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KR101455635B1 - 휘발성 유기화합물 회수 시스템 - Google Patents

휘발성 유기화합물 회수 시스템 Download PDF

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KR101455635B1
KR101455635B1 KR1020130002887A KR20130002887A KR101455635B1 KR 101455635 B1 KR101455635 B1 KR 101455635B1 KR 1020130002887 A KR1020130002887 A KR 1020130002887A KR 20130002887 A KR20130002887 A KR 20130002887A KR 101455635 B1 KR101455635 B1 KR 101455635B1
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삼성중공업 주식회사
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Abstract

휘발성 유기화합물 회수 시스템이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 휘발성 유기화합물 회수 시스템은 배출라인에 유량센서가 설치되는 원유저장탱크; 원유저장탱크와 연결되어 원유저장탱크에서 발생하는 VOC(휘발성 유기화합물)가스를 압축시키는 압축기; 압축기와 연결되어 압축된 VOC 가스를 응축시키는 제1 응축기; 제1 응축기 및 원유저장탱크와 연결되는 것으로, 응축된 VOC 가스를 원유저장탱크로 회수시키고 응축되지 않은 VOC 가스를 가스터빈 연소기로 공급하는 제1 분리기; 제1 분리기와 연결되어 응축되지 않은 VOC 가스를 연료로 사용하는 가스터빈 연소기; 가스터빈 연소기와 연결되어 가스터빈 연소기에서 발생하는 연소가스로 구동되는 가스터빈; 및 제1 분리기에서 배출되는 응축된 VOC 가스의 일부를 가스터빈 연소기로 공급하는 것으로, 유량센서와 연결되어 응축된 VOC 가스의 유량을 조절하는 유량조절밸브를 구비하는 응축 VOC 가스라인을 포함한다.

Description

휘발성 유기화합물 회수 시스템{VOC RECOVERY SYSTEM}
본 발명은 휘발성 유기화합물 회수 시스템에 관한 것으로, 원유저장탱크 등으로부터 발생하는 휘발성 유기화합물(VOC)의 회수 시스템에 관한 것이다.
원유를 저장하는 원유저장탱크(Crude oil tank)등에서는 상당량의 휘발성 유기 화합물(VOC: volatile organic compounds)이 발생하게 된다. 이러한 휘발성 유기 화합물이 대기 중으로 방출되면 대기 오염을 유발하는 문제가 있으므로, 환경보호를 위하여 휘발성 유기 화합물의 배출을 법적으로 규제하고 있으며, 휘발성 유기 화합물을 배출시키는 산업(이를테면, 석유화학산업)등에서는 상기 휘발성 유기 화합물의 배출 농도를 저감시키려는 노력이 지속적으로 행해지고 있는 실정이다.
한편, 휘발성 유기 화합물은 원유의 유용한 성분을 다량 포함하고 있으므로, 휘발성 유기 화합물의 배출 농도를 저감시키는 노력과는 별개로 휘발성 유기 화합물을 회수하는 노력도 병행하여 행해지고 있다. 특히, 후자의 경우에는 휘발성 유기화합물의 배출량을 크게 줄일 수 있으면서도 에너지 효율성 측면에서 장점을 가지는 바, 많은 연구가 이루어지고 있다.
관련하여, 미국등록특허 제7032390호에서는 휘발성 유기 화합물의 회수 장치에 대하여 개시하고 있다.
