KR100659355B1 - Manufacturing Method and Apparatus of High Purity Carbon Dioxide - Google Patents

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KR100659355B1 KR1020050038377A KR20050038377A KR100659355B1 KR 100659355 B1 KR100659355 B1 KR 100659355B1 KR 1020050038377 A KR1020050038377 A KR 1020050038377A KR 20050038377 A KR20050038377 A KR 20050038377A KR 100659355 B1 KR100659355 B1 KR 100659355B1
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Abstract

본 발명은 수분과, 질소, 산소, 메탄 및 에탄가스와, 저 순도의 액화 이산화탄소가 혼합되어 저장된 원료탱크에서 공급되는 원료를 열교환기, 촉매연소공정, 물을 흡착하여 제거하는 물 분리공정 및 질소와 산소를 제거하기 위한 증류탑을 구비하고 상대적 저압에서 고 순도의 이산화탄소를 제조하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 수분과, 질소, 산소, 메탄 및 에탄가스와, 저 순도의 액화 이산화탄소가 혼합되어 저장된 원료탱크에서 공급되는 원료를 열교환기를 거쳐서 기체상태로 만들고, 기체 상태의 원료에 산소가스를 주입하여 촉매물질이 내장된 연소로에서 400℃ 이하의 온도에서 연소 반응시켜 메탄, 에탄 및 하이드로카본 등의 물질을 분해 제거하는 촉매연소공정과, 상기 연소 공정에서 발생한 물을 흡착하여 제거하는 물 분리공정과, 상기 물 분리 공정을 거쳐서 나온 기체 속에 포함된 질소와 산소를 압력과 온도를 이용하여 비등점의 차이로 증류시켜 분리하기 위한 증류공정을 구비한 이산화탄소를 제조하는 방법 및 장치의 구현에 관한 것으로 비교적 낮은 온도에서 메탄 및 에탄을 반응시켜 완전히 제거하고, 상대적 저압에서 질소 및 산소를 제거할 수 있으므로 주입에너지를 최소화하면서 장치의 크기를 줄이고 안전한 동작을 유도하면서 고 순도의 이산화탄소를 얻는데 그 특징이 있다.The present invention provides a heat exchanger, a catalytic combustion process, a water separation process for adsorbing and removing water, a raw material supplied from a raw material tank, which is mixed with moisture, nitrogen, oxygen, methane and ethane gas, and low purity liquefied carbon dioxide. And a distillation column for removing oxygen, and a method and apparatus for producing high purity carbon dioxide at a relatively low pressure. More specifically, the present invention makes the raw material supplied from the raw material tank stored by mixing moisture, nitrogen, oxygen, methane and ethane gas, and low purity liquefied carbon dioxide into a gaseous state through a heat exchanger, and oxygen gas in the gaseous raw material. Catalytic combustion process to decompose and remove substances such as methane, ethane, and hydrocarbon by combustion reaction at a temperature of 400 ° C. or lower in a combustion furnace in which a catalyst material is embedded, and water to adsorb and remove water generated in the combustion process. And a distillation process for distilling and separating nitrogen and oxygen contained in the gas obtained through the water separation process at a difference in boiling point using pressure and temperature. Completely reacted with methane and ethane at relatively low temperatures, and nitrogen and oxygen at relatively low pressures. It can be removed to obtain the carbon dioxide of high purity, and for safe operation to reduce the size of the device while minimizing the implant energy has its features.

저압, 증류탑, 촉매연소 공정 Low pressure, distillation column, catalytic combustion process

Description

고 순도 이산화탄소의 제조방법 및 장치{Manufacturing Method and Apparatus of High Purity Carbon Dioxide}Manufacturing Method and Apparatus of High Purity Carbon Dioxide {Manufacturing Method and Apparatus of High Purity Carbon Dioxide}

도1 : 본 발명에 따른 고순도 이산화탄소제조장치 1: High purity carbon dioxide production apparatus according to the present invention

도2 : 본 발명에 따른 고순도 이산화탄소제조방법의 흐름도2 is a flow chart of the high purity carbon dioxide production method according to the present invention

<도면번호의 간단한 설명><Short description of drawing number>

11; 저농도 이산화탄소, 12, 26; 피드펌프11; Low concentration carbon dioxide, 12, 26; Feed pump

13; 응축기 14, 15; 열교환기13; Condenser 14, 15; heat transmitter

16; 서지 탱크 17; 산소공급기 16; Surge tank 17; Oxygen supply

18; 연소로 19; 산화촉매제18; Combustion furnace 19; Oxidation catalyst

20; 물과 이산화탄소 분리기 21; 흡착제20; Water and carbon dioxide separator 21; absorbent

22; 온수탱크 23; 냉동기22; Hot water tank 23; Freezer

24; 증류탑 25; 이산화탄소 분리기24; Distillation column 25; Carbon dioxide separator

27; 고순도 액체이산화탄소 28; 흡착탑27; High purity liquid carbon dioxide 28; Adsorption tower

본 발명은 수분과, 질소, 산소, 메탄 및 에탄가스와, 저 순도의 액화 이산화 탄소가 혼합되어 저장된 원료탱크에서 공급되는 원료를 열교환기를 거쳐서 기체상태로 만들고, 기체상태의 원료에 산소가스를 주입하여 촉매물질이 내장된 연소로에서 비교적 낮은 400℃ 이하의 온도에서 연소 반응시켜 메탄, 에탄 및 하이드로카본 등의 물질을 분해 제거하는 촉매연소공정과, 상기 연소 공정에서 발생한 물을 흡착시켜 제거하는 물 분리공정과, 상기 물 분리 공정을 거쳐서 나온 기체 속에 포함된 질소와 산소를 압력과 온도를 이용하여 비등점차이로 증류시켜 분리하기 위한 증류공정을 구비한 고 순도의 이산화탄소를 제조하는 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention mixes moisture, nitrogen, oxygen, methane and ethane gas, and low purity liquefied carbon dioxide to make the raw material supplied from the raw material tank stored in a gaseous state through a heat exchanger, and injects oxygen gas into the gaseous raw material. Catalytic combustion process to decompose and remove substances such as methane, ethane, and hydrocarbons by combustion reaction at a temperature lower than 400 ° C. in a combustion furnace in which a catalyst material is embedded, and water to adsorb and remove water generated in the combustion process. And a distillation process for distilling and separating nitrogen and oxygen contained in the gas obtained through the water separation process by boiling point difference using pressure and temperature. will be.

