에도 회수가 가능한 휘발성 유기화합물 응축 회수 및 재이용 장치를 제공하는데 있다.An object of the present invention is to provide a volatile organic compound condensation recovery and recycling apparatus capable of recovering even a low concentration volatile organic compound generated in a small scale organic solvent use facility.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 (a) 휘발성 유기화합물을 응축시키기 위한 용매가 충진된 응축탑; (b) 휘발성 유기화합물과 용매를 교반시키는 교반기; (c) 휘발성 유기화합물을 응축탑 내부에 공급하는 배출가스 공급부; (d) 응축탑 내부의 온도를 냉각시키기 위한 냉각부; (e) 응축된 휘발성 유기화합물이 배출되는 응축된 액화 휘발성 유기화합물 배출부; 및 (f) 응축되고 남은 휘발성 유기화합물이 배출되는 가스 배출구를 포함하는 휘발성 유기화합물 응축 회수 및 재이용 장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a process for producing a volatile organic compound, comprising: (a) a condensation column filled with a solvent for condensing a volatile organic compound; (b) a stirrer for stirring the volatile organic compound and the solvent; (c) an exhaust gas supply unit for supplying the volatile organic compound into the condensation column; (d) a cooling section for cooling the temperature inside the condensation column; (e) a condensed liquefied volatile organic compound discharge portion through which the condensed volatile organic compound is discharged; And (f) a gas outlet through which the volatile organic compound remaining after condensation is discharged, and a device for recovering and recycling the volatile organic compound.

본 발명에 있어서, 상기 용매는 BTX(벤젠, 톨루엔, 자일렌)와 용해도 지수가 10 MPa1/2 이상의 차이가 있어 휘발성 유기화합물과 상분리가 일어나는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the solvent differs from BTX (benzene, toluene, and xylene) by a solubility index of 10 MPa 1/2 or more, and is phase-separated from a volatile organic compound.

본 발명에 있어서, 상기 BTX(벤젠, 톨루엔, 자일렌)와 용해도 지수가 10 MPa1/2 이상의 차이가 있는 용매는 물, 에틸렌글리콜 및 이들의 혼합액으로 구성된 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the solvent having a solubility index different from BTX (benzene, toluene, xylene) by 10 MPa 1/2 or more is selected from the group consisting of water, ethylene glycol, and a mixture thereof.

본 발명에 있어서, 상기 교반기는 휘발성 유기화합물과 용매를 교반시키는 교반날개; 상기 교반날개를 회전시키는 구동모터; 상기 구동모터 및 교반날개가 각각 결합되어 있는 교반축을 포함하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the agitator may include a stirring blade for stirring the volatile organic compound and the solvent; A driving motor for rotating the stirring vane; And a stirring shaft to which the driving motor and the stirring vane are coupled, respectively.

본 발명에 있어서, 상기 배출가스 공급부는 교반기의 교반축 상부와 결합되고, 교반축의 중공을 통하여 배출가스를 응축탑 내부로 공급하거나, 응축탑의 외측에 형성된 자켓에 위치하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the exhaust gas supply unit is coupled to the upper portion of the stirring shaft of the stirrer, and supplies the exhaust gas to the inside of the condensing tower through the hollow of the stirring shaft, or is located in the jacket formed outside the condensing tower.

본 발명에 있어서, 휘발성 유기화합물 응축 회수 및 재이용 장치는 휘발성 유기화합물을 미세기포로 분출하여 용매와의 접촉면적을 향상시켜 휘발성 유기화합물의 응축을 가속화시키기 위한 산기관을 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the volatile organic compound condensation recovery and recycling apparatus is further characterized in that it further comprises an oxidant for accelerating the condensation of the volatile organic compound by ejecting the volatile organic compound as a fine particle to improve the contact area with the solvent .

본 발명에 있어서, 상기 산기관은 응축탑 내부에 휘발성 유기화합물을 공급하는 배출가스 공급부의 끝단 또는 교반축 끝단에 장착되거나 교반기의 교반날개와 일체형으로 구비된 것을 특징으로 한다.In the present invention, the air diffusing pipe may be mounted at the end of an exhaust gas supply unit or an end of an agitating shaft for supplying volatile organic compounds to the interior of the condensing column, or may be integrally formed with a stirring wing of a stirrer.