특허문헌 1: 미국등록특허 제7032390호(2004.10.07 공개)
본 발명의 실시예들은 휘발성 유기화합물의 회수 효율을 향상시키고 활용성을 개선시킨 휘발성 유기화합물 회수 시스템을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 배출라인에 유량센서가 설치되는 원유저장탱크; 상기 원유저장탱크와 연결되어 상기 원유저장탱크에서 발생하는 VOC(휘발성 유기화합물)가스를 압축시키는 압축기; 상기 압축기와 연결되어 상기 압축된 VOC 가스를 응축시키는 제1 응축기; 상기 제1 응축기 및 원유저장탱크와 연결되는 것으로, 응축된 상기 VOC 가스를 상기 원유저장탱크로 회수시키고 응축되지 않은 상기 VOC 가스를 하기 가스터빈 연소기로 공급하는 제1 분리기; 상기 제1 분리기와 연결되어 상기 응축되지 않은 VOC 가스를 연료로 사용하는 가스터빈 연소기; 상기 가스터빈 연소기와 연결되어 상기 가스터빈 연소기에서 발생하는 연소가스로 구동되는 가스터빈; 및 상기 제1 분리기에서 배출되는 상기 응축된 VOC 가스의 일부를 상기 가스터빈 연소기로 공급하는 것으로, 상기 유량센서와 연결되어 상기 응축된 VOC 가스의 유량을 조절하는 유량조절밸브를 구비하는 응축 VOC 가스라인을 포함하는 휘발성 유기화합물 회수 시스템이 제공될 수 있다.
또한, 상기 제1 분리기와 일측이 연결되고, 상기 원유저장탱크와 타측이 연결되어 상기 응축된 VOC 가스를 수용하는 보조 탱크를 더 포함하고, 상기 응축 VOC 가스라인은 상기 보조 탱크의 배출라인으로부터 상기 가스터빈 연소기까지 설치될 수 있다.
또한, 상기 제1 분리기와 연결되어 상기 응축되지 않은 VOC 가스를 2차적으로 응축시키는 제2 응축기; 및 상기 제2 응축기 및 보조탱크와 연결되는 것으로, 2차적으로 응축된 VOC 가스를 상기 보조탱크로 공급하고 2차적으로 응축되지 않은 VOC 가스를 상기 가스터빈 연소기로 공급하는 제2 분리기를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 보조 탱크로부터 상기 압축기의 유입라인까지 설치되는 것으로, 상기 보조 탱크로부터 발생하는 VOC 가스를 상기 압축기의 유입라인으로 공급하는 보조라인을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 가스터빈의 출구측에 설치되어 상기 가스터빈의 잉여열 또는 폐열을 회수하는 폐열회수장치를 더 포함할 수 있다.
이 때, 상기 폐열회수장치는 HRSG(heat recovery steam generator), 흡수식 냉동기, 유기랭킨싸이클(ORC; organic rankine cycle) 또는 열전모듈일 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 본 발명의 일 측면에 따른 유기화합물 회수 시스템을 포함하는 선박이 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예들은 응축되지 않은 휘발성 유기화합물 가스를 가스터빈 구동에 이용하고, 응축된 휘발성 유기화합물 가스를 원유저장탱크로 회수함으로써 에너지 효율을 향상시키고 활용성을 높일 수 있다.
또한, 응축된 휘발성 유기화합물 가스를 경우에 따라 가스터빈 구동에 이용함으로써 보다 원활한 시스템 운용이 가능하다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 휘발성 유기화합물 회수 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 휘발성 유기화합물 회수 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 휘발성 유기화합물 회수 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대하여 구체적으로 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 휘발성 유기화합물 회수 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 휘발성 유기화합물 회수 시스템은 원유저장탱크(110), 압축기(120), 제1 응축기(131), 제1 분리기(141), 가스터빈 연소기(160) 및 가스터빈(170)이 직렬적으로 연결된다. 또한, 제1 분리기(141)는 원유저장탱크(110)와 연결되는 배출라인을 구비하며, 상기 배출라인에는 분기되어 가스터빈 연소기(160)와 연결되는 응축 VOC 가스라인(150)이 추가적으로 설치된다.
상기 나열한 각 구성의 연결은 모두 유체를 이송하는 적어도 하나 이상의 이송 라인(이송 라인은 상기 각 구성으로 유체를 유입시키는 유입라인과, 상기 각 구성에서 유체를 배출시키는 배출라인으로 구분될 수 있음)을 이용하여 이루어질 수 있으며, 상기 이송 라인에는 상기 이송 라인 내에 흐르는 유체의 양을 조절하기 위한 제어 밸브(미도시)가 적어도 하나 이상 설치되어 있을 수 있다. 또한, 상기 이송 라인에는 상기 이송 라인 내에 흐르는 유체의 양 및 흐름속도를 조절하기 위한 펌프(이를 테면, 흡기펌프 또는 배기펌프 등)가 적어도 하나 이상 설치되어 있을 수 있다.