이산화탄소는 가스시장에서 질소, 산소, 아르곤 다음으로 그 규모가 크며 그 만큼 사용량도 많고 사용처도 다양하다. 맥주의 시원한 맛과 거품을 만드는데도 이용되고, 드라이아이스를 이용한 냉동택배, 용접 등의 산업분야 및 병원의 수술실 등 다양한 분야에 널리 이용되고 있다. 보통 이산화탄소는 CO, H2O, N2, NH3 및 기타 여러 기체와 혼합되어 존재한다. 이런 가스 중에서 이산화탄소만을 순수하게 분리한다는 것은 그리 간단한 문제가 아니다. 공업적으로 이산화탄소를 정제하기 위한 방법으로는 흡수법, 막분리법, 흡착분리(PSA, Pressure Swing Adsorption)법이 주로 사용된다. 이 방법들은 서로 장단점이 있기 때문에 공정조건이나 조성에 따라서 선택이 달라진다. 이 중에서 현재 대규모 플랜트에서 주로 쓰이는 방식은 흡수법이며, 흡수법은 가장 고전적인 방법으로 이산화탄소가 아민에 잘 흡수된다는 것을 이용하여 이산화탄소 혼합가스를 흡수탑에서 MEA(monoethanol amine)나 DEA(diethanol amine)에 흡수시킨 다음 이 흡수용액을 증류탑에서 재생시키는 방식 이다. 이 방식은 대량의 가스를 처리할 수 있는 잇점이 있지만 약품사용으로 인해 장치가 쉽게 부식되고, 약품비, 운전비, 폐수처리 비용이 많이 드는 단점이 있다. 막분리법은 일부 화학플랜트에서 사용하고 있으나 이는 고순도 이산화탄소를 얻기 위해서가 아니라 수소나 헬륨, 천연가스 중에 들어있는 소량의 이산화탄소를 제거하기 위한 목적으로 주로 이용되며, 흡착분리법은 제올라이트 분자체와 활성탄을 흡착제로 사용하고, 탑의 압력을 변동시키는 방법을 통해 저 농도의 이산화탄소를 고농도로 농축시키는 방법으로 장치도 비교적 간단하고, 고농도를 얻을 수 있으며, 부식문제도 해결할 수 있지만 운전비가 많이 들고, 원료가 비교적 분리하기 쉬운 가스로 이루어져야 한다는 제약조건이 있으므로 아주 높은 순도의 이산화탄소를 제조할 수 없는 문제점이 있다. Carbon dioxide is the second largest in the gas market, after nitrogen, oxygen, and argon. It is also used to make a cool taste and foam of beer, and is widely used in various fields, such as frozen courier using dry ice, welding, and operating fields of hospitals. CO2 is usually present in admixture with CO, H 2 O, N 2 , NH 3 and many other gases. Pure separation of carbon dioxide from these gases is not a simple matter. Industrially, methods for purifying carbon dioxide include absorption, membrane separation, and pressure swing adsorption (PSA). These methods have advantages and disadvantages, so the choice depends on the process conditions and composition. Among them, the current method used in large-scale plants is the absorption method, and the absorption method is the most classical method, and carbon dioxide mixed gas is absorbed in the absorption tower by using carbon dioxide mixed well in the amine, and in the absorption tower, MEA (monoethanol amine) or DEA (diethanol amine) Absorption is carried out in a distillation column. This method has the advantage of handling a large amount of gas, but the disadvantages of using the drug is that the device is easily corroded, the chemical cost, operating costs, waste water treatment costs are high. Membrane separation is used in some chemical plants, but it is mainly used to remove a small amount of carbon dioxide in hydrogen, helium, and natural gas, not to obtain high-purity carbon dioxide. The adsorptive separation method adsorbs zeolite molecular sieve and activated carbon. It is a method of concentrating low carbon dioxide at a high concentration by changing the pressure of the tower, and the device is relatively simple, high concentration can be obtained, and corrosion problems can be solved, but operating cost is high and raw materials are relatively high. There is a problem that can not produce very high purity carbon dioxide because there is a constraint that must be made of a gas that is easy to separate.

상기와 같이 다양한 용도로 사용되는 이산화탄소를 효율적으로 고 순도로 정제하는 공정은 용이하지 않으며 대한민국 공개특허공보 제특1997-0009873호의 「고순도의 이산화탄소의 제조방법」과, 대한민국 공개특허공보 제특1999-0083426호의 「이산화탄소정제시스템」 및 미국특허 제US5,658,541호에서 촉매, 세정기 및 여과시스템을 이용하여 이산화탄소의 순도를 높여 식품등급기준에 부합하는 이산화탄소의 순도를 만드는 것과, 탄화수소와 황 화합물을 제거하는 공정에 대하여 개시하고 있으나, 정재과정에 주입되는 에너지를 최소화하여 생산경비를 줄이는 공정이나 시설규모를 최소화하여 설치비용을 절감하는 공정이나 고 순도로 효율적으로 정제하는 방법에 대하여서 구체적으로 개시되어 있지 않은 문제점이 있다.As described above, the process of efficiently purifying carbon dioxide used for various purposes with high purity is not easy, and the method of preparing high purity carbon dioxide of Korea Patent Publication No. 1997-0009873 and Korean Patent Publication No. 1999-0083426 The carbon dioxide purification system and US Pat. No. 5,658,541 use catalysts, scrubbers, and filtration systems to increase the purity of carbon dioxide to produce carbon dioxide that meets food grade standards, and to remove hydrocarbons and sulfur compounds. However, there is a problem that is not specifically disclosed in the process of reducing the production cost by minimizing the energy injected into the refining process or the process of reducing the installation cost by minimizing the size of the facility or the method of efficiently purifying with high purity. have.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기의 종래 기술의 문제점을 인식하고 안출된 것으로, 수분과, 질소, 산소, 메탄 및 에탄가스와, 저 순도의 액화 이산화탄소가 혼합되어 저장된 원료탱크에서 공급되는 액체원료를 응축기와 열교환기를 거쳐서 기체상태로 만들고, 기체상태의 원료에 산소가스를 주입하여 촉매물질이 내장된 연소로에서 비교적 낮은 400℃ 이하의 온도에서 연소 반응시켜 메탄, 에탄 및 하이드로카본 등의 물질을 분해 제거하는 촉매연소공정과, 상기 연소공정에서 발생한 물을 흡착시켜 제거하는 물 분리공정과, 상기 물 분리공정을 거쳐서 나온 기체 속에 포함된 질소와 산소를 압력과 온도를 이용하여 증류시켜 제거하기 위한 증류공정을 구비한 고 순도(99.999이하)의 이산화탄소를 제조하는 방법 및 장치를 구현하는데 그 목적이 있다.The technical problem to be achieved by the present invention is to recognize the problems of the prior art, the liquid raw material is supplied from a raw material tank stored by mixing moisture, nitrogen, oxygen, methane and ethane gas, and low purity liquefied carbon dioxide Is made into a gaseous state through a condenser and a heat exchanger, and oxygen gas is injected into a gaseous raw material to combust and react at a temperature lower than 400 ° C. in a combustion furnace in which a catalyst material is embedded to produce substances such as methane, ethane, and hydrocarbon. Catalytic combustion process for decomposing and removing, water separation process for adsorbing and removing water generated in the combustion process, and nitrogen and oxygen contained in the gas obtained through the water separation process for distilling off by using pressure and temperature. To implement a method and apparatus for producing high purity (less than 99.999) carbon dioxide having a distillation process There.