본 발명에 있어서, 상기 냉각부는 응축탑 내부에 구비된 코일형, 응축탑의 외측에 형성된 자켓형 또는 상기 코일형과 자켓형을 함께 적용시킨 혼합형인 것을 특징으로 한다.In the present invention, the cooling unit may be a coil type provided inside the condensation column, a jacket formed outside the condensation column, or a mixed type in which the coil type and the jacket type are applied together.

본 발명에 있어서, 휘발성 유기화합물 응축 회수 및 재이용 장치는 응축탑 내부의 용매 및 응축된 액화 휘발성 유기화합물의 높이를 감지하는 필 밸브를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the apparatus for recovering and recycling the volatile organic compound condensate further comprises a fill valve for detecting the height of the solvent in the condensation column and the condensed liquefied volatile organic compound.

본 발명에 있어서, 상기 응축되는 휘발성 유기화합물은 톨루엔, 벤젠 및 자일렌으로 구성된 군으로부터 선택되는 1 이상인 것을 특징으로 한다.In the present invention, the condensed volatile organic compound is characterized by being at least one selected from the group consisting of toluene, benzene and xylene.

본 발명의 휘발성 유기화합물 응축 회수 및 재이용 장치는 휘발성 유기화합물이 직접 냉각된 용매와 직접 접촉하여 응축되기 때문에 간접방식에 비해 응축효율이 향상되어 저농도로 휘발성 유기화합물이 발생하는 시설에서도 사용가능하며, 응축 회수된 액화 BTX(Benzene, Toluene, Xylene) 용매는 발생시설에서 즉시 제조배합, 전자제품·금속제품·기계류의 세척, 인쇄, 드라이클리닝 등에 사용 가능하므로 소규모 유기용제 사용시설에서도 적용하기 용이하다.Since the volatile organic compound condensate recovery and reuse apparatus of the present invention is in direct contact with the directly cooled solvent, the condensation efficiency is improved compared with the indirect type, so that the apparatus can be used in a facility where volatile organic compounds are generated at a low concentration, Condensation Recovery of liquefied BTX (Benzene, Toluene, Xylene) solvent is easy to apply in small scale organic solvent use facility because it can be used for manufacturing formulation, washing of electronic products, metal products, machinery,

또한, 응축을 위하여 물, 에틸렌글리콜 등을 용매로 사용하므로 휘발성 유기화합물 배기가스의 수분 함량이 높더라도 수분은 용매에 혼합되기 때문에 배기가스의 수분함량에 의한 제거 및 에너지 효율에 영향을 받지 않는다. Also, since water, ethylene glycol, or the like is used as a solvent for condensation, moisture is mixed with the solvent even when the moisture content of the volatile organic compound exhaust gas is high, so that the product is not affected by the moisture content of the exhaust gas and energy efficiency.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 휘발성 유기화합물 응축 회수 및 재이용 장치의 단면 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 교반날개 일체형 산기관을 포함하는 휘발성 유기화합물 응축 회수 및 재이용 장치의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자켓형 배출가스 공급부를 포함하는 휘발성 유기화합물 응축 회수 및 재이용 장치의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자켓형 냉각부를 포함하는 휘발성 유기화합물 응축 회수 및 재이용 장치의 단면 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 2중 자켓형 배출가스 공급부 및 냉각부를 포함하는 휘발성 유기화합물 응축 회수 및 재이용 장치의 단면 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 코일형 냉각부를 포함하는 휘발성 유기화합물 응축 회수 및 재이용 장치의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 혼합형 냉각부를 포함하는 휘발성 유기화합물 응축 회수 및 재이용 장치의 단면도이다.1 is a cross-sectional perspective view of a volatile organic compound condensation recovery and recycling apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a volatile organic compound condensation recovery and recycling apparatus including an agitating blade integrated diffuser according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view of a volatile organic compound condensate recovery and recycling apparatus including a jacketed exhaust gas supply unit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional perspective view of a device for recovering and recycling volatile organic compounds including a jacket-type cooling unit according to an embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional perspective view of a device for recovering and reusing volatile organic compounds, including a double jacket type exhaust gas supply unit and a cooling unit according to an embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional view of a volatile organic compound condensation recovery and recycling apparatus including a coil-type cooling unit according to an embodiment of the present invention.
7 is a cross-sectional view of a volatile organic compound condensation recovery and recycling apparatus including a mixing type cooling unit according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명하기로 한다. 첨부된 도면들에서 구성에 표기된 도면번호는 다른 도면에서도 동일한 구성을 표기할 때에 가능한 한 동일한 도면번호를 사용하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지의 기능 또는 공지의 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고 도면에 제시된 어떤 특징들은 설명의 용이함을 위해 확대 또는 축소 또는 단순화된 것이고, 도면 및 그 구성요소들이 반드시 적절한 비율로 도시되어 있지는 않다. 그러나 당업자라면 이러한 상세 사항들을 쉽게 이해할 것이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. It should be noted that the drawings denoted by the same reference numerals in the drawings denote the same reference numerals whenever possible, in other drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. And certain features shown in the drawings are to be enlarged or reduced or simplified for ease of explanation, and the drawings and their components are not necessarily drawn to scale. However, those skilled in the art will readily understand these details.