원유저장탱크(110)는 원유를 수용하고, 상기 원유로부터 발생하는 휘발성 유기화합물(volatile organic compounds, 이하에서는 VOC라고 칭하기로 함) 가스를 수용한다. VOC 가스는 상기 원유에서 발생하여 원유의 상측에 분포한다. 원유저장탱크(110)의 배출라인(111)에는 유량센서(112)가 설치된다. 유량센서(112)는 VOC의 유량을 측정하는 기능을 하는 것으로 통상적으로 사용되는 FIG(Flow Indicator Controller)가 이용될 수 있다. 유량센서(112)는 응축 VOC 가스라인(150)에 구비된 유량조절밸브(151)와 유선 또는 무선으로 연결될 수 있으며, 이에 대해서는 후술하기로 한다.
압축기(120)는 일측이 원유저장탱크(110)와 연결되고, 타측이 제1 응축기(131)와 연결된다. 압축기(120)는 원유저장탱크(110)로부터 발생된 VOC 가스를 고온 및 고압으로 압축시킨 후에, 다시 제1 응축기(131)로 이송시키는 기능을 한다. 이러한 압축기(120)는 일반적인 기계적 장치이므로 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
제1 응축기(131)는 일측이 압축기(120)와 연결되고, 타측이 제1 분리기(141)와 연결된다. 제1 응축기(131)는 압축기(120)에서 압축되어 이송된 VOC 가스를 냉각해 응축 변화시킨 후에, 제1 분리기(141)로 이송시키는 기능을 한다. 이러한 제1 응축기(131)는 일반적인 기계적 장치이므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
한편, 압축기(120) 및 제1 응축기(131)를 거친 모든 VOC 가스가 응축되어 액화되는 것은 아닐 수 있다. 따라서, 본 명세서에서는 응축된 VOC 가스와 응축되지 않은 VOC 가스를 구분하여 기재하도록 한다. 이하에서는 제1 응축기(131)를 거친 VOC 가스 중에서 응축된 VOC 가스(A)를 "응축 VOC 가스(A)"라고 칭하고, 응축되지 않은 VOC 가스(B)를 "비응축 VOC 가스(B)"라고 칭하기로 한다.
제1 분리기(141)는 일측이 제1 응축기(131)와 연결되고, 타측은 가스터빈 연소기(160)와 원유저장탱크(110)에 각각 연결된다. 제1 분리기(141)는 제1 응축기(131)에서 배출된 응축 VOC 가스(A) 및 비응축 VOC 가스(B)를 모두 수용하고, 응축 VOC 가스(A) 및 비응축 VOC 가스(B)를 분리하여 배출한다. 응축 VOC 가스(A)는 액체 상태이고 비응축 VOC 가스(B)는 기체 상태이므로, 제1 분리기(141)는 2상(two phase) 분리기 일 수 있다. 이러한 제1 분리기(141)는 일반적인 기계적 장치이므로 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
제1 분리기(141)에서 배출되는 응축 VOC 가스(A)는 다시 원유저장탱크(110)로 공급된다. 따라서, 원유저장탱크(110)에서 발생된 VOC 가스가 압축기(120), 제1 응축기(131) 및 제1 분리기(141)를 거쳐 액화된 후에 다시 원유저장탱크(110)에서 회수될 수 있다. 그리고 제1 분리기(141)에서 배출되는 비응축 VOC 가스(B)는 가스터빈 연소기(160)로 공급되어, 가스터빈(170)의 구동원으로 사용된다.
