KR102241117B1 - System and method for condensing Toxic Gas - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유해가스 응축시스템 및 응축방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유해가스 내의 비응축성가스를 혼입량을 측정하는 혼입량 측정부; 상기 유해가스 내에 포함된 비응축성가스를 제거하는 비응축성가스 제거부; 및 상기 비응축성가스가 제거된 유해가스를 냉각하여 응축하는 응축장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유해가스 응축시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a noxious gas condensation system and a condensation method, and more particularly, a mixed amount measuring unit for measuring the amount of mixed non-condensable gas in the noxious gas; A non-condensable gas removal unit for removing non-condensable gas contained in the harmful gas; And a condensing device for cooling and condensing the harmful gas from which the non-condensable gas has been removed.
Description
본 발명은 유해가스 응축시스템 및 응축방법에 관한 것이다.The present invention relates to a noxious gas condensation system and a condensation method.
발포 공정은 경량화, 단열성 부여, 완충성 부여, 휨 방지 등을 목적으로 수행되며, 발포 성형이라고도 한다. 수지로는 발포스티렌, 폴리우레탄, 폴리 올레핀 등이 많이 이용되고 있고, 저발포 제품(1-3 배 배율), 고발포 제품(40-50배 배율)이 있다.The foaming process is performed for the purpose of reducing weight, imparting heat insulating properties, imparting buffering properties, and preventing warpage, and is also referred to as foam molding. As resins, expanded styrene, polyurethane, and polyolefin are widely used, and there are low-foaming products (1-3 times magnification) and high-foaming products (40-50 times magnification).
발포 공정은 고분자 수지와 다종의 화합물이 혼합된 발포제가 압출기(extruder)에 주입되어 고온, 고압 상태를 거치면서 혼합 및 용융이 진행된다.In the foaming process, a foaming agent in which a polymer resin and various compounds are mixed is injected into an extruder, and mixing and melting are performed while passing through a high temperature and high pressure state.
고분자 수지가 충분히 용융되고 발포제와 완전히 혼합되는 과정을 거친 후 압출기에서 토출되어 수지와 발포제의 혼합물은 상부 및 하부에 설치된 금속판에 의하여 두께와 너비가 결정되는 과정을 거치면서 성형과정이 진행되게 된다.After the polymer resin is sufficiently melted and completely mixed with the foaming agent, it is discharged from the extruder, and the mixture of the resin and the foaming agent undergoes a process in which the thickness and width of the resin and the foaming agent are determined by metal plates installed at the upper and lower parts, and the molding process proceeds.
이때, 토출 과정에서 압출기의 토출부에 형성된 상부판 및 하부판 사이의 간격이 유지되는 측면으로 다량의 발포제가 가스 형태로 배출되는데, 현재 사용되고 있는 발포제의 대부분은 불화가스(클로로플루오로카본(CFC), 하이드로클로로플루오로카본(HCFC), 하이드로플루오로카본(HFC) 등) 계열이므로 오존층 파괴물질로서 지구 온난화를 가속시킬 수 있는 물질이 대기 중으로 배출되게 된다. 따라서, 발포 공정 시 발생하는 발포 가스를 회수하는 공정이 필수적이다.At this time, a large amount of blowing agent is discharged in the form of gas to the side where the gap between the upper plate and the lower plate formed in the discharge part of the extruder is maintained during the discharge process, and most of the currently used blowing agents are fluorinated gas (chlorofluorocarbon (CFC)). , Hydrochlorofluorocarbon (HCFC), hydrofluorocarbon (HFC), etc.), so substances that can accelerate global warming as ozone depleting substances are discharged into the atmosphere. Therefore, a process of recovering the foaming gas generated during the foaming process is essential.
일반적으로 냉매를 사용하는 전자제품, 자동차 에어콘, 냉동장치 등에서 배출되는 폐 냉매는 단일 냉매와 약간의 윤활유가 혼합된 경우가 대부분이며 동일한 성분의 냉매가 기상과 액상으로 공존하는 상황이다.In general, waste refrigerants discharged from electronic products, automobile air conditioners, and refrigeration devices that use refrigerants are mostly mixed with a single refrigerant and a little lubricating oil, and refrigerants of the same component coexist in a gas phase and a liquid phase.
따라서, 기존의 회수 장치를 통하여 포집되는 냉매에는 공기의 혼입이 적고 냉매의 액상과 기상이 공존하는 낮은 온도로 발생되고 있다.Accordingly, the refrigerant collected through the conventional recovery device is less mixed with air and is generated at a low temperature in which the liquid phase of the refrigerant and the gas phase coexist.
그러나, 발포 공정의 압출기(extruder) 토출부에서 발생하는 발포가스(다 종의 불화가스와 공기의 혼합물)는 온도가 높고 다 종의 불화가스가 혼합되어 있으며 수분과 불응축 가스인 공기 등이 혼합된 상태이다. However, the foaming gas (mixture of various types of fluorinated gas and air) generated from the discharge part of the extruder of the foaming process is high in temperature, and various types of fluorinated gas are mixed, and moisture and air, which is a non-condensable gas, are mixed. Is in a state.