이하, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 휘발성 유기화합물 응축 회수 및 재이용 장치는, 휘발성 유기화합물이 냉각된 용매와 직접적으로 접촉된 후, 응축되는 원리를 이용한 것으로서, (a) 휘발성 유기화합물을 응축시키기 위한 용매가 충진된 응축탑(100); (b) 휘발성 유기화합물과 용매를 교반시키는 교반기(200); (c) 휘발성 유기화합물을 응축탑 내부에 공급하는 배출가스 공급부(300); (d) 응축탑 내부의 온도를 냉각시키기 위한 냉각부(400); (e) 응축된 휘발성 유기화합물이 배출되는 응축된 액화 휘발성 유기화합물 배출부(500); 및 (f) 응축되고 남은 휘발성 유기화합물이 배출되는 가스 배출구(600)를 포함한다.The apparatus for recovering and recycling volatile organic compounds according to the present invention uses a principle that a volatile organic compound is directly brought into contact with a cooled solvent and then condensed. The apparatus includes: (a) a condensation tower filled with a solvent for condensing a volatile organic compound (100); (b) an agitator (200) for agitating the volatile organic compound and the solvent; (c) an exhaust gas supply unit 300 for supplying a volatile organic compound into the condensation column; (d) a cooling section 400 for cooling the temperature inside the condensation column; (e) a condensed liquefied volatile organic compound discharge unit 500 through which the condensed volatile organic compound is discharged; And (f) a gas outlet 600 through which condensed volatile organic compounds are discharged.

본 발명에 있어서, 상기 용매는 응축탑에 유입되는 휘발성 유기화합물과 직접 접촉하여 휘발성 유기화합물의 농도에 상관없이 온도에 따른 응축에 의한 액화시키기 위한 것으로서, 휘발성 유기화합물의 주성분인 톨루엔(Toluen), 자일렌(xylene), 벤젠(Benzene) 등이 용해되지 않아 서로 혼합되지 않고, 상분리가 가능한 용매를 사용할 수 있다. In the present invention, the solvent is used for liquefaction by condensation depending on the temperature irrespective of the concentration of the volatile organic compound in direct contact with the volatile organic compound introduced into the condensation column. The solvent is preferably selected from the group consisting of toluene, Xylene, benzene, and the like are not dissolved so that they are not mixed with each other and a phase-separable solvent can be used.

이와 같은 상분리는 용해도 지수(solubility parameter)에 따른 상용성 차이를 이용한 것으로서, 용해도 지수 값이 같거나 비슷할 경우에는 분자응집 에너지가 유사하여 상용성이 매우 크므로 용해가 되지만, 용해도 지수 값의 차이가 10 MPa1/2 이상일 경우 소량은 용해가 되지만, 이 후 용매간의 인력이 더 커져 용해되지 않게 되어 액상분리가 일어나게 된다.This phase separation is based on the difference in solubility parameter. When the solubility index values are the same or similar, the molecular cohesive energies are similar to each other, and thus the solubility is very high. If it is more than 10 MPa ½ , a small amount of water is dissolved, but then the attraction force between the solvent becomes larger and the solution is not dissolved, resulting in liquid separation.