한편, 제1 분리기(141)에서 배출되는 응축 VOC 가스(A)는 제1 분리기(141)와 원유저장탱크(110) 사이를 연결하는 배출라인(미표기)을 통해 이송되는데, 이 때 상기 배출라인으로부터 분기되어 가스터빈 연소기(160)로 연결되는 응축 VOC 가스라인(150)이 설치될 수 있다.
응축 VOC 가스라인(150)은 제1 분리기(141)에서 배출되는 응축 VOC 가스(A)를 필요에 가스터빈 연소기(160)로 공급하는 역할을 한다. 예컨대, VOC 발생량이 증대하여 전체 시스템에 부하가 커지는 경우에는 가스터빈(170) 구동을 보다 활발하게 할 필요성이 있다. 이 때 가스터빈(170)의 구동원으로 작용하는 비응축 VOC 가스(B)만으로는 필요한 만큼 가스터빈(170)을 구동시키는데에 적당하지 않을 수 있다. 따라서, 임시적으로 응축 VOC 가스라인(150)을 통해 응축 VOC 가스(A)를 가스터빈 연소기(160)로 공급하여 가스터빈(170) 구동원을 보충할 수 있다.
즉, 응축 VOC 가스라인(150)은 특정한 경우에 응축 VOC 가스(A)를 가스터빈 연소기(160)로 공급하기 위해 설치되는 것이며, 이를 위하여 응축 VOC 가스라인(150)에는 응축 VOC 가스(A)의 유량을 조절하는 유량조절밸브(151)가 설치될 수 있다.
이 때, 유량조절밸브(151)는 원유저장탱크(110)의 배출라인(111)에 설치되는 유량센서(112)와 유선 또는 무선으로 연결될 수 있다(도 1에서는 무선으로 연결된 경우를 도시하였음을 밝혀둠). 그리고 유량센서(112)에서 감지하는 VOC 가스 유량에 따라 유량조절밸브(151)는 응축 VOC 가스라인(150)을 흐르는 응축 VOC 가스(A)의 유량을 조절할 수 있다. 예를 들어, 유량센서(112)에서 VOC 가스 유량이 기준치 이상으로 감지되는 경우에는 가스터빈(170) 구동을 보다 활발하게 하기 위하여 유량조절밸브(151)가 개방되어 응축 VOC 가스라인(150)을 따라 응축 VOC 가스(A)의 일부가 가스터빈 연소기(160)로 공급될 수 있다(나머지 응축 VOC 가스(A)는 원유저장탱크(110)로 회수됨).
가스터빈 연소기(160)는 일측이 제1 분리기(141)와 연결되고, 타측은 가스터빈(170)과 연결된다. 가스터빈 연소기(160)는 제1 분리기(141)에서 이송된 비응축 VOC 가스(B)에 연료를 분산해서 연소시킴으로써 발생하는 고온 및 고압 가스(연소가스)를 가스터빈(170)으로 공급하여 가스터빈(170)을 구동시키는 기능을 한다. 그리고 가스터빈(170)은 가스터빈 연소기(160)에서 발생하는 연소가스로 구동되어 터빈을 회전시킴으로써 동력을 발생시킨다. 이와 같은 가스터빈 연소기(160) 및 가스터빈(170)은 통상되는 가스터빈과 동일 또는 유사하므로 구체적인 설명은 생략하도록 한다. 또한, 가스터빈 연소기(160)에는 별도의 에어공급라인이 연결될 수 있다.
가스터빈(170)의 구동에서 발생되는 동력은 다양하게 활용될 수 있으며, 휘발성 유기화합물 회수 시스템의 각 구성들(예컨대, 압축기(120)등)을 구동시키는데에 활용될 수 있다.