본 발명의 또 다른 목적은 응축기와 열교환기를 적절히 배치하여 액체원료를 기체로 변환하거나 고온의 기체를 저온으로 변환할 때 동시에 이용할 수 있도록 설계하고 분해 효율이 높은 촉매물질을 이용하여 비교적 낮은 온도에서 완전한 연소 반응시켜 불순물을 제거하고 흡착탑을 적어도 2개 이상 설치하여 흡착효율을 크게 증가시켜 에너지 절약형 고순도 이산화탄소의 제조 및 장치를 구현하는데 있다. It is another object of the present invention to design a condenser and a heat exchanger so that they can be used simultaneously when converting a liquid raw material into a gas or converting a high temperature gas into a low temperature and using a catalytic material with high decomposition efficiency to complete the process at relatively low temperatures. Impurity is removed by combustion reaction, and at least two adsorption towers are installed to greatly increase the adsorption efficiency to manufacture energy-saving high-purity carbon dioxide and implement an apparatus.

본 발명의 또 다른 목적은 촉매연소공정에서 하이드로카본, 메탄 및 에탄 등을 비교적 낮은 온도인 400℃이하에서 100% 반응시켜 분해 제거하고, 물을 흡착제거한 후 -25℃이상 비교적 낮은 35기압 이하에서 남은 산소와 질소 가스를 증발시켜 제거하는 구성으로 증류탑의 높이를 최대한 줄여서 설치비용을 크게 줄이면서 낮은 온도와 저기압에서 동작시키므로 내구성을 향상시킨 에너지 절약형 고 순도 이산화탄소의 제조 및 장치를 구현하는데 있다. Still another object of the present invention is to decompose and remove hydrocarbon, methane and ethane by 100% reaction under a relatively low temperature of 400 ° C. in a catalytic combustion process, and after adsorption removal of water at -25 ° C. or above and a relatively low 35 atm or less By evaporating the remaining oxygen and nitrogen gas to remove it, the height of the distillation column is reduced as much as possible to reduce the installation cost, while operating at low temperature and low pressure to implement the energy-saving high-purity carbon dioxide manufacturing and apparatus for improved durability.

본 발명은 수분과, 질소, 산소, 메탄 및 에탄가스와 저 순도의 액화 이산화탄소가 혼합되어 저장된 원료탱크에서 공급되는 액체원료를 응축기와 열교환기를 거쳐서 기체의 상태로 만들고, 기체 상태의 원료에 산소가스를 주입하여 촉매물질이 내장된 연소로에서 비교적 낮은 400℃ 이하의 온도에서 연소 반응시켜 메탄, 에탄 및 하이드로카본 등의 물질을 분해 제거하는 촉매연소공정과, 상기 연소 공정에서 발생한 물을 흡착시켜 제거하는 물 분리공정과, 상기 물 분리 공정을 거쳐서 나온 기체 속에 포함된 질소와 산소를 압력과 온도를 이용하여 증류시켜 제거하기 위한 증류공정을 구비한 고 순도(99.999이하)의 이산화탄소를 제조하는 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention makes the liquid raw material supplied from the raw material tank, which is mixed with moisture, nitrogen, oxygen, methane and ethane gas, and low purity liquefied carbon dioxide, into a gaseous state through a condenser and a heat exchanger, and oxygen gas in the gaseous raw material. Catalytic combustion process to decompose and remove substances such as methane, ethane and hydrocarbon by combustion reaction at a temperature lower than 400 ° C. in a combustion furnace in which a catalyst material is embedded, and adsorb and remove water generated in the combustion process. And a distillation process for distilling and removing nitrogen and oxygen contained in the gas obtained through the water separation process by using pressure and temperature, and a method for producing carbon dioxide having a high purity (99.999 or less), and Relates to a device.

이산화탄소는 가스시장에서 질소, 산소, 아르곤 다음으로 그 규모가 크며 그 만큼 사용량도 많고 사용처도 다양하다. 맥주의 시원한 맛과 거품을 만드는데도 이용되고, 드라이아이스를 이용한 냉동택배, 용접 등의 산업분야 및 병원의 수술실 등 다양한 분야에 널리 이용되고 있다. 식음료 분야에서 사용되는 이산화탄소의 양은 전체 사용량의 약 20%를 차지할 정도로 많으며, 이들은 식음료 분야의 특성상 고순도의 이산화탄소를 필요로 한다. 보통 이산화탄소는 CO, H2O, N2, NH3 및 기타 여러 기체와 혼합되어 존재한다. 이런 가스 중에서 이산화탄소만을 순수하게 분리한다는 것은 그리 간단한 문제가 아니다. 공업적으로 이산화탄소를 정제하기 위한 방법으로는 흡수법, 막분리법, 흡착분리(PSA, Pressure Swing Adsorption)법이 주로 사용된다. 이 방법들은 서로 장단점이 있기 때문에 공정조건이나 조성에 따라서 선택이 달라진다. 이 중에서 현재 대규모 플랜트에서 주로 쓰이는 방식은 흡수법이며, 흡수법은 가장 고전적인 방법으로 이산화탄소가 아민에 잘 흡수된다는 것을 이용하여 이산화탄소 혼합가스를 흡수탑에서 MEA(monoethanol amine)나 DEA(diethanol amine)에 흡수시킨 다음 이 흡수용액을 증류탑에서 재생시키는 방식이다. 이 방식은 대량의 가스를 처리할 수 있는 잇점이 있지만 약품사용으로 인해 장치가 쉽게 부식되고, 약품비, 운전비, 폐수처리 비용이 많이 드는 문제점이 있다. 막분리법은 일부 화학플랜트에서 사용하고 있으나 이는 고순도 이산화탄소를 얻기 위해서가 아니라 수소나 헬륨, 천연가스 중에 들어있는 소량의 이산화탄소를 제거하기 위한 목적으로 주로 이용되며, 흡착분리법은 제올라이트 분자체와 활성탄을 흡착제로 사용하고, 탑의 압력을 변동시키는 방법을 통해 저 농도의 이산화탄소를 고농도로 농축시키는 방법으로 장치도 비교적 간단하고, 고 순도를 얻을 수 있으며, 부식문제도 해결할 수 있지만 운전비가 많이 들고, 원료가 비교적 분리하기 쉬운 가스로 이루어져야 한다는 제약조건이 있으므로 다소 높은 순도의 이산화탄소를 제조할 수 없는 문제점이 있으며, 상기와 같이 다양한 용도로 사용되는 이산화탄소를 효율적으로 고 순도로 정제하는 공정은 그다지 쉽지 않으며 대한민국 공개특허공보 제특1997-0009873호의 「고순도의 이산화탄소의 제조방법」과, 대한민국 공개특허공보 제특1999-0083426호의 「이산화탄소정제시스템」 및 미국특허 제5,658,541호에서 촉매, 세정기 및 여과시스템을 이용하여 이산화탄소의 순도를 높 여 식품등급기준에 부합하는 이산화탄소의 순도로 만드는 것과, 탄화수소와 황 화합물을 제거하는 공정에 대하여 개시하고 있으나, 정재과정에 주입되는 에너지를 최소화하여 생산경비를 줄이는 공정이나 시설규모를 최소화하여 설치비용을 절감하는 공정이나 고 순도로 효율적으로 정제하는 방법에 대하여서 구체적으로 개시되어 있지 않은 문제점이 있다.Carbon dioxide is the second largest in the gas market, after nitrogen, oxygen, and argon. It is also used to make a cool taste and foam of beer, and is widely used in various fields, such as frozen courier using dry ice, welding, and operating fields of hospitals. The amount of carbon dioxide used in the food and beverage sector accounts for about 20% of the total consumption, and they require high purity carbon dioxide due to the nature of the food and beverage sector. CO2 is usually present in admixture with CO, H 2 O, N 2 , NH 3 and many other gases. Pure separation of carbon dioxide from these gases is not a simple matter. Industrially, methods for purifying carbon dioxide include absorption, membrane separation, and pressure swing adsorption (PSA). These methods have advantages and disadvantages, so the choice depends on the process conditions and composition. Among them, the current method used in large-scale plants is the absorption method, and the absorption method is the most classical method, and carbon dioxide mixed gas is absorbed in the absorption tower by using carbon dioxide mixed well in the amine, and in the absorption tower, MEA (monoethanol amine) or DEA (diethanol amine) Absorption is carried out in the distillation column after absorption. This method has the advantage of handling a large amount of gas, but the use of chemicals, the device is easily corroded, there is a problem of high chemical costs, operating costs, waste water treatment costs. Membrane separation is used in some chemical plants, but it is mainly used to remove a small amount of carbon dioxide in hydrogen, helium, and natural gas, not to obtain high-purity carbon dioxide. The adsorptive separation method adsorbs zeolite molecular sieve and activated carbon. It is a method of concentrating low carbon dioxide at a high concentration by changing the pressure of the tower, and the device is relatively simple, high purity can be obtained, and corrosion problems can be solved, but operating cost is high and raw materials are There is a problem in that it is not possible to produce a somewhat high purity carbon dioxide because there is a constraint that it should be made of a relatively easy to separate gas, the process of efficiently purifying carbon dioxide used for various purposes as described above is not very easy, Patent Publication No. 1 997-0009873, "Method for Producing High Purity Carbon Dioxide," and "Carbon Dioxide Purification System" of Korean Patent Publication No. 1999-0083426 and US Pat. Although the process of making carbon dioxide meets food grade standards and removing hydrocarbons and sulfur compounds is disclosed, the cost of installation is minimized by minimizing the amount of energy injected into the refining process and reducing the production cost. There is a problem that is not specifically disclosed as a process for reducing or a method for efficiently purifying with high purity.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출 된 것이다. 본 발명의 이해를 용이하게 하는 도면에 대하여 살펴본다. 도1은 본 발명에 따른 고 순도 이산화탄소제조 장치를 나타내는 전체적인 개략도이며, 도2는 본 발명에 따른 고순도 이산화탄소제조방법에 대한 각각의 공정을 나타내는 흐름도이다. The present invention has been made to solve the above problems. It looks at the drawings to facilitate the understanding of the present invention. Figure 1 is a general schematic diagram showing a high purity carbon dioxide production apparatus according to the present invention, Figure 2 is a flow chart showing each process for the high purity carbon dioxide production method according to the present invention.

