KR960006539Y1 - 용제 회수장치 - Google Patents

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Description

용제 회수장치

제1도는 본 고안의 용제 회수 장치의 한 실시예를 도시한 개략 구성도

제2a도 및 제2b도는 각각 제1도의 비중 분리부 및 중간 액류부(液溜部)의 단면도

제3도는 본 고안의 용제 회수 장치의 다른 실시예의 비중 분리부와 중간 액류부의 단면도

제4도는 제3도의 중간 액류부의 확대도

제5도는 제4도의 V-V선 확대 단면도

제6도는 본 고안의 용제 회수 장치의 또 다른 실시예의 비중 분리부와 중간 액류부의 단면도

제7도는 본 고안의 용제 회수 장치의 다른 실시예의 비중 분리부 및 중간 액류부의 단면도

제8도는 본 고안의 용제 회수 장치의 또 다른 실시예의 개략 구성도

제9a도 제9b도는 각각 종래의 비중 분리기의 단면도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1a, 1b : 흡착탑 2a, 2b : 제1전자 밸브

3 : 가스 공급 송풍기 4 : 가스 공급관

5a, 5b : 제2전자 밸브 6 : 용제 회수관

7 : 응축기 8 : 비중분리기

9a, 9b : 배기부 11 : 배기관

11a, 11b : 공기 실린더 12a, 12b : 밸브체

13a, 13b : 제3 전자 밸브 14 : 수증기 공급관

15 : 케이싱 16 : 간막이벽

17 : 액 공급부 21, 41 : 중간조

22, 42 : 연통관 23, 48 : 플로우트 밸브

23a, 47 : 플로우트 밸브체 23b, 43 : 밸브 시이트

25 : 재순환관

본 고안은 도장 공장 등의 배기 가스 중에 포함되는 유기 용제가스, 반도체 공장 등에서 사용되는 초음파, 세척기, 드라이크리닝점에서 사용되는 드라이크리닝기 등에서 발생하는 프레온가스(freon gas) (예로서 프레온-113), 테트라클로로 에틸렌 가스, 1,1,1 -트리클로로 에틸렌 가스 등을 회수하는 용제 회수 장치에 관한 것이다.

용제 회수 장치로서, 가스 흡착용 엘리먼트가 마련된 흡착탑에, 용제가 함유된 가스를 공급하는 가스 공급관과, 용제 탈착용인 가열수증기를 공급하는 수증기 공급관과, 탈착된 용제를 회수하기 위한 용제 회수관이 접속되어 있는 동시에, 상기 용제 회수관에는 상기 가스 흡착용 엘리먼트에서 탈착된 용제를 함유하는 용제 함유가스를 냉각하여 액화하는 응축기와, 액화된 물과 비중 분리하여 액상 용제를 회수하는 비중 분리기가 접속된 용제 회수 장치가 알져져 있다. 이런 종류의 용제 회수 장치를 가지고 용제가 함유된 가스에서 용제를 분리회수하는 경우, 종래에는 수증기의 공급을 받아 흡착탑에서 배출되는 용제 함유 가스를 응축기에 공급하고, 그 응축기에서 물과 용제 모두를 액화하고, 그 액화된 물과 액상 용제와의 혼합액을 비중분리기에 공급하여, 비중 분리에 의해 물과 분리하여 액상 용제만을 분리 회수하고 있다.

그리고, 플루오로 카본같이 물보다 액상 용제의 비중이 클 경우, 상기 비중 분리기는 제9a도에 도시된 것과 같이 구성되어 있었다.

즉, 케이싱(101)의 측부 위면에 용제 회수관의 일부를 구성하고, 응축기에서 액화된 물(W)와 액상 용제(L)와의 혼합액을 공급하는 공급관(102)이 접속되어 있다. 케이싱(101)에는 공급관(102)과 접속된 부위에서 떨어진 부위에, 비중 분리용인 간막이벽(103)이 설치되고, 그 간막이벽(103)의 상부의 공급관(102)측에 오버플로우(overflow)에 의해 물(w)을 회수하는 물받이부(104)가 마련되어 있는 동시에, 그 물받이부(104)에 배수구(105)가 마련되어 있다.

한편, 간막이벽(103)에 대하여 물받이부(104)와 반대측 부위에 액상 용제 유출부(106)가 마련되어 있다. 물(W)과 액상 용제(L)와의 비중차를 이용하여 액상 용제(L)와 분리된 상층 측의 물(W)을 물받이부(104)와 배수구(105)를 통하여 회수하고, 한편, 물(W)과 분리된 액상 용제(L)를 간막이벽(103)의 아래쪽에서 유출부(106)를 통하여 회수한다. 그리고, 액상 용제(L)의 비중이 물보다 작을 경우는, 유출부(106)에서 물(W)이 그리고, 배수구(105)에서 액상 용제(L)가 각각 배출된다.