이처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 휘발성 유기화합물 회수 시스템은 원유저장탱크(110)에서 발생하는 VOC 가스를 다시 회수시킬 뿐만 아니라, 가스터빈을 구동시키는데에 활용함으로써 에너지 효율성이 뛰어나다는 장점이 있다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 휘발성 유기화합물 회수 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다. 본 발명의 제2 실시예에 따른 휘발성 유기화합물 회수 시스템은 전술한 제1 실시예의 구성과 대부분 동일 또는 유사하게 구성될 수 있으므로, 이하에서는 제1 실시예와 차이나는 부분을 중심으로 설명하도록 한다. 또한, 같은 이유로 도 2에서는 전술한 제1 실시예와 동일 또는 유사한 구성에 대해서는 동일한 도면부호로 표기하였음을 밝혀둔다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 휘발성 유기화합물 회수 시스템에서는 전술한 제1 실시예에서 보조탱크(180)를 추가적으로 설치하였다는 점에서 차이가 있다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 휘발성 유기화합물 회수 시스템은 원유저장탱크(110), 압축기(120), 제1 응축기(131), 제1 분리기(141), 가스터빈 연소기(160) 및 가스터빈(170)이 직렬적으로 연결된다. 그리고 제1 분리기(141)와 일측이 연결되고, 원유저장탱크(110)와 타측이 연결되는 보조 탱크(180)가 추가적으로 설치된다. 이 때, 전술한 제1 실시예에서의 응축 VOC 가스라인(150)은 본 실시예에서 보조 탱크(180)의 배출라인으로부터 가스터빈 연소기(160)까지 설치된다.
한편, 보조 탱크(180)와 상기 나열한 구성들간의 연결 라인에는 제어밸브(미도시), 펌프 등이 설치될 수 있다. 보조탱크(180)는 제1 분리기(141)에서 공급되는 응축 VOC 가스(A)를 임시적으로 수용하는 기능을 한다. 보조탱크(180)에 수용된 응축 VOC 가스(A)는 필요에 따라 재기화되어 원유저장탱크(110)로 회수되거나 가스터빈 원소기(160)로 공급될 수 있다. 이 때, 가스터빈 원소기(160)로의 공급은 보조 탱크(180)의 배출라인(미표기)로부터 가스터빈 연소기(160)까지 설치되는 응축 VOC 가스라인(150)을 통하여 이루어질 수 있다. 이와 같은 보조 탱크(180)의 존재로 인하여 필요에 따라 응축 VOC 가스(A)의 활용처(회수 또는 가스터빈 구동원)를 선택할 수 있으므로 보다 효율적인 시스템 운용이 가능하다는 장점이 있다.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 휘발성 유기화합물 회수 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다. 본 발명의 제3 실시예에 따른 휘발성 유기화합물 회수 시스템은 전술한 제2 실시예의 구성과 대부분 동일 또는 유사하게 구성될 수 있으므로, 이하에서는 제2 실시예와 차이나는 부분을 중심으로 설명하도록 한다. 또한, 같은 이유로 도 3에서는 전술한 제2 실시예와 동일 또는 유사한 구성에 대해서는 동일한 도면부호로 표기하였음을 밝혀둔다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 휘발성 유기화합물 회수 시스템에서는 전술한 제2 실시예에서 제2 응축기(132), 제2 분리기(142), 보조라인(181) 및 폐열회수장치(190)를 추가적으로 설치하였다는 점에서 차이가 있다.
본 발명의 제3 실시예에 따른 휘발성 유기화합물 회수 시스템에서는 원유저장탱크(110), 압축기(120), 제1 응축기(131), 제1 분리기(141), 제2 응축기(132), 제2 분리기(142), 가스터빈 연소기(160) 및 가스터빈(170)이 직렬적으로 연결된다. 또한, 제1 분리기(141) 및 제2 분리기(142)의 일측과 연결되고, 원유저장탱크(110)와 타측이 연결되는 보조 탱크(180)가 설치된다. 이 때, 보조 탱크(180)의 배출라인으로부터 가스터빈 연소기(160)까지 응축 VOC 가스라인(150)이 설치된다.
한편, 제1 분리기(141)의 타측은 제2 응축기(132)와 연결되고, 제2 분리기(142)의 타측은 가스터빈 연소기(160)와 연결된다. 전술한 실시예들에서는 제1 분리기(141)의 타측이 가스터빈 연소기(160)와 연결되었으나, 본 실시예에서는 제1 분리기(141)의 타측이 제2 응축기(132)와 연결됨으로써 응축기-분리기를 다단으로 구성하였다는 점에서 차이가 있다.