본 발명은 수분과, 질소, 산소, 메탄 및 에탄가스와, 하이드로카본물질 등과 혼합되어 존재하는 저 순도의 액체 이산화탄소를 비교적 적은 에너지와 설치비용으로 99.999%이상의 고 순도 이산화탄소를 제조하는 방법과 장치에 관한 것이다. 에너지 절약형 고 순도 이산화탄소를 제조하는 방법과 장치를 이루기 위하여서는 응축기, 열교환기, 냉동기를 필요한 위치에 필요한 개수만큼 고정 배치하고, 소정의 온도로 높이거나 낮추어 최적의 온도로 공급하여야 한다. 상기 열교환기와 응축기는 냉온기가 동시에 존재하므로 본 발명에서는 이산화탄소의 정재공정에서 필요한 온도를 높여서 공급하여야 할 부분과 낮추어 공급하여야할 부분이 동시에 존재하므로 이들이 구비한 냉온 기능을 모두 이용하므로 설치 장비의 수, 에너지 공급 비용 및 설치비용을 크게 절감할 수 있도록 설계 제작한다. 보다 구체적으로, 본 발명은 상기 응축기, 열교환기, 냉동기를 필요한 위치에 배치하며, 수분과, 질소, 산소, 메탄 및 에탄가스, 하이드로카본과 저 순도의 액화 이산화탄소가 혼합되어 저장된 원료탱크에서 피드 펌프를 거쳐서 공급되는 액체원료를 응축기와 열교환기를 거쳐서 기체상태로 만들고, 기체상태의 원료에 미량의 산소가스를 주입하여 촉매물질이 내장된 연소로에서 비교적 낮은 400℃ 이하의 온도에서 연소 반응시켜 메탄, 에탄 및 하이드로카본 등의 물질을 연소시켜 분해 제거하는 촉매연소공정과, 상기 촉매연소공정에서 발생한 물을 제올라이트로 흡착시켜 제거하는 물 분리공정과, 상기 물 분리 공정을 거쳐서 나온 기체 속에 포함된 질소와 산소를 압력과 온도를 이용하여 비등점차이로 증류시켜 분리하기 위한 증류공정을 구비한 에너지 절약형 고 순도(99.999이하)의 이산화탄소를 제조하는 방법 및 장치를 구현하는데 있다. 저순도 CO2 스트림중에 존재하는 황화합물(예, 황화수소, 이황화수소, 황화카르보닐, 및 메르캅탄)은 산소와 반응하여 표1과 같은 연소생성물을 생성시킨다.The present invention provides a method and apparatus for producing high purity carbon dioxide of 99.999% or more with low purity and low cost of liquid carbon dioxide, which is mixed with moisture, nitrogen, oxygen, methane and ethane gas, and hydrocarbon materials. It is about. In order to achieve a method and apparatus for producing energy-saving high-purity carbon dioxide, condenser, heat exchanger, and refrigeration machine should be fixedly arranged in the required position, and be supplied at an optimum temperature by raising or lowering to a predetermined temperature. Since the heat exchanger and the condenser are present at the same time because the cold and hot air at the same time in the present invention to increase the required temperature in the carbon dioxide refining process and the part to be supplied at the same time since there is a part to be provided by using both the cold and cold features provided, the number of installation equipment, Design and manufacture to greatly reduce energy supply cost and installation cost. More specifically, the present invention is disposed in the condenser, heat exchanger, freezer at the required position, the feed pump in the raw material tank is mixed with moisture, nitrogen, oxygen, methane and ethane gas, hydrocarbon and low purity liquefied carbon dioxide Through the condenser and the heat exchanger, the liquid raw material supplied through the gas is made into a gaseous state, and a small amount of oxygen gas is injected into the gaseous raw material to burn and react at a temperature lower than 400 ° C. in a combustion furnace containing a catalyst material to obtain A catalytic combustion process of burning and decomposing substances such as ethane and hydrocarbon, a water separation process of adsorbing and removing water generated in the catalytic combustion process with zeolite, and nitrogen contained in a gas produced through the water separation process. Equipped with a distillation process to separate oxygen by distillation by boiling point difference using pressure and temperature Paper-saving and has to implement a method and apparatus for producing carbon dioxide with a purity (more than 99.999). Sulfur compounds (eg, hydrogen sulfide, hydrogen disulfide, carbonyl sulfide, and mercaptans) present in low purity CO 2 streams react with oxygen to produce combustion products as shown in Table 1.