상기 용제 회수 장치에서는, 흡착탑의 가스 흡착 엘리먼트에 흡착된 용제를 탈착 처리하기 위해 가열 수증기가 공급되었을 때에, 흡착탑내에 존재하는 공기가 가열로 급격 팽창하여 그 내압이 증대하는 동시에, 가열 수증기의 공급압이 가해져 그로 인하여 비중 분리기의 케이싱(101)내의 압력이 급격히 상승한다. 케이싱(101)내의 압력이 급격히 상승하면, 제9b도에 도시된 바와 같이, 그 액면이 밀어올려져, 상층측으로 분리된 물(W)이 간막이벽(103)의 하단부보다도 아래쪽까지 저하하여, 의외로 유출부(106)측으로 유입한다. 이리하여, 물(W)이 혼입된 액상 용제(L)가 회수되고, 그 회수된 액상 용제(L)는 재이용이 불가능하다. 또 응축기의 기상(氣相)에는 냉각 온도에서의 포화 증기압에 상당하는 용제가 존재한다. 이 용제의 농도는 가스 공급관에서 공급되는 용제 함유 가스보다도 대단히 고농도이다. 그리고, 압력이 급격히 상승하는 용제 탈착시는 응축기의 기상에 존재하는 고농도의 용제와 가스 흡착 엘리먼트에서 탈착된 용제를 함유한 가스가 응축기에서 응축 액화되지 않고 배수구(105)로 흘러들어가 외부로 새므로 용제의 회수 효율을 저하시킨다. 용제 함유가스의 누설은 하나의 흡착탑을 가지고 용제의 탈착과 용제의 흡착이 교대로 행해지는 1탑식 용제 회수 장치에서 현저하다.

본 고안의 목적은, 용제의 탈착을 위한 가열 수증기의 공급에 수반하여 상승한 압력의 비중 분리기로의 파급을 회피하고, 탈착된 용제를 물과 양호하게 분리하여 회수할 수 있는 용제 회수 장지를 제공함에 있다.

본 고안의 다른 목적은 압력이 급격히 상승하더라도, 응축기에서 응축 액화되지 않은 가스중의 용제를 외부로 누설시키지 않고, 호율적으로 회수할 수 있는 용제 회수 장치를 제공함에 있다.

상술한 목적을 달성하기 위해, 본 고안의 용제 회수 장치는 가스 흡착용 엘리먼트가 마련되고, 또한, 자유로이 개폐되는 배기부를 가진 흡착탑에 용제 함유 가스를 공급하는 가스 공급관과, 용제 탈착용인 가열 수증기를 공급하는 수증기 공급관과, 탈착된 용제를 회수하기 위한 용제 회수관이 접속되어 있다. 상기 용제 회수관에는 상기 가스 흡착용 엘리먼트에서 탈착된 용제 함유 가스를 냉각하여 액화하는 응축기와, 상기 응축기에서 배출되는 액(液)을 비중 분리하여 액상 용제를 회수하는 비중 분리기가 마련되어 있다. 상기 응축기와 비중 분리기 사이에는 응축기로 액화한 물과 액상 용제와의 혼합액을 일단 저류(貯溜)하는 중간 액류부(液溜部)가 마련되어 있다. 중간 액류부는 설정량이 이상의 혼합액이 저류되었을때, 자동적으로 열려 상기 혼합액을 상기 비중 분리기로 흐르게 하는 밸브를 구비하고 있다. 그리고, 용제의 탈착을 위한 가열 수증기의 공급에 따라 상승한 압력이 밸브에 작용을 하면 밸브가 닫쳐서, 큰 압력이 비중 분리기로 전파하는 것을 회피한다. 따라서, 비중 분리기에서, 상층측으로 분리된 물이 밀어올려져서 액상 용제의 유출부로 유입하는 것을 방지할 수 있다. 비중 분리기에서는, 재사용이 가능한 액상 용제가 물과 양호하게 분리되어 회수된다.

상기 밸브는 플로우트 밸브(float valve)가 바람직하다.

플로우트 밸브는 액의 부력에 따라 상승하는 플로우트 밸브체와, 그 플로우트 밸브체를 닫힘 위치에서 받아 멈추고 지지하는 밸브 시이트 사이에, 플로우트 밸브체가 닫힘 위치에 있는 상태에서 미소량의 액을 흘러보내는 유체 통로를 형성하는 것이 바람직하다. 상시 유체 통로를 형성함으로써 비중 분리기로 다량의 액이 급격히 유입하여 비중 분리기내에서 층분리된 액을 흐트러뜨리는 것을 방지할 수 있다.

용제 가스의 외부로의 누설방지를 위해 상기 응축기가 중간 액류부 사이에는 응축기로 액화되지 않은 용제함유 가스를 저류하는 용량 가변의 버퍼부가 마련되어 있다. 버퍼부에 저류된 용제 함유 가스는 재순환관에 의해 흡착탑에 공급된다.

본 고안은 복수의 흡착탑을 갖고 있는 용제 회수 장치에 한정되지 않고, 1개의 흡착탑을 갖고 있는 1탑식 용제 회수 장치에도 적용된다. 흡착탑에서는 용제 함유 가스의 가스 흡착 엘리먼트에 의한 흡착과, 흡착된 용제의 탈착이 교대로 행해진다.