따라서 본 발명에서는 톨루엔, 자일렌, 벤젠 등과 용해도 지수 값이 10 MPa1/2 이상 차이가 나는 용매라면 특별한 제한없이 사용할 수 있으며, 물, 에틸렌글리콜, 이들의 혼합액 등을 예시할 수 있다. 에틸렌글리콜은 부동액으로 널리 사용되는 화학물질로서 어는점은 -12℃이며, 에틸렌글리콜과 물이 7:3의 부피비로 혼합될 경우 최대 -51℃에서 냉각되므로 응축과 상분리를 위한 용매로써 에틸렌글리콜-물 혼합 용매가 가장 바람직하다. 참고로, 톨루엔, 자일렌, 벤젠의 용해도 지수 값은 각각 18, 18, 19 MPa1 / 2 이며, 에틸렌글리콜은 33 MPa1 /2, 물은 48 MPa1 / 2 이다.Therefore, in the present invention, toluene, xylene, benzene and the like can be used without particular limitation if they have a solubility index difference of 10 MPa 1/2 or more, and examples thereof include water, ethylene glycol, and a mixture thereof. When ethylene glycol and water are mixed at a volume ratio of 7: 3, ethylene glycol is cooled at a maximum temperature of -51 ° C. Therefore, ethylene glycol-water as a solvent for condensation and phase separation Mixed solvents are most preferred. For reference, toluene, xylene, solubility parameter value of the benzene are each 18, 18, 19 MPa 1/ 2, ethylene glycol was 33 MPa 1/2, the water is 48 MPa 1/2.

본 발명에 있어서 상기 응축탑(100)은 휘발성 유기화합물을 응축시키기 위한 것으로서, 상부는 개폐가 가능한 커버(120)가 구비되어 있고, 상기 커버(120)를 개방한 후 일정량의 용매를 충진시킬 수 있다.In the present invention, the condensation column 100 is for condensing volatile organic compounds. The condensation column 100 is provided with a cover 120 that can be opened and closed at an upper portion thereof. The cover 120 can be filled with a certain amount of solvent have.

상기 휘발성 유기화합물과 용매를 교반시키는 교반기(200)는 유입되는 가스(휘발성 유기화합물)와 용매를 교반시켜 기액비를 증가시키고, 유입가스가 용매에 머무르는 체류시간(접촉시간)을 증가시켜 휘발성 유기화합물의 응축 효율을 향상시키기 위한 장치로서, 휘발성 유기화합물과 용매를 교반시키는 교반날개(220); 상기 교반날개를 회전시키는 구동모터(240); 상기 구동모터 및 교반날개가 각각 결합되어 있는 교반축(260)을 포함한다.The stirrer 200 for stirring the volatile organic compound and the solvent increases the liquid-vapor ratio by stirring the introduced gas (volatile organic compound) and the solvent, increases the residence time (contact time) in which the inflow gas stays in the solvent, An apparatus for improving the condensation efficiency of a compound, comprising: a stirring vane (220) for stirring a volatile organic compound and a solvent; A driving motor 240 for rotating the stirring vane; And a stirring shaft 260 to which the driving motor and the stirring vane are coupled, respectively.

상기 구동모터(240)는 응축탑(100)의 외부에 위치할 수 있고, 휘발성 유기화합물과 용매를 100rpm 이상으로 교반시킬 수 있는 것이 바람직하다. 또한, 관통형 교반축을 적용하여 교반축 상부에 배출가스 공급부(300)를 연결하여 교반축 내부로 배기가스를 공급할 수 있다. The driving motor 240 may be located outside the condensation column 100, and the volatile organic compound and the solvent may be stirred at 100 rpm or more. Further, the exhaust gas may be supplied into the stirring shaft by connecting the exhaust gas supply unit 300 to the upper portion of the stirring shaft by using a through-type stirring shaft.

본 발명에 있어서 상기 배출가스 공급부(300)는 응축탑(100) 내부로 휘발성 유기화합물을 포함한 배출가스를 공급하기 위한 것으로서, 응축탑(100) 하부로 가스를 공급할 수 있다면 위치나 형태에 제한없이 적용 가능하다.In the present invention, the exhaust gas supply unit 300 is for supplying an exhaust gas containing a volatile organic compound into the condensation tower 100. If the gas can be supplied to the lower part of the condensation tower 100, Applicable.

예를들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 배출가스 공급부(300A)는 교반기(200)의 관통형 교반축(260) 중공을 이용할 수 있는데, 이 경우 구동모터(240)는 관통형 교반축이 적용 가능하도록 구성되어야 하며, 교반축의 상부에 베어링(280)으로 배출가스 공급부(300A)와 연결하여 교반축이 회전하더라도 배출가스 공급부(300A)는 회전되지 않도록 구성된다.For example, as shown in FIG. 1, the exhaust gas supply unit 300A may utilize a through-hole stirring shaft 260 of the stirrer 200, in which case the drive motor 240 may include a through- And the exhaust gas supply unit 300A is not rotated even when the stirring shaft is rotated by connecting the exhaust gas supply unit 300A with the bearing 280 on the upper part of the stirring shaft.