표1. 황 화합물의 산화반응Table 1. Oxidation of Sulfur Compounds

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Figure 112005024140257-pat00001

상기 표1에서와 같이 산화되어 이산화황, 이산화탄소 및 물로 변환되며, 저농도의 이산화황은 백금, 팔라듐, 바나듐 또는 니켈 등의 금속촉매제로 흡착제거할 수 있으며, 물은 제올라이트를 사용하여 흡착 제거한다. 본 발명에 따른 구체적인 실시 예를 살펴본다.Oxidized and converted to sulfur dioxide, carbon dioxide and water as shown in Table 1, the low concentration of sulfur dioxide can be adsorbed and removed by a metal catalyst such as platinum, palladium, vanadium or nickel, water is removed by using zeolite. It looks at a specific embodiment according to the present invention.

[실시 예] EXAMPLES

[실시 예1] Example 1

본 발명에 따른 에너지 절약형 고 순도(99.999이하)의 이산화탄소를 제조하는 방법에 대한 구체적인 실시 예1을 살펴본다. 본 발명에 따른 고순도의 이산화탄소를 제조하기 위한 원료는 수분과, 질소, 산소, 메탄 및 에탄가스와, 하이드로카본물질 등과 혼합되어 존재하는 저 순도의 액체 이산화탄소를 사용한다. a) 상기 수분과, 질소, 산소, 메탄 및 에탄가스와, 하이드로카본물질 등과 혼합되어 존재하는 저 순도의 액체 이산화탄소의 저장탱크(11)로부터 피드 펌프(12)를 통해서 응축기(13)의 난방기능으로 통과시켜 소정의 온도로 높이고, 다시 열교환기(14, 15)를 거쳐서 고온의 기체로 변환하여 반응온도가 150℃내지 450℃인 팔라듐 또는 니켈로 형성된 주촉매제(19)가 내장된 연소로(18)에서 연소 반응시켜 하여 메탄 및 에탄가스와, 하이드로카본물질을 물과 이산화탄소로 완전하게 분해 제거하는 촉매 반응을 이용한 연소공정과, b) 촉매 반응을 이용한 연소공정에서 발생한 물과 수분이 함유된 기체를 상기 열교환기의 냉각부분을 통과시켜 기체의 온도를 냉각시켜 수분이 함유된 기체부분을 최대한 물로 유도하여 물과 기체를 분리하는 단계와, c) 분리된 물은 드레인 밸브를 통해서 외부로 배출하고 나머지 이산화탄소의 흐름 속에 포함된 수분, 질소 및 산소 중에 수분을 제거하기 위하여 제올라이트(21)가 내장된 흡착탑(28)을 이용한 물 분리 공정과, d) 물 분리공정을 거쳐서 나온 이산화탄소의 흐름 속에는 질소와 산소가 포함되어 있으며, 이를 제거하기 위하여 이산화탄소의 흐름을 냉동기(23)를 이용하여 소정의 온도로 냉각한 후 가압펌프로 내부의 압력을 20기압내지 35기압으로 유지하면서 온도는 -15℃내지 -28℃로 제어하는 증류탑(24)으로 주입하여 이산화탄소의 흐름 속에 포함된 산소와 질소를 비등점을 이용하여 증발시켜 분리 제거하는 공정을 거쳐서 99.999% 이상의 고순도의 액체이산화탄소를 만들어 저장탱크(27)에 저장한다. 상기 a)공정 중에 산화 연소반응을 촉진하기 위하여 소정의 산소를 공급하는 공정을 연소로 주입 전 단계에서 수행한다. 상기 b)단계를 거친 후 필요할 경우에 이산화황을 제거하기 위하여 백금, 팔라듐, 바나듐 또는 니켈 등의 금속촉매제로 흡착 제거하는 공정을 부가할 수 있다. 상기 c)단계에서 수분을 제거하기 위하여 제올라이트를 내장시켜 설치한 흡착탑(28)은 2개 이상으로 설치하여 수분제거 능력이 떨어지면 스위칭하여 교대로 사용하므로 수분 제거능력을 크게 향상시키는 구조로 구성된다. 상기 d)단계에서 이산화탄소 속에 포함된 질소와 산소를 분리하는 과정에서 이산화탄소가 질소와 산소와 함께 배출되는 양을 최소화하기 위하여 분리기(25)에서 배출되기 직전에 이산화탄소, 산소 및 질소가 포함된 기체를 다시 냉동기를 거쳐서 증류탑으로 피드백시켜 생산효율을 크게 증가시키는 구성을 구비한다. 본 발명에 따른 고 순도 이산화탄소의 제조공정 중에 필요에 따라 열교환기, 서지탱크, 보일러 및 응축기 등을 부가하여 설치할 수 있다. It looks at a specific embodiment 1 of the method for producing energy-saving high purity (less than 99.999) carbon dioxide according to the present invention. The raw material for producing high purity carbon dioxide according to the present invention uses water, low purity liquid carbon dioxide present in admixture with nitrogen, oxygen, methane and ethane gas, and hydrocarbon materials. a) heating function of the condenser 13 through the feed pump 12 from the storage tank 11 of the low purity liquid carbon dioxide which is mixed with the moisture, nitrogen, oxygen, methane and ethane gas, and a hydrocarbon material and the like; The furnace was heated to a predetermined temperature, and then converted to a high temperature gas through the heat exchangers 14 and 15, and a combustion furnace containing a main catalyst 19 formed of palladium or nickel having a reaction temperature of 150 ° C to 450 ° C ( 18) a combustion process using a catalytic reaction to completely decompose and remove methane and ethane gas and a hydrocarbon material into water and carbon dioxide by combustion reaction in b), and b) water and water generated in a combustion process using a catalytic reaction. Passing the gas through the cooling portion of the heat exchanger to cool the temperature of the gas to guide the water-containing gas portion to the maximum water to separate the water and the gas, c) the separated water is Water separation process using the adsorption tower 28 with zeolite 21 and d) water separation process to discharge to the outside through the phosphorus valve and remove water in the water, nitrogen and oxygen contained in the remaining carbon dioxide flow, d) Nitrogen and oxygen are contained in the flow of carbon dioxide, and in order to remove this, the flow of carbon dioxide is cooled to a predetermined temperature by using a refrigerator (23), and the pressure inside the pressurized pump is maintained at 20 to 35 atm. While the temperature is injected into the distillation column 24 controlled at -15 ° C to -28 ° C, oxygen and nitrogen contained in the flow of carbon dioxide are evaporated using a boiling point to separate and remove liquid carbon dioxide having a purity of 99.999% or more. Made and stored in a storage tank (27). During the a) process, a process of supplying a predetermined oxygen to promote an oxidative combustion reaction is performed in a pre-injection stage. After the step b), if necessary, in order to remove sulfur dioxide, a process of adsorption and removal with a metal catalyst such as platinum, palladium, vanadium or nickel may be added. Adsorption tower 28 installed with a built-in zeolite in order to remove the water in step c) is installed in two or more to switch when the water removal capacity is reduced, it is composed of a structure that greatly improves the water removal ability. In step d), in order to minimize the amount of carbon dioxide discharged together with nitrogen and oxygen in the process of separating nitrogen and oxygen contained in the carbon dioxide, a gas containing carbon dioxide, oxygen and nitrogen is immediately discharged from the separator 25. It is equipped with a configuration that greatly increases the production efficiency by feeding back to the distillation column via a freezer. During the manufacturing process of high purity carbon dioxide according to the present invention, a heat exchanger, a surge tank, a boiler, and a condenser may be additionally installed as necessary.