본 고안의 이들 목적 및 이점은, 이하의 상세한 설명 및 첨부도면을 참조함으로써 보다 잘 이해될 것이다.

제1도를 참조하면, 활성 탄소 섬유로 구성한 원통형의 가스 흡착용 엘리먼트(A)를 필터로서 부착한 흡착탑(1a, 1b)이 병렬로 설치되어 있다. 각 흡착탑(1a, 1b)의 하부측 공간에는 각각 제1전자 밸브(2a 2b)를 개재하여 가스 공급관(4)이 접속되는 동시에, 제2전자 밸브(5a, 5b)를 개재하여 용제를 회수하기 위한 용제 회수관(6)이 접속되어 있다. 가스 공급관(4)에는 용제 함유 가스를 공급하는 가스 공급 송풍기(3)가 마련되고, 용제 회수관(6)에는 응축기(7)와 중간액 저류부(24)와 비중 분리기(8)가 차례로 마련되어 있다.

각 흡착탑(1a, 1b)의 상부에는 용제를 흡착 제거한 후의 가스를 배출하는 배기부(9a, 9b)가 각각 형성되어 있다. 흡착탑(1a, 1b)의 상부를 덮는 덮개(10)에는 배기관(11)이 접속되어 있다.

덮개(10)에는 배기부(9a, 9b)을 개폐하는 밸브체(12a, 12b)가 부착된 공기 실린더(11a, 11b)가 마련되어 있다. 배기부(9a, 9b)에는 밸브체(12a, 12b)에 의해 닫쳐진 흡착탑(1a, 1b)에 가열 수증기를 공급하기 위해, 제3전자 밸브(13a, 13b)를 개재하여 수증기 공급관(14)이 접속되어 있다.

상기 제1 내지 제3전자 밸브(2a, 2b, 5a, 5b, 13a, 13b) 및 밸브체(12a, 12b)는 제각기 이율 배반적으로 개폐하고, 흡착탑(1a, 1b)에서 가스 흡착 엘리먼트(A)에 의한 용제 함유 가스의 흡착과 흡착된 용제의 탈착이 교대로 이루어진다. 즉, 한쪽 흡착탑(a)에서는, 제1전자 밸브(2a)를 열고 배기부(9a)를 개방하는 동시에 제2전자 밸브(5a)를 닫고, 한쪽 흡착탑(1a)에 가스 공급관(4)에서 용제 함유 가스를 공급하여 가스 흡착용 엘리먼트(A)를 통과시켜 용제를 가스 흡착용 엘리먼트(A)의 활성탄소 섬유에 흡착하면서 용제를 흡착 제거한다. 용제를 흡착 제거한 후의 가스는 배기부를 통하여 배기관(11)에서 배기된다. 다른쪽 흡착탑(1b)에서는, 제1전자 밸브(2b)를 닫고 배기부(9b)를 밸브체 (12b)로 폐쇄하는 동시에 제2 전자밸브(5b) 및 제3전자밸브(13B)를 열고, 수증기 공급관(14)에서 가열 수증기를 공급하여 가스 흡착용 엘리먼트(A)의 활성 탄소 섬유에 흡착된 용제를 가열 탈착하여 활성 탄소 섬유를 재생한다. 탈착된 용제를 수증기와 더불어 응축기(7)에 공급하여 응축액화하는 동시에, 중간 액류부(24) 및 용제 회수관(6)을 통하여 액화된 물 및 용제의 혼합액을 비중 분리기(8)에 공급하여 액상 용제를 분리하여 회수한다.

상기 비중 분리기(8)는 제2도a에 도시된 바와 같이 케이싱(15)의 공간이 비중 분리용 간막이벽(16)에 의하여 하부에서만 연통하는 상태로 제1공간(S1)과 제2공간(S2)으로 구획되어 구성되어 있다.

제1공간(S1)측에서, 케이싱(15)의 주위부의 간막이벽(6)에서 떨어진 위쪽의 소정 부위에, 응축기(7)로 액화한 물(W)과 액상 용제(L)의 혼합액을 공급하는 액공급부(液供給部)(17)를 마련한다.

이하, 플로오르 카본 같이, 물(W)보다도 액상 용제(L)의 비중이 큰 경우를 설명한다.

제1공간(S1)측에서, 간막이벽(16)의 상부에 오버플로우에 의해 물(W)을 회수하는 물받이부(18)를 부설하는 동시에, 그 물받이부(18)에 배수구(19)를 마련한다. 한편, 간막이벽(16)에 대하여 물맏이부(18)와 반대쪽 부위에 액상 용제(L)의 유출부(20)를 마련한다. 물(W)과 액상 용제(L)와의 혼합액을 케이싱(15)내에 공급하고, 물(W)과 액상 용제(L)와의 비중차를 이용하여, 액상 용제(L)와 분리한 상층측의 물(W)을 물받이부(18)및 배수구(19)를 통하여 회수한다. 물(W)과 분리한 액상 용제(L)를 간막이벽(16)의 아래쪽에서 유출부(20)를 통하여 회수한다.