또 다른 실시예로서, 도 3에 도시된 바와 같이, 배출가스 공급부(300B)는 응축탑(100)의 외측에 형성된 자켓에 위치시켜 응축탑(100)으로 배출가스가 공급되면서 냉각된 응축탑(100)에 의해 배출가스가 1차적으로 냉각된 후 배출가스 공급부의 배출구(320)으로 공급될 수 있다. 즉, 배출가스 공급부(300B)는 응축탑(100)의 외측에 2중자켓 형태로 구성될 수 있으며, 응축탑(100) 내부 바닥에 가스를 공급할 수 있도록 배출가스 공급부의 배출구(320)가 응축탑 내부에 위치한다. 상기 배출가스 공급부(300B)의 주입구(340)는 응축탑 커버(120)와 인접한 부위, 즉 응축탑(100) 상부에 위치하며, 그 수는 크게 제한되지 않으나 원활한 가스 공급을 위하여 2개 이상인 것이 바람직하다.3, the exhaust gas supply unit 300B is disposed in a jacket formed on the outer side of the condensation tower 100, and the exhaust gas is supplied to the condensation tower 100, 100 to the exhaust port 320 of the exhaust gas supply unit after the exhaust gas is primarily cooled. That is, the exhaust gas supply unit 300B may be configured as a double jacket on the outer side of the condensation tower 100, and the discharge port 320 of the exhaust gas supply unit may be connected to the condensation tower 100, It is located inside the tower. The injection port 340 of the exhaust gas supply unit 300B is located at a portion adjacent to the condensation tower cover 120, that is, the upper portion of the condensation tower 100. Although the number of the injection ports 340 is not limited, desirable.

상기 배출가스(휘발성 유기화합물)는 유기용제 건조설비나 도장시설, 세정시설, 세탁시설, 기타 유기용제 사용시설 등을 포함하는 BTX가 발생하는 배출설비에서 발생되는 것을 공급할 수 있다. The above-mentioned exhaust gas (volatile organic compound) can be supplied from a discharge facility where BTX occurs, including an organic solvent drying facility, a painting facility, a washing facility, a laundry facility, and other organic solvent use facilities.

본 발명에 따른 휘발성 유기화합물 응축 회수 및 재이용 장치는 휘발성 유기화합물을 미세기포로 분출하여 용매와의 접촉면적을 향상시켜 휘발성 유기화합물의 응축을 가속화시키기 위하여 산기관(700)을 추가로 포함할 수 있다.The apparatus for recovering and recycling volatile organic compounds according to the present invention may further include an acid furnace 700 for accelerating the condensation of the volatile organic compounds by improving the contact area with the solvent by ejecting the volatile organic compounds into the micro- .

상기 산기관(700)은 미세기포를 발생시킬 수 있다면 위치나 형태에 제한없이 적용 가능하다.The air diffusing pipe 700 can be applied without limitation to the position and the shape as long as it can generate minute bubbles.

예를들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 산기관(700A)은 응축탑 내부에 휘발성 유기화합물을 공급하는 중공의 교반축(260) 끝단에 장착될 수 있으며, 또 다른 실시예로서, 도 2에 도시된 바와 같이, 산기관(700B)은 교반기의 교반날개와 일체형으로 구비될 수 있다. 이와 같이 산기관이 교반날개와 일체형일 경우, 가스가 산기관(700)을 통해 나오면서 원심력에 의한 압력 강하로 공동현상(Cavitation) 효과가 생기기 때문에 압력에 의해 기포가 부서져 용매와의 기액비가 증가하여 접촉 면적이 커지므로, 최종적으로 가스(휘발성 유기화합물)의 응축이 보다 효과적으로 이루어진다. 또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 산기관(700C)은 배출가스 공급부의 배출구(320)에 장착될 수 있다.For example, as shown in FIG. 1, the diffuser 700A may be mounted at the end of a hollow stirring shaft 260 for supplying a volatile organic compound into the condensation column. In another embodiment, as shown in FIG. 2 , The air diffuser 700B may be provided integrally with the stirring blade of the stirrer. When the air diffuser is integrated with the stirring wing, the air bubbles are broken by the pressure due to the cavitation effect due to the pressure drop due to the centrifugal force as the gas exits through the air diffuser 700, (Volatile organic compound) is finally condensed more effectively because the contact area is increased. Further, as shown in Fig. 3, the air diffusing pipe 700C can be mounted on the discharge port 320 of the discharge gas supply portion.