따라서 이러한 공기 등과 같은 불응축 가스를 포함하고 있는 불화가스를 응축하기 위해 새로운 응축시스템의 개발이 요구되었다. Therefore, development of a new condensation system is required to condense fluorinated gas containing non-condensable gas such as air.
이에, 본 발명자들은(는) 발포 공정 시 발생하여 대기 중으로 배출되는 발포 가스를 응축함으로써 재사용이 가능한 물질로 회수하는 장치 및 방법을 개발하였으며, 발포 공정에서의 오존층 파괴 물질 또는 대기 오염 물질의 배출을 원천적으로 봉쇄할 수 있음을 확인하고 본 발명을 완성하였다.Accordingly, the present inventors have developed an apparatus and method for recovering a reusable material by condensing the foaming gas generated during the foaming process and discharged into the atmosphere, and preventing the discharge of ozone-depleting substances or air pollutants in the foaming process. It was confirmed that it can be blocked at the source, and the present invention was completed.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 실시예에 따르면, 유해가스 내에 혼입된 공기 등과 같은 비응축성가스를 응축기 투입전에 사전에 제거하고, 이러한 비응축성가스의 혼입량을 기초로 압력을 제어하며, 응축기에서 응축되지 않은 불응축가스를 프리쿨러의 냉매로 활용하며, 응축기에서 배출되는 불응축가스의 유량을 기반으로 응축률을 측정하여 측정된 응축률을 기반으로 유량의 흐름율과 냉각매체의 온도, 냉각매체의 유량을 제어하는 유해가스 응축시스템 및 응축방법을 제공하는데 그 목적이 있다. Accordingly, the present invention has been devised to solve the conventional problems as described above, and according to an embodiment of the present invention, non-condensable gases such as air mixed in harmful gases are removed before the condenser is introduced, and such non-condensable gases The pressure is controlled based on the amount of mixed in, and the non-condensed gas that is not condensed in the condenser is used as a refrigerant for the precooler, and the condensation rate is measured based on the measured condensation rate based on the flow rate of the non-condensed gas discharged from the condenser. It is an object of the present invention to provide a condensation system and a condensation method for harmful gases that control the flow rate of the flow rate, the temperature of the cooling medium and the flow rate of the cooling medium.
한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.On the other hand, the technical problems to be achieved in the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems that are not mentioned are clearly to those of ordinary skill in the technical field to which the present invention belongs from the following description. It will be understandable.
본 발명의 제1목적은, 유해가스 내의 비응축성가스를 혼입량을 측정하는 혼입량 측정부; 상기 유해가스 내에 포함된 비응축성가스를 제거하는 비응축성가스 제거부; 및 상기 비응축성가스가 제거된 유해가스를 냉각하여 응축하는 응축장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유해가스 응축시스템으로서 달성될 수 있다. A first object of the present invention is a mixing amount measuring unit for measuring the mixing amount of the non-condensable gas in the noxious gas; A non-condensable gas removal unit for removing non-condensable gas contained in the harmful gas; And a condensing device for cooling and condensing the harmful gas from which the non-condensable gas has been removed.
그리고 상기 비응축성가스 제거부는, 상기 유해가스 내에 포함된 비응축성가스를 분리제거하는 가스분리막 및 상기 유해 가스 내의 비응축성가스를 흡착하는 흡착제 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, the non-condensable gas removal unit may include at least one of a gas separation membrane for separating and removing non-condensable gas contained in the harmful gas and an adsorbent for adsorbing non-condensable gas in the harmful gas.
또한 상기 유해가스를 압축하여 상기 응축장치로 유입시키는 압축기; 상기 응축장치로 유입되는 유해가스의 압력을 조절하는 압력제어밸브; 및 상기 혼입량측정부에서 측정된 값을 기반으로 상기 압축기 및 압력제어밸브 중 적어도 어느 하나를 제어하는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, a compressor for compressing the harmful gas and flowing it into the condensing device; A pressure control valve that controls the pressure of the harmful gas flowing into the condensing device; And a control unit for controlling at least one of the compressor and the pressure control valve based on the value measured by the mixing amount measuring unit.
그리고 상기 응축장치는, 상기 압축기 후단에 구비되어 상기 유해가스 내의 수분, 오일을 제거하는 냉각기와, 상기 냉각기 후단에 구비되어 상기 유해가스를 응축시키는 응축기를 포함하고, 상기 응축기를 통과하여 유해가스를 냉각하여 배출된 냉각매체가 상기 냉각기의 냉각매체로 적용되는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, the condensing device includes a cooler provided at a rear end of the compressor to remove moisture and oil in the harmful gas, and a condenser provided at a rear end of the cooler to condense the harmful gas. It may be characterized in that the cooling medium discharged by cooling is applied as a cooling medium of the cooler.
또한 상기 유해가스는 불화가스인 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, the harmful gas may be characterized in that the fluorinated gas.
그리고 상기 비응축성가스 제거부 전단에 구비되어 유입되는 유해가스 내의 불순물을 제거하는 불순물제거부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. And it may be characterized in that it further comprises an impurity removing unit provided in front of the non-condensable gas removing unit to remove impurities in the introduced harmful gas.