비중 분리기(8)의 액공급부(17)에 인접한 부위에 중간조(中間槽)(21)를 형성한다. 그 중간조(21)에는 응축기(7)와 연통한 용제 회수관(6)의 일부를 구성하는 연통관(22)이 접속되어 있다. 연통관(22)에는, 중앙에 개구를 형성한 밸브시이트(23b)와, 물과 용제중 비중이 작은 성분보다도 비중이 작고 밸브 시이트(23b)의 개구를 폐쇄할 수 있는 플로우트 밸브체(23a)들로 이루어진 플로우트 밸브(23)를 마련하여 중간 액류부(24)를 구성한다. 즉, 제2A도에 도시한 바와 같이, 가열 수증기에 의한 탈착 개시시 이후의 정상적인 용제 탈착시에 응축기(7)에서 냉각에 의하여 응축하여 액화한 물(W)과 액상 용제(L)와의 혼합액(ML)을 중간 액류부(24)에 저류하고, 그 저류량이 설정량 이상으로 됨에 따라, 플로우트 밸브체(23a)가 부력을 받아 밸브 시이트(23b)상승하고, 플로우트 밸브(23)를 열어 혼합액(ML)을 중간조(21)로 흐르게 하고. 그 중간조(21)에서 비중 분리기(8)로 공급한다. 플로우트 밸브체(23a)로서는 테프론(Teflon)(듀퐁사 상표)제 등, 용제에 대하여 내식성이 있고, 물 및 용제중 이느것 보다도 비중이 작아지도록 구성이 가능한 것이라면, 각종 재료를 채택할 수 있다.

중간 액류부(24)보다 위쪽 부위의 연통관(22)과, 가스 공급 송풍기(3)의 상류측의 가스 공급관(4)이 재순환관(25)으로 접속되어 있다.

상기 구성의 용제 회수 장치에 의하면, 용제 탈착의 개시시에, 가열 수증기의 공급에 따라 흡착탑(1b)내의 공기의 가열 팽창이 가해져 내압이 급격히 상승했을 때는, 제2b도에 도시한 바와 같이, 그 압력이 플로우트 밸브(23)에 작용하여, 플로우트 밸브체(23a)를 밀어내려 밸브 시이트(23b)에 밀어붙인다. 이 플로우트 밸브(23)의 닫힘 작용에 따라, 상승한 압력이 중간 액류부(24)에서 비중 분리기(8)로 전달되는 것을 차단한다. 이때, 응축기(7) 및 연통관(22)내의 고농도 용제 함유 가스가 재순환관(25)에서 가스 공급관(4)으로 유입하여, 응축기(7)와 연통관(22)내의 압력 상승을 억제하는 동시에, 고농도 함유 가스 및 용제를 포함하고, 처리 불충분한 가스를 흡착 처리를 하는 흡착탑(1a)에 재순환시켜 재처리를 한다.

다음에, 실험 결과를 설명한다.

상기 실시예의 용제 회수 장치에서, 압력 400 mmH₂O의 공기를 유입시킨 바, 플로우트 밸브(23)가 닫쳐서 비중 분리기(8)로의 공기의 유입을 차단하고, 급격한 내압 상승에 의한 비중 분리기(8)로의 압력 전파가 회피 되었다.

그리고, 이 용제 회수 장치에서 프레온-113을 포함하는 가스를 흡착 처리하는 동시에 가열 수증기의 공급으로 용제의 탈착을 행한 바, 물이 혼입되지 않고, 그대로 재이용 가능한 액상 프레온-113이 회수되었다.

상기한 실험 결과로부터, 비중 분리에 악영향을 미치지 않고, 물과 액상 용제와의 비중 분리를 확실히 양호하게 행할 수 있음이 분명해졌다.

제3도, 제4도 및 제5도에 도시한 실시예에서, 비중 분리부(8)는 상기 실시예와 동일하게 구성되어 있다. 따라서, 상기 실시예와 동일한 요소에는 동일한 도면 부호를 부여함으로써 비중 분리부(8)에 관한 설명을 생략한다.

비중 분리부(8)의 액 공급부(17)에 인접하여 설치한 중간조(41)와 연통관(42)이 밸브 시이트(43)를 구비한 밸브 시이트 형성 부재(44)를 개재하여 접속되고, 연통관(42)에는 가스 공급관(4)에 접속된 재순환관(45)이 접속되어어 있다. 밸브 시이트(43)에는 밀봉용 0링 (46)이 부착되어 있다.

밸브 시이트(43)의 위쪽에는, 원통형 부분(47a)의 아래쪽에 원추형 부분(47b)을 연접한 플로우트 밸브체(47)가 마련되고, 밸브 시이트(43)와 플로우트 밸브체(47)로서 플로우트 밸브(48)가 구성되어 있다. 중간 액류부(40)는 연통관(42)에 플로우트 밸브(48)를 마련함으로써 구성되어 있다.