본 발명에 있어서 상기 냉각부(400)는 응축탑 내부를 냉각시키기 위한 것으로서, 응축탑(100) 내부의 용매를 4℃ 이하의 냉온으로 냉각시킬 수 있다면 위치나 형태에 제한없이 적용 가능하며, 0℃ 이하로 냉각시키기 위한 냉매로 이소프로판올 등의 어는점이 매우 낮은 용매를 쓸 수 있다. In the present invention, the cooling unit 400 is provided for cooling the interior of the condensation column. The cooling unit 400 may be applied in any position or form as long as the solvent inside the condensation column 100 can be cooled down to 4 ° C or lower. Lt; 0 > C or less can be used as a refrigerant having a very low freezing point such as isopropanol.

본 발명에서는 냉매 공급부, 제어부, 냉각부 등을 포함하는 전체 냉각시스템(미도시)중 냉각 방식과 관련된 냉각부에 대해서만 기술하였다.In the present invention, only the cooling part related to the cooling method among the entire cooling system (not shown) including the coolant supply part, the control part, the cooling part, and the like is described.

예를들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 냉각부(400A)는 응축탑(100)의 외측에 형성된 2중자켓형일 수 있다. 즉, 냉각부(400A)는 응축탑(100)의 외측에 2중자켓 형태로 구성되어 2중자켓 내부에 냉매가 충진되어 응축탑을 냉각 시킬 수 있으며, 상기 냉각부(400A)의 냉매 주입구(420) 및 배출구(440)는 응축탑 커버(120)와 인접한 부위, 즉 응축탑(100) 상부에 위치한다. For example, as shown in FIG. 4, the cooling unit 400A may be of a double jacket type formed on the outside of the condensation column 100. That is, the cooling part 400A is formed in the form of a double jacket outside the condensing tower 100, and the inside of the double jacket is filled with the refrigerant to cool the condensing tower. 420 and the outlet 440 are positioned adjacent to the condensation tower cover 120, that is, above the condensation tower 100.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배출가스 공급부(300B) 및 냉각부(400A)가 응축탑(100)의 외측에 3중 자켓형으로 형성된 구조에 관한 것으로서, 응축탑의 외측에 냉각부(400A)가 2중으로 위치하고, 냉각부(400A) 외측에 배출가스 공급부(300B)이 3중으로 위치함으로써, 2중에 위치한 냉각부(400A)가 응축탑 내부에 충진된 용매를 냉각시킴과 동시에 배출가스 공급부(300B)으로 유입되는 가스(휘발성 유기화합물)를 1차적으로 냉각시킴으로써, 휘발성 유기화합물을 보다 효율적으로 응축시킬 수 있는 효과가 있다.5 shows a structure in which a discharge gas supply unit 300B and a cooling unit 400A according to an embodiment of the present invention are formed in a triple jacket shape on the outer side of a condensation tower 100, The cooling unit 400A is located in the middle of the cooling unit 400A and the exhaust gas supply unit 300B is located in the triple position outside the cooling unit 400A so that the cooling unit 400A located inside the cooling unit 400A cools the solvent packed in the condensation tower, The volatile organic compound can be condensed more efficiently by primarily cooling the gas (volatile organic compound) flowing into the supply part 300B.

또 다른 실시예로서, 도 6에 도시된 바와 같이, 냉각부(400B)가 응축탑(100)의 내부에 코일형으로 적용되거나, 도 7에 도시된 바와 같이, 자켓형 냉각부(400A) 및 코일형 냉각부(400B)가 혼합형으로 함께 적용될 수 있다.6, the cooling unit 400B may be applied to the inside of the condensing tower 100 in a coil shape, or may be provided with jacket cooling units 400A and 400B as shown in FIG. 7, The coil-shaped cooling part 400B may be applied in a mixed manner.

본 발명에 따른 휘발성 유기화합물 응축 회수 및 재이용 장치는 응축탑(100) 내부의 용매 온도를 측정할 수 있는 온도센서(미도시) 및 응축탑 내부의 용매 및 응축된 액화 휘발성 유기화합물의 높이를 감지하는 필 밸브(800)를 추가로 포함할 수 있다.The apparatus for recovering and recycling the volatile organic compound according to the present invention includes a temperature sensor (not shown) capable of measuring the temperature of the solvent in the condensation column 100 and a sensor for detecting the height of the solvent in the condensation column and the condensed liquefied volatile organic compound (Not shown).