또한 상기 비응축성가스 제거부와 상기 불순물제거부 사이에 구비되어 상기 유해가스를 1차 냉각시키는 프리쿨러를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, a precooler provided between the non-condensable gas removing unit and the impurity removing unit may further include a precooler for primary cooling of the harmful gas.
그리고 상기 응축기 내에 응축되지 않은 불응축가스가 배출되는 배출라인을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. And it may be characterized in that it further comprises a discharge line through which non-condensed non-condensed gas is discharged in the condenser.
또한 상기 배출라인 일측에 구비되어 배출되는 불응축가스의 유량을 기반으로 상기 유해가스의 응축률을 측정하는 응축률 측정부;를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, a condensation rate measuring unit provided on one side of the discharge line and measuring a condensation rate of the harmful gas based on the flow rate of the discharged non-condensable gas may be further included.
그리고 상기 불응축가스를 상기 프리쿨러의 냉각매체로 적용하는 것을 특징으로 할 수 있다. And it may be characterized in that the non-condensable gas is applied as a cooling medium of the precooler.
또한 상기 제어부는 설정된 응축률과 상기 응축률 측정부에서 측정된 값을 기반으로 상기 프리쿨러, 상기 냉각기, 및 상기 응축기 중 적어도 어느 하나의 열교환 변수를 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, the control unit may control at least one heat exchange parameter of the precooler, the cooler, and the condenser based on a set condensation rate and a value measured by the condensation rate measuring unit.
본 발명의 제2목적은, 비응축성가스제거부를 통해 유해가스 내의 비응축성가스를 제거하는 제1단계; 혼입량 측정부에서 유해가스 내의 비응축성가스를 혼입량을 측정하는 제2단계; 압축기가 상기 유해가스를 압축하여 토출시키는 제3단계; 및 압축기에서 토출된 유해가스가 응축장치로 유입되고, 상기 응축장치에서 상기 유해가스를 냉각하여 응축하는 제4단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유해가스 응축방법으로서 달성될 수 있다. A second object of the present invention is a first step of removing the non-condensable gas in the harmful gas through the non-condensable gas removal unit; A second step of measuring the mixing amount of the non-condensable gas in the harmful gas by the mixing amount measuring unit; A third step of compressing and discharging the harmful gas by a compressor; And a fourth step of flowing the harmful gas discharged from the compressor into a condensing device and cooling and condensing the harmful gas in the condensing device.
그리고 제어부가 상기 혼입량측정부에서 측정된 값을 기반으로 상기 압축기 및 압력제어밸브 중 적어도 어느 하나를 제어하여 상기 응축장치로 유입되는 유해가스의 압력을 조절하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. And controlling, by the control unit, at least one of the compressor and the pressure control valve based on the value measured by the mixing amount measuring unit to adjust the pressure of the harmful gas flowing into the condensing device. have.
또한 상기 제4단계는, 상기 압축기 후단에 구비된 냉각기에 의해 상기 유해가스 내의 수분, 오일을 제거하는 단계와, 상기 냉각기 후단에 구비된 응축기에 의해 상기 유해가스를 응축시키는 단계를 포함하며, 상기 응축기를 통과하여 유해가스를 냉각하여 배출된 냉각매체가 상기 냉각기의 냉각매체로 적용되는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, the fourth step includes removing moisture and oil in the harmful gas by a cooler provided at a rear end of the compressor, and condensing the harmful gas by a condenser provided at a rear end of the cooler. It may be characterized in that the cooling medium discharged by cooling the harmful gas through the condenser is applied as the cooling medium of the cooler.
그리고 상기 제1단계 전에 상기 비응축성가스 제거부 전단에 구비된 불순물제거부에 의해 유입되는 유해가스 내의 불순물이 제거되는 단계와, 프리쿨러에 의해 상기 유해가스를 1차 냉각시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. And before the first step, the step of removing impurities in the harmful gas introduced by the impurity removing unit provided in front of the non-condensable gas removing unit, and first cooling the harmful gas by a precooler. It can be characterized by that.
또한 상기 응축기 내에 응축되지 않은 불응축가스는 배출라인을 통해 배출되며, 상기 배출라인 일측에 구비된 응축률측정부가 배출되는 불응축가스의 유량을 기반으로 상기 유해가스의 응축률을 측정하고, 상기 불응축가스를 상기 프리쿨러의 냉각매체로 적용하는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, the non-condensed gas that is not condensed in the condenser is discharged through a discharge line, and a condensation rate measuring unit provided at one side of the discharge line measures the condensation rate of the harmful gas based on the flow rate of the discharged non-condensable gas, and the It may be characterized in that the non-condensable gas is applied as a cooling medium of the precooler.
그리고 상기 제어부가 설정된 응축률과 상기 응축률 측정부에서 측정된 값을 기반으로 상기 프리쿨러, 상기 냉각기, 및 상기 응축기 중 적어도 어느 하나의 열교환 변수를 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, the control unit may control at least one heat exchange parameter of the precooler, the cooler, and the condenser based on a set condensation rate and a value measured by the condensation rate measuring unit.