플로우트 밸브체(47)의 원추형 부분(47b)에는 그 둘레 방향으로 소정 간격을 띄운 4개소에 정상부를 향하는 작은 지름의 홈(49)이 형성되어 있다. 플로우트 밸브체(47)가 밸브 시이트(43)를 폐쇄하는 위치에 있을때, 플로우트 밸브체(47)의 원추형 부분(47b)과 밀봉용 0링 (46)사이에서, 홈(49)은 미소량의 액체를 흘러보내는 유체 통로를 형성한다.

상술한 구성의 액류부(40)를 마련함으로써, 가열 수증기에 의한 탈착 개시시 이후의 정상 상태의 용제 탈착시에 있어서 응축기(7)에서 냉각에 의하여 응축 액화된 물(W)과 액상 용제(L)와의 혼합액(ML)을, 중간 액류부(40)에 저류하는 동시에, 홈(49)에 의해 형성되는 유체 통로를 통하여, 미소량의 액을 항시 중간조(41)에 흘러보낸다. 이 경우, 일반적인 플로우트 밸브와 같이, 설정된 양의 액이 저류되었을 때만 플로우트 밸브를 열고, 설정량의 액을 간헐적으로 비중 분리기측으로 흘러내리게 하는 경우에 비하여 플로우트 밸브(48)가 열리는 상대가 되는 빈도를 적게 할 수 있다.

또 비중 분리기(8)측으로 다량의 액이 급격히 유입되는 것을 회피하여 비중 분리기(8)측으로 완만하게 액이 흐르게 하고, 비중 분리기(8)내의 층분리액을 흐트리지 않고, 정상 상태에서의 비중 분리를 한층 양호하게 할수 있다. 저류량이 많아져서 그 저류량이 설정량 이상이 되었을 때는 유체 통로에 의하여 액이 플로우트 밸브체(47)의 아래쪽으로 돌아들어가기 쉽고, 플로우트 밸브체(47)가 부력을 받아 원활히 상승하고, 플로우트 밸브(48)를 열고 혼합액(ML)을 중간조(41)로 흘러보내고, 그 중간조(41)에서 비중 분리기(8)로 공급한다.

상기 실시예에서 홈은 밸브 시이트(43)측에, 혹은 플로우트 밸브체(47)와 밸브 시이트(43)의 양쪽에 형성하여, 미소량의 액을 흘러보내는 유체 통로를 형성하여도 된다. 그리고, 홈(49)은 예시된 4개 부위에 한정되지 않고 적절히 선정할 수 있다.

제6도에 도시한 실시예에서, 상기 각 실시예와 공통인 비중 분리부(8)의 요소에는 동일한 도면부호가 부여되어 있다. 제5도에 도시한 실시예는 상기 제3도 내지 제5도에 도시한 실시예와 다음의 점에서 상이하다.

즉, 케이싱(15)의 간막이벽(16)에서 떨어진 천판 부문에 접속용 원통부(51a)를 돌출 설치하고 있다. 그 접속용 원통부(51a)에, 밸브 시이트(53)가 형성된 밸브 시이트 형성 부재(54)를 개재하여, 연통관(52)를 접속함으로써, 상기 제3도 내지 제5도의 실시예에서의 중간조(41)를 생략하고 있다.

또, 상기 실시예와 동일하게, 밸브 시이트(53)와 플로우트 밸브체(57)로써 플로우트 밸브(58)가 구성되어 있다. 연통관(52)에는 재순환관(55)이 접속되어 있다. 중간 액류부(50)는 연통관(52)에 플로우트 밸브(58)를 마련하여 구성되어 있다.

제7도에 도시한 실시예에서, 상기 제6도에 도시한 실시예와 상이한 점은 다음과 같다.

즉, 접속용 원통부(51a)에 밸브로서의 전자 조작시 개폐 밸브(61)를 구비한 밸브 상자(62)를 개재하여 연통관(52)이 접속되어 있다. 중간 액류부(60)는 개폐 밸브(61)을 닫음으로써 응축기(7)로부터의 액을 저류한다. 개패 밸브(61)의 위쪽측 소정 부위에 중간 액류부(60)에 설정량 이상의 액이 저류됨을 검출하는 액면 센서(63)이 마련되어 있다. 이 액면 센서(64)는 밸브 제어 회로(64)에 접속되어 있는 동시에, 밸브 제어회로(84)는 개폐 밸브(61)를 개폐 구동하는 구동기(65)에 접속되어 있다. 액면 센서(63)로부터의 출력 신호에 응답하여 밸브 제어 회로(64)는 구동신호를 구동기(65)에 부여한다. 구동기(65)는 구동 신호에 응답하여 소정시간만큼 개폐 밸브(61)을 열고, 중간 액류부(60)에 저류된 액의 소정량을 비중 분리기(8)에 공급한다. 개폐 밸브(61)가 열려 있는 시간, 환언하면 비중 분리기(8)로의 액의 공급량은, 예로써, 액면 센서(63)에서 검출한 시점에서의 저류량의 약 80% 등으로 설정 가능하다. 개폐 밸브(61)의 개폐에 관한 설정 시간은 장치의 규모에 따라 실험적으로 결정된다. 액면 센서 대신에 액면계로 액면 제어를 해도 된다.