원유저장탱크(110), 압축기(120), 제1 응축기(131), 제1 분리기(141), 응축 VOC 가스라인(150), 가스터빈 연소기(160), 가스터빈(170) 및 보조 탱크(180)에 대해서는 전술한 설명과 동일 또는 유사하므로 중복 설명은 생략하기로 한다.
제2 응축기(132)는 일측이 제1 분리기(141)와 연결되고 타측이 제2 분리기(142)와 연결된다. 제1 분리기(141)에는 제1 응축기(131)를 거친 응축 VOC 가스(A1)와 비응축 VOC 가스(B1)가 모두 수용되어 있는데, 이 중 응축 VOC 가스(A1)는 보조 탱크(180)로 공급되지만, 비응축 VOC 가스(B1)는 제2 응축기(132)로 공급되어 2차적으로 응축된다. 제2 응축기(132)는 제1 응축기(131)와 동일 또는 유사할 수 있으며, 경우에 따라서는 제1 응축기(131) 및 제2 응축기(132)를 서로 다른 종류의 응축기로 구성하는 것이 가능하다.
제2 응축기(132)를 거친 VOC 가스가 모두 응축되지는 않을 수 있다. 따라서, 본 명세서에서는 2차적으로 응축된 VOC 가스와 응축되지 않은 VOC를 구분하여 기재하도록 한다. 이하에서는 제2 응축기(132)를 거친 VOC 가스 중에서 응축된 VOC 가스(A2)를 "2차 응축 VOC 가스(A2)"라고 칭하고, 응축되지 않은 VOC 가스(B2)를 "2차 비응축 VOC 가스(B2)"라고 칭하기로 한다.
제2 분리기(142)는 일측이 제2 응축기(132)와 연결되고, 타측은 보조 탱크(180)와 가스터빈 연소기(160)에 각각 연결된다. 제2 분리기(142)는 제2 응축기(132)에서 배출된 2차 응축 VOC 가스(A2) 및 2차 비응축 VOC 가스(B2)를 모두 수용하고, 2차 응축 VOC 가스(A2) 및 2차 비응축 VOC 가스(B2)를 분리하여 배출한다. 제2 분리기(142)는 제1 분리기(141)와 마찬가지로 2상 분리기 일 수 있으며, 경우에 따라서는 제1 분리기(141) 및 제2 분리기(142)를 서로 다른 종류의 분리기로 구성하는 것이 가능하다.
제2 분리기(142)에서 배출되는 2차 응축 VOC 가스(A2)는 보조 탱크(180)글 거쳐 다시 원유저장탱크(110)로 공급되어 회수될 수 있다. 또한, 2차 응축 VOC 가스(A2)는 경우에 따라 보조 탱크(180)를 거쳐 응축 VOC 가스라인(150)을 통해 가스터빈 연소기(160)로 공급될 수 있다.
제2 분리기(142)에서 배출되는 2차 비응축 VOC 가스(B2)는 가스터빈 연소기(160)로 공급되어, 가스터빈(170)의 구동원으로 사용될 수 있다. 즉, 원유저장탱크(110)에서 최초 배출된 VOC 가스는 제1 응축기(131)-제1 분리기(141)를 거쳐 1차적으로 분리되고, 다시 제2 응축기(132)-제2 분리기(142)를 거쳐 2차적으로 분리될 수 있다. 따라서, VOC 가스의 응축 효율을 보다 높이고, 나아가서는 회수 효율을 향상시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 제3 실시예에 따른 휘발성 유기화합물 회수 시스템에서는 보조 탱크(180)로부터 압축기(120)의 유입라인까지 설치되는 보조라인(181)을 더 포함할 수 있다.