본 발명의 실시예에 따른 유해가스 응축시스템 및 응축방법에 따르면, 유해가스 내에 혼입된 공기 등과 같은 비응축성가스를 응축기 투입전에 사전에 제거하고, 이러한 비응축성가스의 혼입량을 기초로 압력을 제어하며, 응축기에서 응축되지 않은 불응축가스를 프리쿨러의 냉매로 활용하며, 응축기에서 배출되는 불응축가스의 유량을 기반으로 응축률을 측정하여 측정된 응축률을 기반으로 유량의 흐름율과 냉각매체의 온도, 냉각매체의 유량을 제어할 수 있는 효과를 갖는다. According to the noxious gas condensation system and the condensation method according to an embodiment of the present invention, non-condensable gas such as air mixed in the noxious gas is removed before the condenser is introduced, and the pressure is controlled based on the amount of the non-condensable gas. , The non-condensed gas not condensed in the condenser is used as the refrigerant of the precooler, and the condensation rate is measured based on the flow rate of the non-condensed gas discharged from the condenser. It has the effect of controlling the temperature and the flow rate of the cooling medium.
한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.On the other hand, the effects obtainable in the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art from the following description. I will be able to.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 일실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석 되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 유해가스 응축시스템의 구성도,
도 2a는 본 발명의 실시예에 따른 가스분리막을 이용한 비응축성가스 제거부의 구성도,
도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 흡착제를 적용한 비응축성가스 제거부의 구성도,
도 3은 본 발명의 구체적 실시예에 따른 유해가스 응축시스템의 구성도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 유해가스 응축방법의 흐름도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 제어부의 신호흐름을 나타낸 블록도를 도시한 것이다. The following drawings attached to the present specification illustrate a preferred embodiment of the present invention, and serve to further understand the technical idea of the present invention together with the detailed description of the present invention. It is limited and should not be interpreted.
1 is a configuration diagram of a noxious gas condensation system of the present invention,
2A is a block diagram of a non-condensable gas removal unit using a gas separation membrane according to an embodiment of the present invention;
2B is a block diagram of a non-condensable gas removal unit to which an adsorbent according to an embodiment of the present invention is applied,
3 is a configuration diagram of a noxious gas condensation system according to a specific embodiment of the present invention,
4 is a flowchart of a method for condensing harmful gases according to an embodiment of the present invention
5 is a block diagram showing a signal flow of a controller according to an embodiment of the present invention.
이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.The above objects, other objects, features, and advantages of the present invention will be easily understood through the following preferred embodiments related to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided so that the disclosed content may be thorough and complete, and the spirit of the present invention may be sufficiently conveyed to those skilled in the art.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.In the present specification, when a component is referred to as being on another component, it means that it may be formed directly on the other component or that a third component may be interposed therebetween. In addition, in the drawings, the thickness of the components is exaggerated for effective description of the technical content.
본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 예를 들면, 직각으로 도시된 영역은 라운드지거나 소정 곡률을 가지는 형태일 수 있다. 따라서 도면에서 예시된 영역들은 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서의 다양한 실시예들에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.Embodiments described herein will be described with reference to cross-sectional views and/or plan views, which are ideal exemplary views of the present invention. In the drawings, thicknesses of films and regions are exaggerated for effective description of technical content. Therefore, the shape of the exemplary diagram may be modified by manufacturing technology and/or tolerance. Accordingly, embodiments of the present invention are not limited to the specific form shown, but also include a change in form generated according to the manufacturing process. For example, the area shown at a right angle may be rounded or may have a shape having a predetermined curvature. Accordingly, regions illustrated in the drawings have properties, and the shapes of regions illustrated in the drawings are for exemplifying a specific shape of the region of the device and are not intended to limit the scope of the invention. In various embodiments of the present specification, terms such as first and second are used to describe various elements, but these elements should not be limited by these terms. These terms are only used to distinguish one element from another element. The embodiments described and illustrated herein also include complementary embodiments thereof.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terms used in the present specification are for describing exemplary embodiments and are not intended to limit the present invention. In this specification, the singular form also includes the plural form unless specifically stated in the phrase. As used in the specification, "comprises" and/or "comprising" does not exclude the presence or addition of one or more other components.