상기 중간 액류부(24, 40, 50, 60)는, 비중 분리기(8)나 그 인접 설치위치에 국한되지 않고, 응축기(7)와 비중 분리기(8)사이에 설치하면 된다.

본 고안은 복수의 흡착탑으로 용제의 흡착 처리와 탈착 처리를 교대로 반복하여 행하고 연속적으로 액상 용제를 회수하는 용제 회수 장치에 한정되지 않고, 하나의 흡착탑으로 간헐적으로 액상 용제를 회수하는 1탑식 용제 회수 장치에도 적용가능하다.

제8도에는 1탑식 용제 회수 장치가 도시되어 있다.

가스 흡착용 엘리먼트(A)를 부착한 흡착탑(71)의 하부측 공간에, 제1전자 밸브(72)를 개재하여, 용제 함유가스를 공급하는 가스 공급용 송풍기(73)가 마련된 가스 공급관(74)이 접속되어 있는 동시에, 제2 전자 밸브(75)를 개재하여, 응축기(77)와 중간 액류부(78)와, 이 중간 액류부(78)에 인접한 비중 분리기(79)들이 차례로 마련된 용제 회수관(76)이 접속되어 있다.

흡착탑(71)의 상부에는, 용제를 흡착 제거한 후의 가스를 배출하는 배기부(80)가 형성되어 있다. 흡착탑(71)의 상부를 덮는 덮개(81)에는 공기 실린더(82)가 마련되고, 이 공기 실린더(82)에는 배기부(80)를 개폐하는 밸브체(83)가 마련되어 있다. 배기부(80)에는 밸브체(83)에 의해 닫혀진 흡착탑(71)에 가열 수증기를 공급하기 위해, 제3 전자 밸브(84)를 개재하여 수증기 공급관(85)이 접속되어 있다. 덮개(81)에는 제4 전자 밸브(86)를 개재하여 배기관(87)이 접속되어 있다.

응축기(77)와 비중 분리기(79)에 인접 설치하여 상기 실시예와 동일하게 구성된 중간 액류부(78)사이의 용제 회수관(76)에는 바이패스(by-pass) 배관(88)이 접속되고, 그 바이패스 배관(88)에는 응축기(77)에서 액화되지 않은 가스 성분을 일시적으로 저류하는 용량 가변의 버퍼부(89)가 접속되어 있다. 이 버퍼부(89)는 팽창 수축이 가능한 캡체를 케이싱내에 수용하여 형성되어 있다.

바이패스 배관(88)의 도중 부위와, 가스 공급관(74)의 가스 공급용 송풍기(73)보다도 상류측의 부위는 재순환관(90)에 의해 접속되어 있다. 버퍼부(89)에 저장된 가스 성분은 재순환관(90)을 통하여 가스 공급관(74) 및 흡착탑(71)에 재차 공급된다. 바이패스 배관(88)에는 버퍼부(89)의 액체를 배출하는 배출관(91)이 접속되고, 재순환관(90)에는 가스 공급관(74)에서 버퍼부(89)방향으로의 용제 함유 가스의 유입을 규제하는 체크 밸브(92)가 마련되어 있다. 또, 비중 분리기(79)에는 잔여 액체를 배출하는 배출관(93)이 접속되어 있다.

상기 1탑식 용제 회수 장치에 의하면, 용제 흡착시에는 제1 전자 밸브(72) 및 제4 전자 밸브(86)를 각각 열고, 밸브체(83)을 상승시켜 배기부(80)를 개구하는 동시에, 제2 전자 밸브(75) 및 제3전자 밸브(84)를 각각닫고, 가스 공급 송풍기(73)에 의해, 가스 공급관(74)을 통하여 용제 함유 가스를 흡착탑(71)에 공급한다.

용제 함유 가스를 흡착탑(71)의 가스 흡착 엘리먼트(A)를 통과시켜, 용제를 가스 흡착 엘리먼트(A)의 활성탄소 섬유에 흡착시킨다.

한편, 흡착된 용제를 탈착시킬 경우에는, 제1 전자 밸브(72) 및 제4 전자 밸브(86)를 닫고, 밸브체(83)를 하강시켜 배기부(8)를 폐쇄하는 동시에 제2 전자 밸브(75) 및 제3 전자 밸브(84)를 각각 열고, 가열 수증기를 수증기 공급관(85)에서 흡착탑으로 공급한다.

가스 흡착탑(71)의 가스 흡착 엘리먼트(A)에 흡착된 용제는 가열 탈착하여 활성 탄소 섬유가 재생된다. 탈착된 용제는 수증기와 더불어 용제 회수관(76)을 통하여 응축기(77)로 공급한다.