[실시 예2] Example 2

본 발명에 따른 에너지 절약형 고 순도(99.999이하)의 이산화탄소를 제조하는 장치에 대한 구체적인 실시 예2를 살펴본다. 본 발명에 따른 고 순도의 이산화 탄소를 제조하기 위한 원료는 수분과, 질소, 산소, 메탄 및 에탄가스와, 하이드로카본물질 등과 혼합되어 존재하는 저 순도의 액체 이산화탄소를 일정속도로 주입하면서 불순물을 제거한다. a) 상기 수분과, 질소, 산소, 메탄 및 에탄가스와, 하이드로카본물질 등과 혼합되어 존재하는 저 순도의 액체 이산화탄소의 저장탱크(11)로부터 소정의 속도로 피드시키는 피드 펌프(12)와, 피드 펌프를 거쳐서 나온 액체이산화탄소를 소정 온도의 기체로 만들기 위하여 응축기(13)와 열교환기(14, 15)에서 온도를 높이는 기능을 이용하여 기체로 변환시키는 수단과, 기체로 변환되어 소정의 파이프 라인을 따라서 메탄, 에탄 및 하이드로카본물질을 분해 산화시켜 제거하는 분해촉매제(19)가 내장된 연소로(18)로 이동하는 수단과, 이동과정에 산화반응을 촉진하고 연소를 용이하게 하기 위하여 소량의 산소를 주입하는 수단(17)과, 메탄, 에탄 및 하이드로카본물질을 비교적 낮은 온도에서 완전하게 분해 제거하는 분해촉매제가 내장된 연소로(18)를 구비한다. b) 메탄, 에탄 및 하이드로카본물질은 상기 촉매제가 내장된 연소로에서 완전히 분해 제거되고 물, 수분, 질소 및 산소가 포함된 이산화탄소의 흐름을 이루게 되므로 다음 단계에서는 수분을 제거하기 위하여 상기 연소로를 통과한 고온의 이산화탄소의 흐름을 냉각시키기 위하여 상기 열교환기(14, 15)에서 냉각기능을 이용하여 온도를 낮추는 수단과, 냉각되면서 발생한 물을 배출시키는 배출구와 배출밸브를 구비하며, 수분, 질소 및 산소를 포함하는 이산화탄소의 흐름 속에 포함된 수분을 제거하기 위한 제올라이트(21)를 내장한 흡착 탑(28)을 구비한다. c) 상기 흡착 탑(28)을 통과한 이산화탄소의 흐름에는 질소와 산소가 일부 포함되어 있으므로, 이를 제거하여 고순도의 이산화탄소를 제 조하기 위하여 소정의 온도로 냉각하여 냉동기를 통과시키는 수단과, 소정의 온도로 냉각된 질소와 산소가 포함된 이산화탄소를 서로 다른 증발온도를 이용하여 분리하기 위하여 가압펌프로 내부의 압력을 20기압내지 35기압으로 유지하면서 온도는 -15℃내지 -28℃로 제어 가능한 증류탑을 구비하고 이산화탄소의 흐름 속에 포함된 산소와 질소를 비등점의 차이로 분리 제거하여 99.999%내지 99.99999% 고순도의 액체이산화탄소를 만들어 저장탱크에 저장한다. 필요시, 상기 물을 분리한 후에 이산화황을 제거하기 위하여 백금, 팔라듐, 바나듐 또는 니켈 등의 금속촉매제로 흡착 제거하는 이산화황을 제거하는 수단을 부가할 수 있다. 상기 수분을 제거하는 제올라이트가 내장된 흡착탑은 2개 이상으로 설치하여 수분제거 능력이 떨어지면 스위칭하여 교대로 사용하므로 수분 제거능력을 크게 향상시키는 구조로 구성된다. 상기 d)단계에서 이산화탄소 속에 포함된 질소와 산소를 분리하는 과정에서 이산화탄소가 질소와 산소와 함께 배출되는 양을 최소화하기 위하여 분리기(25)에서 배출되기 직전에 이산화탄소, 산소 및 질소가 포함된 기체를 다시 냉동기를 거쳐서 증류탑으로 피드백시키는 수단을 구비하여 생산효율을 크게 증가시키는 구성을 구비한다. 상기 각각의 장치들에는 장치의 제어에 필요한 전원, 온도센서, 습도센서, 압력센서, 다양한 종류의 밸브, 마이크로프로세서, 현재의 각각의 상태 및 장치의 운행상태를 나타내주는 표시패널들을 구비한다. 본 발명에 따른 고 순도 이산화탄소의 제조장치의 이산화탄소의 흐름 중에 냉각 및 가열하기 위하여 필요에 따라 열교환기, 서지탱크, 보일러 및 응축기 등을 부가하여 설치할 수 있다. A second embodiment of a device for producing energy-saving high purity (less than 99.999) carbon dioxide according to the present invention will be described. The raw material for producing high purity carbon dioxide according to the present invention removes impurities while injecting water, low purity liquid carbon dioxide, which is mixed with nitrogen, oxygen, methane and ethane gas, and hydrocarbon materials at a constant rate. do. a) a feed pump 12 for feeding at a predetermined rate from a storage tank 11 of low purity liquid carbon dioxide, which is mixed with the moisture, nitrogen, oxygen, methane and ethane gas, and a hydrocarbon material; Means for converting the liquid carbon dioxide from the pump to a gas of a predetermined temperature to convert the gas into a gas using a function of raising the temperature in the condenser 13 and the heat exchanger (14, 15), and converts the gas into a predetermined pipeline Therefore, a means for moving to a combustion furnace 18 incorporating a decomposition catalyst 19 for decomposing and oxidizing and removing methane, ethane and hydrocarbons, and a small amount of oxygen to promote oxidation reaction and facilitate combustion during the movement. Means 17 for injecting and a combustion furnace 18 incorporating a decomposition catalyst which completely decomposes and removes methane, ethane and hydrocarbon materials at a relatively low temperature. b) Methane, ethane and hydrocarbons are completely decomposed and removed from the combustion furnace in which the catalyst is embedded and form a stream of carbon dioxide containing water, moisture, nitrogen and oxygen. Means for lowering the temperature by using the cooling function in the heat exchanger (14, 15) to cool the flow of the high temperature carbon dioxide passed through, and a discharge port and a discharge valve for discharging the water generated while cooling, water, nitrogen and An adsorption tower 28 having a zeolite 21 for removing moisture contained in a flow of carbon dioxide containing oxygen is provided. c) a portion of nitrogen and oxygen is included in the flow of carbon dioxide passing through the adsorption tower 28, and means for passing the refrigerator by cooling to a predetermined temperature in order to remove the nitrogen and oxygen to produce high purity carbon dioxide; Distillation column that can control the temperature between -15 ℃ and -28 ℃ while maintaining the pressure inside the pressurized pump at 20 to 35 atmospheres to separate the carbon dioxide containing nitrogen and oxygen cooled by temperature using different evaporation temperature. And remove and remove oxygen and nitrogen contained in the flow of carbon dioxide by the difference in boiling point to make 99.999% to 99.99999% high-purity liquid carbon dioxide and store it in the storage tank. If necessary, means for removing sulfur dioxide which is adsorbed and removed with a metal catalyst such as platinum, palladium, vanadium or nickel in order to remove sulfur dioxide after the water is separated therefrom may be added. The zeolite-embedded adsorption tower that removes the water is installed in two or more, and when the water removal capacity is reduced, the switching is used alternately, and thus it is composed of a structure that greatly improves the water removal ability. In step d), in order to minimize the amount of carbon dioxide discharged together with nitrogen and oxygen in the process of separating nitrogen and oxygen contained in the carbon dioxide, a gas containing carbon dioxide, oxygen and nitrogen is immediately discharged from the separator 25. It is provided with a means for feeding back to the distillation column via a freezer to increase the production efficiency significantly. Each of the devices includes a power source, a temperature sensor, a humidity sensor, a pressure sensor, various types of valves, a microprocessor, a current state of each device, and a display panel indicating a driving state of the device. A heat exchanger, a surge tank, a boiler, and a condenser may be added and installed as necessary to cool and heat the carbon dioxide in the apparatus for producing high purity carbon dioxide according to the present invention.