아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서, 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는데 있어 별 이유 없이 혼돈이 오는 것을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.In describing the specific embodiments below, a number of specific contents have been prepared to explain the invention in more detail and to aid understanding. However, a reader who has knowledge in this field enough to understand the present invention can recognize that it can be used without these various specific contents. In some cases, it is mentioned in advance that parts that are commonly known in describing the invention and are not largely related to the invention are not described in order to prevent confusion without any reason in describing the invention.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 유해가스 응축시스템(100)의 구성 및 기능에 대해 설명하도록 한다. 도 1은 본 발명의 유해가스 응축시스템(100)의 구성도를 도시한 것이다. Hereinafter, the configuration and function of the noxious
본 발명의 실시예에 따른 유해가스는 불화가스로 구성될 수 있다. 불화가스는 구체적으로 탄소(C), 불소(F), 염소(Cl), 수소(H) 원자들로 구성되는 다양한 분자들일 수 있다. 또한 일례로, 클로로플루오로카본(CFCs), 하이드로클로로플루오로카본(HCFCs) 및 하이드로플루오로카본(HFCs) 등일 수 있다. 또한, 이러한 불화가스는 발포 공정에서 발생되는 가스일 수 있으며, 발포 공정에서 사용되는 대표적인 가스로는 R-22, R-142b, R-141b, R134a 등(여기서, R은 냉매를 표시함)이 있다. 이와 더불어 발포 공정은 대기 중에서 수행되기 때문에 상기 불화 가스는 수분 및 불응축 가스인 공기를 포함하고 있다.The noxious gas according to the embodiment of the present invention may be composed of fluorinated gas. The fluorinated gas may specifically be various molecules composed of carbon (C), fluorine (F), chlorine (Cl), and hydrogen (H) atoms. Also, for example, it may be chlorofluorocarbons (CFCs), hydrochlorofluorocarbons (HCFCs), and hydrofluorocarbons (HFCs). In addition, such fluorinated gas may be a gas generated in the foaming process, and representative gases used in the foaming process include R-22, R-142b, R-141b, R134a, etc. (where R denotes a refrigerant). . In addition, since the foaming process is performed in the atmosphere, the fluorinated gas contains moisture and air, which is a non-condensable gas.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 유해가스 응축시스템(100)은 불화가스 내의 비응축성가스를 혼입량을 측정하는 혼입량 측정부(30)와, 불화가스 내에 포함된 비응축성가스를 제거하는 비응축성가스 제거부(20)와, 비응축성가스가 제거된 불화가스를 냉각하여 응축하는 응축장치(50)를 포함하여 구성될 수 있음을 알 수 있다. As shown in Fig. 1, the noxious
그리고 압축기(40)는 불화가스를 압축하여 응축장치(50)로 유입시키도록 구성되며, 압력제어밸브(71)는 응축장치(50)로 유입되는 유해가스의 압력을 조절하도록 구성된다. In addition, the
그리고 제어부(70)는 혼입량측정부(30)에서 측정된 값을 기반으로 압축기(40) 및 압력제어밸브(71) 중 적어도 어느 하나를 제어하여 응축장치(50)로 유입되는 불화가스의 압력을 조절하게 된다. And the
또한, 본 발명의 실시예에 따른 비응축성가스 제거부(20)는, 불화가스 내에 포함된 비응축성가스를 분리제거하는 가스분리막(22)을 갖는 가스분리장치(21) 및 불하 가스 내의 비응축성가스를 흡착하는 흡착제(24)를 갖는 기체흡착장치(23) 중 적어도 어느 하나로 구성될 수 있다. In addition, the non-condensable
바람직하게는 가스분리막(22)을 갖는 가스분리장치(21)에 의해 공기 등과 같은 비응축성가스를 제거, 분리한 후, 연속적으로 기체흡착장치(23)를 통해 불화가스 내에 잔존하는 소량의 비응축성가스를 흡착하여 제거하도록 구성된다. Preferably, after removing and separating non-condensable gas such as air by a
도 2a는 본 발명의 실시예에 따른 가스분리막(22)을 이용한 비응축성 가스제거부(20)의 구성도를 도시한 것이다. 이러한 가스분리막(22)을 갖는 가스분리장치(21)에 의해 비응축성 가스가 제거된다. 가스분리장치(21)의 가스 분리막(22)의 구체적인 구성, 재료는 한정되지 않는다. 예를 들어, 폴리이미드, 폴리 메타크릴산 메틸, 실록산계 고분자, 폴리에스테르, 폴리에테르, 또는 유기고분자 막, 글래스 멤브레인, 금속화합물막, 또는 그것들의 복합재료로부터 이루어지는 막 등으로 구성될 수 있다. 2A is a block diagram of a non-condensable
또한, 가스분리막(22)에 의한 압력강하는 방지하기 위해, 본 발명의 실시예에 따른 가스분리막(22)은 도 2a에 도시된 바와 같이, 평면방향이 불화가스의 유동방향과 평행하도록 배치될 수 있을 알 수 있다. In addition, in order to prevent the pressure drop due to the
그리고 가스분리장치(21)를 거친 불화가스 내의 소량의 잔존하는 비응축성 가스를 제거하기 위해 기체흡착장치(23)를 더 포함할 수 있다. In addition, a
도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 흡착제(24)를 적용한 비응축성가스 제거부(20)의 구성도를 도시한 것이다. 이러한 기체흡착장치(23) 내에 다수의 흡착제(24)가 충진되어 이러한 흡착제(24)를 통과하면서 비응축성가스가 흡착되어 제거되게 된다. 흡착제(24)는 예를 들어 알루미노 규산염을 주성분으로 하는 제올라이트 등으로 구성될 수 있다. 2B is a block diagram of a non-condensable