응축기(77)에서 액화된 물 및 용제의 혼합액은 비중 분리기(79)로 공급되고, 액상 용제가 분리되어 회수된다. 용제 탈착 개시시에 가열 수증기의 공급에 수반하여 흡착탑(71)내의 내압이 상승하더라도, 상기한 바와 같이 중간 액류부(78)의 밸브에 의해 상승된, 압력이 비중 분리기(79)로 전파되는 것을 차단할 수 있다. 또 흡착탑(71)내의 내압의 상승에 수반하여 응축기(77)에서 액화되지 않은 용제를 함유 가스 및 중간 액류부(78)의 가스가 바이패스 배관(88)을 통하여, 압력의 변동에 대응하여 용량이 가변하는 버퍼부(89)로 유입하여 저류되고, 응축기(77)나 중간 액류부(78)내의 압력증가가 억제된다. 버퍼부(89)에 저류된 가스는, 흡착 처리시의 가스 공급 송풍기(73)의 작동으로, 재순환관(90)이 부압이 되므로, 흡인력을 받고, 재순환관(90)을 통하여 흡착탑(71)에 공급되고, 다시 흡착처리로 회부된다. 따라서, 응축기(77)의 기상에 존재하는 고농도의 용제 함유 가스 및 탈착시에 응축기(77)에서 응축 액화되지 않은 용제를 함유하는 가스가 장치의 외부로 누설되는 것을 방지할 수 있는 동시에 용제의 회수 효율을 높일 수 있다.

다음에, 실험 결과를 설명한다.

상기 1탑식 있어서, 상기 제2도에 있는 중간 액류부(24) 및 플로우트 밸브(23)을 구비한 용제 회수 장치에 있어서, 압력 400mmH₂O의 공기를 유입한 바, 플로우트 밸브(23)가 닫히고 비중 불리기(8)로의 공기의 유입을 차단하고, 급격한 내압 상승에 따른 비중 분리기(8)로의 압력 전파가 회피된다.

그리고, 이 용제 회수 장치에서, 드라이크리닝기에서 배출되는 테트라콜로로 에틸렌을 포함하는 가스를 흡착 처리하는 동시에, 가열 수증기에 공급에 의하여 흡착된 용제의 탈착을 한 바, 물이 혼입되지 않고, 그대로 사용할 수 있는 액상 테트라클로로 에틸렌이 회수되었다. 또 프레온-113을 포함한 가스를 상기와 같이 흡착처리 및 탈착 처리를 한 바, 물이 혼입되지 않고, 그대로 재이용할 수 있는 액상 프레온-113이 회수되었다. 이들 사실에서 1탑식 용제 회수 장치에서도 비중 분리에 악영향을 미치지 않고 물과 액상 용제와의 비중 분리를 확실히 양호하게 할 수 있음이 분명해졌다.

그리고, 상기 가스 흡착 엘리먼트는 섬유상, 입자상, 덩어리상의 활성탄, 바람직하게는 흡착 속도 및 흡착능의 큰 활성 탄소 섬유로 구성할 수 있다.

또, 제8도에 도시한 실시예에서, 가스 공급 송풍기(73)의 흡입측에 재순환관(90)을 접속하는 경우에는, 재순환관(90)이 부압되므로 상기 체크 밸브(92)는 필요치 않다. 또, 재순환관(90)에는 버퍼부(89)에 저류된 가스 성분을 가스 공급관(74)에 재순환시키는 귀한 송풍기를 마련해도 된다. 이 경우에, 재순환관(90)은 가스 공급 송풍기(73)의 하류측의 가스 공급관(74)에 접속된다.

상기 제1도에 도시한 복수의 흡착탑(1a, 1b)을 가진 용제 회수 장치에서, 상기와 같은 용량 가변의 버퍼부를 응축기(7)와 중간 액류부(24)사이에 마련하고, 상기 응축기(7)에서 액화되지 않은 용제 함유 가스를 저류해도 된다.

상기 버퍼부는 압력 변동에 대응하여 용량이 가변하고, 용제 탈착시에 응축기로부터의 가스 성분을 저류할수 있는 것이라면 되고, 캡체의 재료는 신축성도, 비신축성도 무방하다. 버퍼부는 용제에 녹지 않는 연질 시이트제 백(bag)으로 구성되는 것이 바람직하다.

또 버퍼부는 예컨대, 실린더와, 그 실린더 내에서 승강하는 피스톤 등의 미끄럼 동작 부재로 구성해도 된다. 이경우, 미끄럼 동작 부재의 자체 중량을 조정한다거나, 그 미끄럼 동작 부재를 상방에서 하방으로 이동시키는 코일 스프링 등의 스프링을 마련하는 경우에는, 스프링의 압력을 조정함으로써, 실린더 내에 저류되는 가스량이나, 용제 흡착시의 가스 공급관으로의 가스의 귀환 속도를 조정해도 된다.