보조라인(181)은 보조 탱크(180)로부터 발생하는 VOC 가스를 압축기(120)로 보내는 기능을 한다. 보조 탱크(180)는 상술한 것과 같이 1,2차 응축 VOC 가스(A1, A2)가 수용된다. 이 때, 원유저장탱크(110)와 마찬가지로 보조 탱크(180)에서도 VOC 가스가 발생할 수 있다. 보조라인(181)에서 보조 탱크(180)에서 발생하는 VOC 가스를 압축기(120)로 공급함으로써, 원유저장탱크(110)뿐만 아니라 보조 탱크(180)에서 발생하는 VOC 가스를 다시 회수할 수 있다. 이와 같은 보조라인(181)에는 제어밸브(미도시), 펌프 등이 설치될 수 있다.
또한, 본 발명의 제3 실시예에 따른 휘발성 유기화합물 회수 시스템에서는 가스터빈(170)의 출구측에 설치되는 폐열회수장치(190)를 더 포함할 수 있다. 폐열회수장치(190)는 가스터빈(170)의 잉여열 또는 폐열을 회수하는 기능을 수행할 수 있다. 폐열회수장치(190)의 종류는 특정되지 않으며, HRSG(heat recovery steam generator), 흡수식 냉동기, 유기랭킨싸이클(ORC; organic rankine cycle) 또는 열전모듈일 수 있다.
예를 들어, 폐열회수장치(190)가 HRSG인 경우에는 폐열을 활용하여 스팀을 생산하고 필요한 곳에 상기 스팀을 공급하거나 스팀 터빈 등을 구동시킬 수 있으며, 폐열회수장치(190)가 흡수식 냉동기인 경우에는 상기 흡수식 냉동기의 구동에서 나오는 냉매를 필요한 곳에 사용할 수 있다. 또한, 폐열회수장치(190)가 유기랭킨싸이클 또는 열전모듈인 경우에는 발전에 이용할 수 있다.
상기와 같이 가스터빈(170)의 폐열을 회수하여 활용하는 폐열회수장치(190)를 통하여 에너지 효율성을 향상시킬 수 있다.
한편, 본 발명은 상술한 본 발명의 실시예들에 따른 휘발성 유기화합물 회수 시스템을 포함하는 선박을 추가적으로 제공할 수 있다. 상기 선박은 원유 운반선(oil tanker)일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
이상, 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
110: 원유저장탱크 120: 압축기
131: 제1 응축기 132: 제2 응축기
141: 제1 분리기 142: 제2 분리기
150: 응축 VOC 가스라인 151: 유량조절밸브
160: 가스터빈 연소기 170: 가스터빈
180: 보조 탱크 181: 보조라인
A, A1,A2: 응축 VOC 가스 B,B1,B2: 비응축 VOC 가스

Claims (7)

  1. 배출라인에 유량센서가 설치되는 원유저장탱크;
    상기 원유저장탱크와 연결되어 상기 원유저장탱크에서 발생하는 VOC(휘발성 유기화합물)가스를 압축시키는 압축기;
    상기 압축기와 연결되어 상기 압축된 VOC 가스를 응축시키는 제1 응축기;
    상기 제1 응축기 및 원유저장탱크와 연결되는 것으로, 응축된 상기 VOC 가스를 상기 원유저장탱크로 회수시키고 응축되지 않은 상기 VOC 가스를 하기 가스터빈 연소기로 공급하는 제1 분리기;
    상기 제1 분리기와 연결되어 상기 응축되지 않은 VOC 가스를 연료로 사용하는 가스터빈 연소기;
    상기 가스터빈 연소기와 연결되어 상기 가스터빈 연소기에서 발생하는 연소가스로 구동되는 가스터빈;
    상기 제1 분리기와 일측이 연결되고, 상기 원유저장탱크 및 상기 가스터빈 연소기와 타측이 연결되어 상기 응축된 VOC 가스를 수용하는 보조 탱크; 및
    상기 보조 탱크로부터 상기 압축기의 유입라인까지 설치되는 것으로, 상기 보조 탱크로부터 발생하는 VOC 가스를 상기 압축기의 유입라인으로 공급하는 보조라인을 포함하는 휘발성 유기화합물 회수 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 분리기에서 배출되는 상기 응축된 VOC 가스의 일부를 상기 가스터빈 연소기로 공급하는 것으로, 상기 유량센서와 연결되어 상기 응축된 VOC 가스의 유량을 조절하는 유량조절밸브를 구비하는 휘발성 유기화합물 회수 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 분리기와 연결되어 상기 응축되지 않은 VOC 가스를 2차적으로 응축시키는 제2 응축기; 및
    상기 제2 응축기 및 보조탱크와 연결되는 것으로, 2차적으로 응축된 VOC 가스를 상기 보조탱크로 공급하고 2차적으로 응축되지 않은 VOC 가스를 상기 가스터빈 연소기로 공급하는 제2 분리기를 더 포함하는 휘발성 유기화합물 회수 시스템.