도 3은 본 발명의 구체적 실시예에 따른 유해가스 응축시스템(100)의 구성도를 도시한 것이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 응축장치(50)는, 압축기(40) 후단에 구비되어 불화가스 내의 수분, 압축기(40)에서 토출된 오일 등을 제거하는 냉각기(51)와, 냉각기(51) 후단에 구비되어 불화가스를 응축시키는 응축기(52)를 포함하여 구성됨을 알 수 있다. 그리고 응축기(52)를 통과하여 유해가스를 냉각하여 배출된 냉각매체는 냉각기(51)의 냉각매체로 적용되게 된다. 응축기(52)에서 응축되지 않은 불응축가스는 배출라인(60)을 통해 배출되어 분해장치로 유입되게 된다. 3 is a block diagram of a noxious
또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 비응축성가스 제거부(20) 전단에 불순물제거부(10)가 구비되어 유입되는 불화가스 내의 고체이물질, 타르 등의 불순물을 제거하도록 구성됨을 알 수 있다. In addition, as shown in FIG. 3, it can be seen that the
그리고 본 발명의 실시예에 따른 유해가스 응축시스템(100)은 도 3에 도시된 바와 같이, 비응축성가스 제거부(20)와 불순물제거부(10) 사이에 프리쿨러(11)가 구비되어 불화가스를 1차 냉각, 사전냉각시키고 수분을 1차 제거하도록 구성될 수 있다. In addition, the noxious
또한, 응축기(52) 내에 응축되지 않은 불응축가스는 배출라인(60)을 통해 배출되어 분해장치로 투입되며, 이러한 배출라인(60) 일측에 유량계 등으로 구성된 응축률 측정부(61)가 구비되어 배출되는 불응축가스의 유량을 기반으로 불화가스의 응축률을 측정하도록 구성될 수 있다. In addition, the non-condensed gas that is not condensed in the
그리고 배출라인(60)을 통해 배출되는 불응축가스는 약 -30 ~ -40도 정도로서 이러한 불응축가스를 앞서 언급한 프리쿨러(11)의 냉각매체로 활용하게 된다. In addition, the non-condensable gas discharged through the
그리고 제어부(70)는 설정된 응축률과 응축률 측정부(61)에서 측정된 값을 기반으로 프리쿨러(11), 냉각기(51), 및 응축기(52) 중 적어도 어느 하나의 열교환 변수를 제어하도록 구성된다. 즉, 측정된 응축률을 기반으로 불화가스의 유량과 압력, 그리고 냉각매체의 온도와, 유량을 제어하게 된다. In addition, the
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 유해가스 응축방법에 대해 설명하도록 한다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 유해가스 응축방법의 흐름도를 도시한 것이다. 그리고 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 제어부(70)의 신호흐름을 나타낸 블록도를 도시한 것이다. Hereinafter, a method for condensing harmful gases according to an embodiment of the present invention will be described. 4 is a flowchart illustrating a method for condensing harmful gases according to an embodiment of the present invention. And Figure 5 shows a block diagram showing the signal flow of the
먼저 불순물제거부(10)에 의해 유입되는 불화가스 내의 고체이물질, 타르 등과 같은 불순물을 제거하게 된다(S1). First, impurities such as solid foreign substances and tar in the fluorinated gas introduced by the
그리고 프리쿨러(11)에 의해 불화가스를 1차 냉각시키고, 1차 수분을 제거한다(S2). 앞서 언급한 바와 같이, 프리쿨러(11)는 응축기(52)에서 응축되지 않은 약 - 30 ~ -40도 정도의 불응축가스를 냉각매체로 활용한다. Then, the fluorinated gas is first cooled by the
그리고 비응축성가스 제거부(20)를 통해 유해가스 내의 비응축성가스를 제거하게 된다(S3). 앞서 언급한 바와 같이, 비응축성가스 제거부(20)는 가스분리막(22)을 포함하는 가스분리장치(21)와, 흡착제(24)가 충진된 기체흡착장치(23) 등으로 구성될 수 있다. In addition, the non-condensable gas in the harmful gas is removed through the non-condensable gas removal unit 20 (S3). As mentioned above, the non-condensable
그리고 혼입량 측정부(30)에서 불화가스 내의 비응축성가스를 혼입량을 측정하게 된다(S4). 제어부(70)는 이러한 혼입량측정부(30)에서 측정된 값을 기반으로 압축기(40) 및 압력제어밸브(71) 중 적어도 어느 하나를 제어하여 응축장치(50)로 유입되는 유해가스의 압력을 조절하게 된다. In addition, the mixing
그리고 압축기(40)에서 불화가스를 압축하여 응축장치(50) 측으로 토출시키게 된다(S5). In addition, the fluorinated gas is compressed by the
압축기(40)에서 토출된 유해가스가 응축장치(50)로 유입되고, 응축장치(50)에서 유해가스를 냉각하여 응축하게 된다. The harmful gas discharged from the
즉, 압축기(40) 후단에 구비된 냉각기(51)에 의해 불화가스 내의 수분, 오일을 제거하고(S6), 냉각기(51) 후단에 구비된 응축기(52)에 의해 불화가스를 응축시키게 된다(S7). 이때 응축기(52)를 통과하여 불화가스를 냉각하여 배출된 냉각매체가 냉각기(51)의 냉각매체로 적용되게 된다. That is, water and oil in the fluorinated gas are removed by the cooler 51 provided at the rear end of the compressor 40 (S6), and the fluorinated gas is condensed by the
그리고 응축기(52) 내에 응축되지 않은 불응축가스는 배출라인(60)을 통해 배출되어 분해 장치로 투입되게 된다. In addition, the non-condensed gas that is not condensed in the
또한, 배출라인(60) 일측에 구비된 응축률측정부(61)가 배출되는 불응축가스의 유량을 기반으로 유해가스의 응축률을 측정하고, 앞서 언급한 바와 같이, 이러한 불응축가스는 프리쿨러(11)의 냉각매체로 적용되게 된다. In addition, the condensation
그리고 제어부(70)는 설정된 응축률과 응축률측정부(61)에서 측정된 값을 기반으로 프리쿨러(11), 냉각기(51), 및 응축기(52) 중 적어도 어느 하나의 열교환 변수를 제어하도록 구성된다. And the
또한, 상기와 같이 설명된 장치 및 방법은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.In addition, the above-described apparatus and method are not limitedly applicable to the configuration and method of the above-described embodiments, but all or part of each of the embodiments may be selectively combined so that various modifications may be made to the above-described embodiments. It can also be configured.