또, 미끄럼 동작 부재를 전동 모터, 에어 실린더 등의 구동기구에, 실린더 내에서 미끄럼 동작을 할 수 있게 연결하고, 용제 탈착시에 소정의 타이밍으로 구동 기구를 작동시켜 가스의 흡인을 개시하고, 용제의 흡착시에 소정의 타이밍으로 구동 기구를 작동시켜 가스 배출을 개시해도 된다.

본 고안의 용제 회수 장치는, 화학 공장, 크리닝업 등에서 유기 용제를 회수하는 경우 등의 각종 용도에 적용이 가능하다.

Claims (12)

1. 가스 흡착용 엘리먼트가 마련되고, 또한, 자유로이 개폐되는 배기부를 가진 흡착탑에 용제 함유 가스를 공급하는 가스 공급관과, 용제 탈착용인 가열 수증기를 공급하는 수증기 공급관과, 탈착된 용제를 회수하기 위한 용제 회수관이 접속되어 있는 동시에, 상기 용제 회수관에는 상기 가스 흡착용 엘리먼트에서 탈착된 용제를 함유하는 용제 함유 가스를 냉각하여 액화하는 응축기와, 상기 응축기에서 배출되는 액을 비중 분리하여 액상용제를 회수하는 비중 분리기가 마련되어 있는 용제 회수 장치에 있어서,

   상기 응축기와 비중 분리기 사이에 설정량 이상의 액이 저류되었을 때, 자동적으로 열려 상기의 액을 상기 비중 분리기로 흐르게하는 밸브를 구비한 중간 액류부가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 용제 회수 장치.
2. 제1항에 있어서,

   가스 흡착용 엘리먼트는 활성 탄소 섬유로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 용제 회수 장치.
3. 제1항에 있어서,

   밸브는 중간 액류부에 설정량 이상의 액이 저류되었을 때 그 부력에 의해 열리는 플로우트 밸브인 것을 특징으로 하는 용제 회수 장치.
4. 제3항에 있어서,

   플로우트 밸브는 액의 부력으로 상승하는 플로우트 밸브체와 그 플로우트 밸브체를 닫는 위치에서 받아 멈춰 지지하는 밸브 시이트로 구성되고, 또, 상기 플로우트 밸브체와 상기 밸브 시이트사이에는 상기 플로우트 밸브체가 닫히는 위치에 있는 상태에서 미소량의 액을 흐르게 하는 유체 통로가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 용제 회수 장치.
5. 제1항에 있어서,

   비중 분리기는 중간 액류부와 연통한 케이싱과, 상기 케이싱을 하부에서 서로 연통한 공간으로 구획하는 간막이벽과, 상기 중간 액류부와 연통한 공간의 상기 간막이벽의 상부에 형성된 수액부와, 상기 수액부에 형성된 배액구와 상기 수액부와 반대측 공간의 케이싱에 형성된 유출부로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 용제 회수장치;
6. 제1항에 있어서,

   중간 액류부의 위쪽과, 가스 공급 송풍기의 상류측의 가스 공급관이 재순환관으로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 용제 회수 장치.
7. 제1항에 있어서,

   용제 함유 가스 중의 용제의 가스 흡착 엘리먼트에 의한 흡착과 상기 가스 흡착 엘리먼트에 흡착된 용제의 탈착이 교제로 행해지는 복수의 흡착탑을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 용제 회수 장치.
8. 제7항에 있어서,

   응축기와 중간 액류부사이에 상기 응축기에서 액화되지 않은 용제 함유 가스를 저류하는 용량 가변의 버퍼부가 설치되어 있는 것과 동시에, 상기 버퍼부는 재순환관을 개제하여 가스 공급관에 마련된 가스 공급 송풍기의 흡입측에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 용제 회수 장치.
9. 제1항에 있어서,

   용제 함유 가스중의 용제의 가스 흡착 엘리먼트에 의한 흡착과, 상기 가스 흡착 엘리먼트에 흡착된 용제의 탈착이 교대로 행해지는 하나의 흡착탑을 가진 것을 특징으로 하는 용제 회수 장치.
10. 제9항에 있어서,

    응축기와 중간 액류부사이에 상기 응축시에서 액화되지 않은 용제 함유 가스를 저류하는 용량 가변의 버퍼부가 마련되어 있는 동시에, 상기 버퍼부는 재순환관을 개재하여 가스 공급관에 마련된 가스 공급 송풍기의 흡입측에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 용제 회주 장치.
11. 제9항에 있어서,

    응축기와 중간 액류부와의 사이에 상기 응축기에서 액화되지 않은 용제 함유 가스를 저류하는 용량 가변의 버퍼부가 마련되어 있는 동시에, 상기 버퍼부는 상기 버퍼부에 저류된 용제 함유 가스를 상기 흡착탑에 재순환시키는 귀환 송풍기가 마련된 재순환관을 개재하여 가스 공급관에 마련된 가스 공급 송풍기의 하류측에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 용제 회수 장치.
12. 제8항, 10항 또는 11항에 있어서,

    용량 가변의 버퍼부는 용제에 녹지 않는 연필 시이트제의 백으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 용제 회수장치.