본 발명은 수분과, 질소, 산소, 메탄 및 에탄가스와, 저 순도의 액화 이산화탄소가 혼합되어 저장된 원료탱크에서 공급되는 액체이산화탄소 원료를 응축기와 열교환기를 거쳐서 기체상태로 만들고, 기체상태의 원료에 산소가스를 주입하여 촉매물질이 내장된 연소로에서 비교적 낮은 400℃ 이하의 온도에서 연소 반응시켜 메탄, 에탄 및 하이드로카본 등의 물질을 분해 제거하는 촉매연소공정과, 상기 연소 공정에서 발생한 물을 흡착시켜 제거하는 물 분리공정과, 상기 물 분리 공정을 거쳐서 나온 기체 속에 포함된 질소와 산소를 압력과 온도를 이용하여 증류시켜 제거하기 위한 증류공정을 구비한 고 순도(99.999이하)의 이산화탄소를 제조 공급하는 작용효과가 있다.The present invention makes the liquid carbon dioxide raw material supplied from the raw material tank which is mixed with moisture, nitrogen, oxygen, methane and ethane gas, and low purity liquefied carbon dioxide into a gaseous state through a condenser and a heat exchanger, and oxygen in the gaseous raw material. Catalytic combustion process to decompose and remove substances such as methane, ethane, and hydrocarbon by injecting gas into a combustion furnace containing catalyst material at a temperature lower than 400 ° C. and adsorbing water generated in the combustion process. Manufacturing and supplying high purity carbon dioxide (99.999 or less) having a water separation process for removal and a distillation process for distilling and removing nitrogen and oxygen contained in the gas obtained through the water separation process using pressure and temperature. It has an effect.

본 발명의 또 다른 효과는 응축기와 열교환기를 적절히 배치하여 액체원료를 기체로 변환하거나 고온의 기체를 저온으로 변환할 때 동시에 이용할 수 있도록 설계하고 분해효율이 높은 촉매물질을 제조하여 이용하여 비교적 낮은 온도에서 완전한 연소 반응시켜 불순물을 제거하고 흡착탑을 적어도 2개 이상 설치하여 흡착효율을 크게 증가시켜 에너지 절약하면서 고순도 이산화탄소를 얻는데 있다. Another effect of the present invention is to properly design the condenser and heat exchanger to be used at the same time when converting a liquid raw material to a gas or a high temperature gas to a low temperature and to produce a catalytic material with high decomposition efficiency to use a relatively low temperature In order to obtain high-purity carbon dioxide while saving energy by completely eliminating impurities and completely eliminating impurities and installing at least two adsorption towers.

본 발명의 또 다른 효과는 촉매연소공정에서 하이드로카본, 메탄 및 에탄 등을 비교적 낮은 온도인 400℃이하에서 완전히 반응시켜 분해 제거하고, 물을 흡착제거한 후 -28℃이상 비교적 낮은 35기압 이하에서 남은 산소와 질소 가스를 증발시켜 제거하는 구성으로 증류탑의 높이를 최대한 줄여서 설치비용을 크게 줄이면서 낮은 온도와 저기압에서 동작시키므로 내구성과 안전성을 크게 향상시키는데 있다.Another effect of the present invention is to decompose and remove hydrocarbon, methane and ethane by completely reacting at a temperature lower than 400 ° C. at a relatively low temperature in the catalytic combustion process, and after adsorbing and removing water, remaining at -30 ° C. or higher and lower than 35 atm. It is designed to evaporate and remove oxygen and nitrogen gas to reduce the height of the distillation column as much as possible to reduce the installation cost while operating at low temperature and low pressure, thereby greatly improving the durability and safety.

Claims (12)