10:불순물제거부
11:프리쿨러
20:비응축성가스 제거부
21:가스분리장치
22:가스분리막
23:기체흡착장치
24:흡착제
30:혼입량 측정부
40:압축기
50:응축장치
51:냉각기
52:응축기
60:배출라인
61:응축률측정부
70:제어부
71:압력제어밸브
100:유해가스 응축시스템10: impurity removal unit
11: pre-cooler
20: non-condensable gas removal unit
21: gas separation device
22: gas separation membrane
23: gas adsorption device
24: adsorbent
30: mixing amount measurement unit
40: compressor
50: condensing device
51: cooler
52: condenser
60: discharge line
61: condensation rate measurement unit
70: control unit
71: pressure control valve
100: Hazardous gas condensation system
Claims (17)
상기 유해가스 내에 포함된 비응축성가스를 제거하는 비응축성가스 제거부; 및
상기 비응축성가스가 제거된 유해가스를 냉각하여 응축하는 응축장치;
상기 유해가스를 압축하여 상기 응축장치로 유입시키는 압축기;
상기 응축장치로 유입되는 유해가스의 압력을 조절하는 압력제어밸브; 및
상기 혼입량측정부에서 측정된 값을 기반으로 상기 압축기 및 압력제어밸브 중 적어도 어느 하나를 제어하는 제어부;
상기 비응축성가스 제거부 전단에 구비되어 유입되는 유해가스 내의 불순물을 제거하는 불순물제거부;
상기 비응축성가스 제거부와 상기 불순물제거부 사이에 구비되어 상기 유해가스를 1차 냉각시키는 프리쿨러;
상기 응축장치 내에 응축되지 않은 불응축가스가 배출되는 배출라인; 및
상기 배출라인 일측에 구비되어 배출되는 불응축가스의 유량을 기반으로 상기 유해가스의 응축률을 측정하는 응축률 측정부;를 포함하고,
상기 불응축가스를 상기 프리쿨러의 냉각매체로 적용하며,
상기 제어부는 설정된 응축률과 상기 응축률 측정부에서 측정된 값을 기반으로 상기 프리쿨러, 및 상기 응축장치 중 적어도 어느 하나의 열교환 변수를 제어하는 것을 특징으로 하는 유해가스 응축시스템.
A mixing amount measuring unit for measuring the mixing amount of the non-condensable gas in the noxious gas;
A non-condensable gas removal unit for removing non-condensable gas contained in the harmful gas; And
A condensing device for cooling and condensing the harmful gas from which the non-condensable gas has been removed;
A compressor for compressing the harmful gas and flowing it into the condensing device;
A pressure control valve that controls the pressure of the harmful gas flowing into the condensing device; And
A control unit controlling at least one of the compressor and the pressure control valve based on the value measured by the mixing amount measuring unit;
An impurity removing unit provided in front of the non-condensable gas removing unit to remove impurities in the introduced harmful gas;
A precooler provided between the non-condensable gas removing unit and the impurity removing unit to first cool the harmful gas;
A discharge line through which non-condensed non-condensed gas is discharged in the condensing device; And
Includes; a condensation rate measuring unit provided on one side of the discharge line to measure the condensation rate of the harmful gas based on the flow rate of the discharged non-condensable gas,
Applying the non-condensable gas as a cooling medium of the precooler,
The control unit controls a heat exchange parameter of at least one of the precooler and the condensing device based on a set condensation rate and a value measured by the condensation rate measuring unit.
상기 비응축성가스 제거부는,
상기 유해가스 내에 포함된 비응축성가스를 분리제거하는 가스분리막 및 상기 유해 가스 내의 비응축성가스를 흡착하는 흡착제 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 유해가스 응축시스템.