응축탑(100) 상부에 위치한 필 밸브(800)는 응축탑 내부의 응축된 액화 휘발성 유기화합물의 높이를 감지하기 위한 것으로서, 액화 휘발성 유기화합물이 미리 설정해 놓은 일정 높이 이상이 되면 필 밸브(800)에서 이를 감지하고, 배출가스 공급을 정지한 후 액화 휘발성 유기화합물 배출밸브를 개방하여, 액화 휘발성 유기화합물 회수용기(미도시)에 저장되게 하여 재사용할 수 있다. The fill valve 800 positioned above the condensation column 100 senses the height of the condensed liquefied volatile organic compound in the condensation column. When the liquefied volatile organic compound reaches a predetermined height or higher, The liquefied volatile organic compound discharge valve may be opened and stored in a liquefied volatile organic compound recovery container (not shown) after stopping the discharge gas supply, and reused.

상기 가스배출구(600)는 응축탑 내부로 공급된 배출가스 중 극미량의 응축되지 않은 휘발성 유기화합물 가스를 포함한 다른 유입가스(Air)를 외부로 배출시키기 위한 것으로서, 가스를 배출시킬 수 있는 구조이면 특별한 제한 없이 적용이 가능하며, 응축탑(100)의 상부에 위치하는 것이 바람직하다.The gas outlet 600 is for discharging other inflow gas including a small amount of uncondensed volatile organic compound gas out of the exhaust gas supplied into the condensation column to the outside. And may be applied to the upper portion of the condensation column 100.

응축탑(100) 내부에 충진된 저온의 용매와 가스(휘발성 유기화합물)를 직접 접촉시키면, 휘발성 유기화합물은 응축되어 액화되고, BTX(Benzene, Toluene, Xylene)와 같이 용매와 용해도 지수가 10MPa1/2 이상 차이나는 종은 용매와 상분리가 일어나게 된다. 따라서, 본 발명에서는 액화된 톨루엔, 벤젠 및 자일렌을 회수할 수 있다.When the low-temperature filled inside condensation tower 100, solvent and gases (volatile organic compounds) in direct contact, the volatile organic compound is liquid condenses, BTX (Benzene, Toluene, Xylene) and a solvent and the solubility parameter 10MPa 1 as / 2 or more species will be phase separated with the solvent. Therefore, in the present invention, liquefied toluene, benzene and xylene can be recovered.

액화 휘발성 유기화합물 배출부(500)는 배출구가 용매 충진 높이보다 높은 곳에 위치하며, 응축탑 가동중에 가스가 새거나 액화된 휘발성 유기화합물이 배출되는 것을 방지하기 위한 액화 휘발성 유기화합물 배출밸브(520)를 포함할 수 있다.The liquefied volatile organic compound discharge unit 500 is disposed at a position higher than the solvent filling height of the discharge port and includes a liquefied volatile organic compound discharge valve 520 for preventing gas leaking or liquefied volatile organic compound from being discharged during operation of the condensation column .

응축탑(100)의 외측 하부에 위치한 액화 휘발성 유기화합물 배출밸브(540)는 배출가스 공급부가 응축탑의 외측에 형성시, 2중 자켓 내부 공간에서 1차적으로 응축된 액화된 휘발성 유기화합물을 배출하기 위한 것이다. The liquefied volatile organic compound discharge valve 540 located at the lower outer side of the condensation column 100 discharges the liquefied volatile organic compound primarily condensed in the inner space of the double jacket when the discharge gas supply unit is formed outside the condensation column .

회수된 톨루엔, 벤젠 및 자일렌은 페인트 같은 도료의 제조배합, 전자제품·금속제품·기계류의 세척, 인쇄, 드라이클리닝 등에 재사용할 수 있다.The recovered toluene, benzene and xylene can be reused in the manufacture of paints such as paints, cleaning of electronic products, metal products, machinery, printing, dry cleaning.

이상에서 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위해 구체적인 실시예로 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기와 같이 구체적인 실시예와 동일한 구성 및 작용에만 국한되지 않고, 여러가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 실시될 수 있다. 따라서, 그와 같은 변형도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주해야 하며, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의해 결정되어야 한다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, And the like. Accordingly, such modifications are deemed to be within the scope of the present invention, and the scope of the present invention should be determined by the following claims.