수분, 질소, 산소, 메탄, 에탄 및 액화 이산화탄소가 혼합되어 저장된 원료탱크에서 공급되는 액체 원료로부터 액체 이산화탄소를 정제하는 방법에 있어서,In the method for purifying liquid carbon dioxide from a liquid raw material supplied from a raw material tank stored by mixing water, nitrogen, oxygen, methane, ethane and liquefied carbon dioxide, 상기 수분, 질소, 산소, 메탄, 에탄 및 액체이산화탄소를 응축기 및 열교환기의 난방기능을 이용하여 기체상태로 변환하는 공정과,Converting the moisture, nitrogen, oxygen, methane, ethane, and liquid carbon dioxide into a gas state using a heating function of a condenser and a heat exchanger; 상기 기체로 변환된 이산화탄소의 흐름에서 산화반응을 용이하게 하기 위하여 산소를 주입하는 공정과, Injecting oxygen to facilitate an oxidation reaction in the stream of carbon dioxide converted into the gas, 상기 산소가 주입된 이산화탄소의 흐름속에 포함된 메탄, 에탄 및 하이드로카본물질을 연소 산화시켜 물과 이산화탄소로 변환하기 위하여 150℃내지 400℃ 사이의 온도에서 분해 반응할 수 있도록 알루미나를 담채로 하고 팔라듐 또는 니켈을 주 촉매로 이루어진 분해촉매제가 내장된 연소로에서 연소시키는 촉매연소공정과,Magnesium, ethane, and hydrocarbons contained in the flow of carbon dioxide injected with oxygen are alumina soaked in alumina so as to be decomposed and reacted at a temperature between 150 ° C. and 400 ° C. to convert into water and carbon dioxide. A catalytic combustion process of burning nickel in a combustion furnace containing a decomposition catalyst composed of a main catalyst; 상기 촉매연소공정에서 물, 질소, 산소 및 이산화탄소가 포함된 고온의 기체를 열교환기를 이용하여 냉각시키는 공정과, Cooling the high-temperature gas containing water, nitrogen, oxygen, and carbon dioxide in the catalytic combustion process by using a heat exchanger; 상기 촉매연소공정과 냉각공정에서 발생한 물을 외부로 배출하는 물 배출 공정과,A water discharge step of discharging the water generated in the catalytic combustion step and the cooling step to the outside; 상기 물의 일부가 제거되고, 물, 수분, 산소, 질소 및 이산화탄소가 포함된 기체에서 물과 수분을 제거하기 위하여 흡착제가 내장된 흡착탑을 이용하여 물 및 수분을 분리 제거하는 공정과,Removing a portion of the water and separating and removing the water and the water by using an adsorption tower having an adsorbent in order to remove water and moisture from the gas containing water, water, oxygen, nitrogen and carbon dioxide; 상기 물 및 수분을 분리 제거하는 공정을 통과하여 물과 수분이 제거된 이산화탄소의 흐름을 냉각하는 냉각공정과, A cooling process of cooling the flow of carbon dioxide from which water and water have been removed by passing through the process of separating and removing the water and water; 상기 냉각공정을 통과한 이산화탄소의 흐름 속에 포함된 질소와 산소를 서로 다른 증발온도의 차이를 이용하여 이산화탄소의 흐름으로부터 분리 제거하기 위하여 증류탑의 내부압력은 20기압내지 35기압으로 유지하고, 내부온도는 -15℃내지 -28℃에서 제어되도록 구성된 증류탑을 이용하여 분리하는 공정과,The internal pressure of the distillation column is maintained at 20 atmospheres to 35 atmospheres in order to separate and remove nitrogen and oxygen contained in the flow of carbon dioxide passed through the cooling process from the flow of carbon dioxide by using a difference of different evaporation temperatures. Separating using a distillation column configured to be controlled at -15 ° C to -28 ° C, 상기 물 및 수분을 분리 제거하는 공정 중에 발생하는 이산화탄소의 배출을 최소화하기 위하여 분리기 일측에 피드백 파이프라인을 설치하여 증류탑으로 피드백시키는 공정으로 이루어진 에너지 절약형 액체 이산화탄소를 정제하는 방법.In order to minimize the emission of carbon dioxide generated during the process of separating and removing the water and water, a method for purifying energy-saving liquid carbon dioxide consisting of a step of feeding back to the distillation column by installing a feedback pipeline on one side of the separator. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 수분, 질소, 산소, 메탄, 에탄 및 액화 이산화탄소가 혼합되어 저장된 원료탱크에서 공급되는 액체 원료에서 액체 이산화탄소를 정제하는 장치에 있어서,A device for purifying liquid carbon dioxide from a liquid raw material supplied from a raw material tank in which water, nitrogen, oxygen, methane, ethane, and liquefied carbon dioxide are mixed, 상기 수분, 질소, 산소, 메탄, 에탄 및 액체이산화탄소를 기체상태로 변환하는 응축기 및 열교환기와,A condenser and heat exchanger for converting the moisture, nitrogen, oxygen, methane, ethane and liquid carbon dioxide into a gas state; 상기 기체로 변환된 이산화탄소의 흐름에서 산화반응을 용이하게 하기 위하여 산소를 주입하는 수단과, Means for injecting oxygen to facilitate oxidation in the stream of carbon dioxide converted to the gas; 상기 주입된 산소와 이산화탄소의 흐름에 포함된 메탄, 에탄 및 하이드로카본물질을 산화시켜 물과 이산화탄소로 변환하기 위하여 150℃내지 400℃ 사이의 온도에서 분해 반응할 수 있도록 알루미나를 담채로 하고 팔라듐 또는 니켈을 주 촉매로 이루어진 분해촉매제가 내장된 연소로와,Magnesium, ethane, and hydrocarbons contained in the injected oxygen and carbon dioxide streams are immersed in alumina so as to be decomposed and reacted at a temperature between 150 ° C. and 400 ° C. to convert water and carbon dioxide into palladium or nickel. Combustion furnace containing a decomposition catalyst consisting of a main catalyst, 상기 연소로를 통과하면서 발생한 물, 질소, 산소 및 이산화탄소가 포함된 고온의 기체를 냉각하는 열교환기와, A heat exchanger for cooling a high temperature gas containing water, nitrogen, oxygen, and carbon dioxide generated while passing through the combustion furnace; 상기 연소로와 열교환기를 통과하면서 발생한 물을 외부로 배출하는 배출구와,An outlet for discharging water generated while passing through the combustion furnace and the heat exchanger to the outside; 상기 물의 일부가 제거되고 물, 수분, 산소, 질소 및 이산화탄소가 포함된 기체에서 물과 수분의 연속적으로 제거하기 위하여 병렬로 2개 이상 설치된 흡착제가 내장된 흡착탑과,An adsorption tower having two or more adsorbents installed in parallel to remove a portion of the water and continuously remove water and moisture from a gas containing water, moisture, oxygen, nitrogen, and carbon dioxide; 상기 흡착탑을 통과하여 물과 수분이 제거된 이산화탄소의 흐름 속에 포함된 질소와 산소를 서로 다른 증발온도의 차이를 이용하여 이산화탄소의 흐름으로부터 분리 제거하기 위하여 증류탑의 내부압력은 20기압내지 35기압으로 유지하고, 내부온도는 -15℃내지 -28℃에서 제어할 수 있도록 설계 제작된 증류탑과, The internal pressure of the distillation column is maintained at 20 atmospheres to 35 atmospheres in order to separate and remove nitrogen and oxygen contained in the flow of carbon dioxide from which water and water are removed through the adsorption column from the flow of carbon dioxide by using a difference in evaporation temperature. The internal temperature is designed to be controlled at -15 ℃ to -28 ℃ distillation column, 상기 증류탑에서 증류에 의한 분리 공정 중에 발생하는 이산화탄소의 배출을 최소화하기 위하여 분리기 일측에 피드백 파이프라인을 설치하여 증류탑으로 피드백시키는 수단으로 구성된 에너지 절약형 액체 이산화탄소를 정제하는 장치.Apparatus for purifying energy-saving liquid carbon dioxide comprising means for feeding back to the distillation column by installing a feedback pipeline on one side of the separator to minimize the emission of carbon dioxide generated during the separation process by distillation in the distillation column. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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