The method of claim 1,
The non-condensable gas removal unit,
A noxious gas condensation system comprising at least one of a gas separation membrane for separating and removing non-condensable gas contained in the noxious gas and an adsorbent for adsorbing non-condensable gas in the noxious gas.
상기 응축장치는,
상기 압축기 후단에 구비되어 상기 유해가스 내의 수분, 오일을 제거하는 냉각기와, 상기 냉각기 후단에 구비되어 상기 유해가스를 응축시키는 응축기를 포함하고,
상기 응축기를 통과하여 유해가스를 냉각하여 배출된 냉각매체가 상기 냉각기의 냉각매체로 적용되는 것을 특징으로 하는 유해가스 응축시스템.
The method of claim 1,
The condensing device,
A cooler provided at a rear end of the compressor to remove moisture and oil in the harmful gas, and a condenser provided at a rear end of the cooler to condense the harmful gas,
A noxious gas condensation system, characterized in that the cooling medium discharged by cooling the noxious gas through the condenser is applied as a cooling medium of the cooler.
상기 유해가스는 불화가스인 것을 특징으로 하는 유해가스 응축시스템.
The method of claim 1,
The noxious gas condensation system, characterized in that the fluorinated gas.
비응축성가스제거부를 통해 유해가스 내의 비응축성가스를 제거하는 제1단계;
혼입량 측정부에서 유해가스 내의 비응축성가스를 혼입량을 측정하는 제2단계;
압축기가 상기 유해가스를 압축하여 토출시키는 제3단계; 및
압축기에서 토출된 유해가스가 응축장치로 유입되고, 상기 응축장치에서 상기 유해가스를 냉각하여 응축하는 제4단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유해가스 응축방법.
In the noxious gas condensation method using the noxious gas condensation system according to claim 1,
A first step of removing the non-condensable gas in the harmful gas through the non-condensable gas removal unit;
A second step of measuring the mixing amount of the non-condensable gas in the harmful gas by the mixing amount measuring unit;
A third step of compressing and discharging the harmful gas by a compressor; And
And a fourth step of flowing the harmful gas discharged from the compressor into a condensing device, and cooling and condensing the harmful gas in the condensing device.
제어부가 상기 혼입량측정부에서 측정된 값을 기반으로 상기 압축기 및 압력제어밸브 중 적어도 어느 하나를 제어하여 상기 응축장치로 유입되는 유해가스의 압력을 조절하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유해가스 응축방법.
The method of claim 12,
Noxious gas, characterized in that it further comprises the step of controlling the pressure of the harmful gas flowing into the condensing device by controlling at least one of the compressor and the pressure control valve based on the value measured by the mixing amount measuring unit. Condensation method.
상기 제4단계는,
상기 압축기 후단에 구비된 냉각기에 의해 상기 유해가스 내의 수분, 오일을 제거하는 단계와, 상기 냉각기 후단에 구비된 응축기에 의해 상기 유해가스를 응축시키는 단계를 포함하며, 상기 응축기를 통과하여 유해가스를 냉각하여 배출된 냉각매체가 상기 냉각기의 냉각매체로 적용되는 것을 특징으로 하는 유해가스 응축방법.
The method of claim 13,
The fourth step,
And removing moisture and oil in the harmful gas by a cooler provided at a rear end of the compressor, and condensing the harmful gas by a condenser provided at a rear end of the cooler. Noxious gas condensation method, characterized in that the cooling medium discharged by cooling is applied as a cooling medium of the cooler.
상기 제1단계 전에 상기 비응축성가스 제거부 전단에 구비된 불순물제거부에 의해 유입되는 유해가스 내의 불순물이 제거되는 단계와, 프리쿨러에 의해 상기 유해가스를 1차 냉각시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유해가스 응축방법.
The method of claim 14,
Before the first step, the step of removing impurities in the harmful gas introduced by the impurity removing unit provided in the front end of the non-condensable gas removing unit, and first cooling the harmful gas by a precooler. Noxious gas condensation method characterized by.
상기 응축기 내에 응축되지 않은 불응축가스는 배출라인을 통해 배출되며,
상기 배출라인 일측에 구비된 응축률측정부가 배출되는 불응축가스의 유량을 기반으로 상기 유해가스의 응축률을 측정하고, 상기 불응축가스를 상기 프리쿨러의 냉각매체로 적용하는 것을 특징으로 하는 유해가스 응축방법.
The method of claim 15,
Non-condensable gas that is not condensed in the condenser is discharged through a discharge line,
A condensation rate measuring unit provided at one side of the discharge line measures the condensation rate of the harmful gas based on the flow rate of the discharged non-condensable gas, and applies the non-condensed gas as a cooling medium of the precooler. Gas condensation method.
상기 제어부가 설정된 응축률과 상기 응축률 측정부에서 측정된 값을 기반으로 상기 프리쿨러, 상기 냉각기, 및 상기 응축기 중 적어도 어느 하나의 열교환 변수를 제어하는 것을 특징으로 하는 유해가스 응축방법.The method of claim 16,
The method of condensing harmful gas, characterized in that the control unit controls at least one heat exchange parameter of the precooler, the cooler, and the condenser based on a set condensation rate and a value measured by the condensation rate measuring unit.
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