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 가스터빈의 출구측에 설치되어 상기 가스터빈의 잉여열 또는 폐열을 회수하는 폐열회수장치를 더 포함하는 휘발성 유기화합물 회수 시스템.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 폐열회수장치는 HRSG(heat recovery steam generator), 흡수식 냉동기, 유기랭킨싸이클(ORC; organic rankine cycle) 또는 열전모듈인 휘발성 유기화합물 회수 시스템.
  7. 청구항 1 내지 청구항 3, 청구항 5 및 청구항 6 중 어느 한 항에 따른 휘발성 유기화합물 회수 시스템을 포함하는 선박.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190090677A (ko) * 2018-01-25 2019-08-02 한국조선해양 주식회사 휘발성 유기화합물 처리 시스템 및 선박

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101940263B1 (ko) * 2017-06-05 2019-01-21 삼성중공업 주식회사 운반선 추진 시스템
CN110848717A (zh) * 2019-12-20 2020-02-28 大连福佳·大化石油化工有限公司 油罐车装车voc回收处理系统及其处理方法
KR102324814B1 (ko) * 2020-08-18 2021-11-11 정두섭 휘발성 유기화합물 회수 시스템
CN113776070A (zh) * 2021-09-24 2021-12-10 大庆双玉鸿伟石油设备开发有限公司 一种油气田地面voc处理系统及实现方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998033026A1 (en) * 1997-01-29 1998-07-30 Den Norske Stats Oljeselskap A.S A method of reducing discharge of volatile organic compounds
JP2008255888A (ja) 2007-04-05 2008-10-23 Kobe Steel Ltd 蒸気回収設備
KR20100074022A (ko) * 2008-12-22 2010-07-01 제너럴 일렉트릭 캄파니 복합 발전 설비 시스템
KR20130000222A (ko) * 2011-06-22 2013-01-02 삼성중공업 주식회사 원유 운반선의 휘발성 유기 화합물 배출 감소 장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998033026A1 (en) * 1997-01-29 1998-07-30 Den Norske Stats Oljeselskap A.S A method of reducing discharge of volatile organic compounds
JP2008255888A (ja) 2007-04-05 2008-10-23 Kobe Steel Ltd 蒸気回収設備
KR20100074022A (ko) * 2008-12-22 2010-07-01 제너럴 일렉트릭 캄파니 복합 발전 설비 시스템
KR20130000222A (ko) * 2011-06-22 2013-01-02 삼성중공업 주식회사 원유 운반선의 휘발성 유기 화합물 배출 감소 장치

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190090677A (ko) * 2018-01-25 2019-08-02 한국조선해양 주식회사 휘발성 유기화합물 처리 시스템 및 선박
KR20190090679A (ko) * 2018-01-25 2019-08-02 한국조선해양 주식회사 휘발성 유기화합물 처리 시스템 및 선박
KR102424981B1 (ko) * 2018-01-25 2022-07-26 한국조선해양 주식회사 휘발성 유기화합물 처리 시스템 및 선박
KR102450535B1 (ko) * 2018-01-25 2022-10-05 한국조선해양 주식회사 휘발성 유기화합물 처리 시스템 및 선박

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