100 : 응축탑
200 : 교반기
300 : 배출가스 공급부
400 : 냉각부
500 : 액화 휘발성 유기화합물 배출부
600 : 가스 배출구
700 : 산기관
800 : 필 밸브100: condensation tower
200: stirrer
300: exhaust gas supply unit
400: cooling section
500: Liquefied volatile organic compound discharge portion
600: gas outlet
700: the living organ
800: Phil valve

Claims (12)

(a) 휘발성 유기화합물을 응축시키기 위한 용매가 충진된 응축탑;
(b) 휘발성 유기화합물과 용매를 교반시키는 교반기;
(c) 휘발성 유기화합물을 응축탑 내부에 공급하는 배출가스 공급부;
(d) 응축탑 내부의 온도를 냉각시키기 위한 냉각부;
(e) 응축된 휘발성 유기화합물이 배출되는 응축된 액화 휘발성 유기화합물 배출부; 및
(f) 응축되고 남은 휘발성 유기화합물이 배출되는 가스 배출구를 포함하는 휘발성 유기화합물 응축 회수 및 재이용 장치에 있어서,
상기 교반기는 휘발성 유기화합물을 미세기포로 분출하여 용매와의 접촉면적을 향상시켜 휘발성 유기화합물의 응축을 가속화시키기 위한 산기관 기능을 갖는 산기관 일체형 교반날개; 상기 교반날개를 회전시키는 구동모터; 상기 구동모터 및 산기관 일체형 교반날개가 각각 결합되어 있는 교반축을 포함하며,
상기 용매는 에틸렌글리콜 또는 에틸렌글리콜 수용액이고, 응축되는 휘발성 유기화합물은 톨루엔, 벤젠 및 자일렌으로 구성된 군으로부터 선택되는 1 이상인 것을 특징으로 하는 휘발성 유기화합물 응축 회수 및 재이용 장치.
(a) a condensation tower filled with a solvent for condensing a volatile organic compound;
(b) a stirrer for stirring the volatile organic compound and the solvent;
(c) an exhaust gas supply unit for supplying the volatile organic compound into the condensation column;
(d) a cooling section for cooling the temperature inside the condensation column;
(e) a condensed liquefied volatile organic compound discharge portion through which the condensed volatile organic compound is discharged; And
(f) a volatile organic compound condensation recovery and reuse apparatus including a gas discharge port through which condensed volatile organic compounds are discharged,
The stirrer includes an acid / gas mixture type stirring vane having a diffuser function for accelerating the condensation of the volatile organic compound by ejecting the volatile organic compound into the microcapsule to improve the contact area with the solvent; A driving motor for rotating the stirring vane; And a stirring shaft to which the driving motor and the diffuser-integrated stirring vanes are respectively coupled,
Wherein the solvent is an aqueous solution of ethylene glycol or ethylene glycol, and the volatile organic compound to be condensed is at least one selected from the group consisting of toluene, benzene and xylene.
삭제delete 제1항에 있어서, 상기 에틸렌글리콜 수용액의 에틸렌글리콜과 물의 비율은 7:3의 부피비인 것을 특징으로 하는 휘발성 유기화합물 응축 회수 및 재이용 장치.
The apparatus of claim 1, wherein the ratio of ethylene glycol to water in the aqueous ethylene glycol solution is in a volume ratio of 7: 3.
삭제delete 제1항에 있어서, 상기 배출가스 공급부는 교반기의 교반축 상부와 결합되고, 교반축의 중공 및 산기관 일체형 교반날개를 통하여 배출가스를 응축탑 내부로 공급하는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기화합물 응축 회수 및 재이용 장치.
The exhaust gas purifying apparatus according to claim 1, wherein the exhaust gas supply unit is coupled to an upper portion of the stirring shaft of the stirrer, and the exhaust gas is supplied into the condensing tower through a hollow shaft of the stirring shaft and a stirrer- Reuse device.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 냉각부는 응축탑 내부에 구비된 코일형, 응축탑의 외측에 형성된 자켓형 또는 상기 코일형과 자켓형을 함께 적용시킨 혼합형인 것을 특징으로 하는 휘발성 유기화합물 응축 회수 및 재이용 장치.
2. The method of claim 1, wherein the cooling unit is a coil type provided inside the condensation column, a jacket formed outside the condensation column, or a mixed type in which the coil type and the jacket type are applied together. Device.
제1항에 있어서, 응축탑 내부의 용매 및 응축된 액화 휘발성 유기화합물의 높이를 감지하는 필 밸브를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기화합물 응축 회수 및 재이용 장치.
The apparatus of claim 1, further comprising a valve for sensing the height of the solvent and the condensed liquefied volatile organic compound in the condensation column.
삭제delete
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