KR101098254B1 - Apparatus for co2 aqueous solution making - Google Patents

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Abstract

미세 조류 배양을 위해 물에 이산화탄소를 용해시켜 이산화탄소 수용액을 제조한 후 이를 공급함으로써 미세 조류의 배양 효율을 증대시킬 수 있는 이산화탄소 수용액 제조 장치가 개시된다. 본 발명에 따른 이산화탄소 수용액 제조 장치는, 탱크; 상기 탱크에 용수를 공급하는 용수 공급부; 상기 탱크에 이산화탄소를 공급하는 이산화탄소 공급부; 상기 이산화탄소를 미세한 기포로 발생시키는 기포 발생부; 및 상기 탱크에서 생성된 이산화탄소 수용액을 상기 탱크 외부로 배출하는 용수 배출부;를 포함하고, 상기 기포 발생부에서 발생된 기포는 상기 용수에 용해됨으로써 상기 이산화탄소 수용액을 제조하는 것을 특징으로 한다.Disclosed is a carbon dioxide aqueous solution production apparatus capable of increasing the culture efficiency of microalgae by dissolving carbon dioxide in water for microalgae cultivation to prepare a carbon dioxide aqueous solution and then supplying it. The carbon dioxide aqueous solution manufacturing apparatus according to the present invention, the tank; A water supply unit supplying water to the tank; A carbon dioxide supply unit supplying carbon dioxide to the tank; A bubble generator for generating the carbon dioxide into fine bubbles; And a water discharge part for discharging the carbon dioxide aqueous solution generated in the tank to the outside of the tank, wherein the bubbles generated in the bubble generator are dissolved in the water to produce the carbon dioxide aqueous solution.

Description

이산화탄소 수용액 제조 장치{APPARATUS FOR CO2 AQUEOUS SOLUTION MAKING}Carbon dioxide aqueous solution manufacturing apparatus {APPARATUS FOR CO2 AQUEOUS SOLUTION MAKING}

본 발명은 이산화탄소 수용액 제조 장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 미세 조류 배양을 위해 물에 이산화탄소를 흡수시켜 이산화탄소 수용액을 제조한 후 이를 공급함으로써 미세 조류의 배양 효율을 증대시킬 수 있도록 하는 이산화탄소 수용액 제조 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a carbon dioxide aqueous solution production apparatus. More specifically, the present invention relates to a carbon dioxide aqueous solution manufacturing apparatus that can increase the culture efficiency of the microalgae by absorbing carbon dioxide into water for microalgae cultivation to prepare a carbon dioxide aqueous solution and then supplying it.

전 세계적으로 미세 조류로부터 유래한 다양하고 유용한 고부가가치 물질들이 발견되어지고 있으며, 화력발전소, 제철소, 시멘트 공장 등에서 배출되는 CO2가 지구 온난화의 주범으로 지목됨에 따라 CO2를 고정화하기 위해 미세조류를 활용하려는 연구가 활발하게 진행되고 있다. 이런 미세조류를 대량 생산하기 위해서는 미세조류의 생산성을 높일 필요가 있다.All the algae to the world as derived variety from microalgae and useful high-value materials are being discovered, and the CO 2 that is discharged from thermal power plants, steel mills, cement factories cited as the main culprit of global warming fixation of CO 2 There is a lot of research going on. In order to mass produce these microalgae, it is necessary to increase the productivity of the microalgae.

미세조류의 대량 배양을 위한 중요한 인자로는 광도, 온도, pH, DCO2(용존이산화탄소 용존량) 농도, DO2농도(용존 산소 농도) 등이 있다. DCO2농도와 관련해 개방형 배양방법에서는 직접적인 CO2의 공급장치가 없이 공기 중의 낮은 농도의 CO2를 배양액에 공급함으로써 미세조류 성장속도가 낮고 기존의 밀폐형 배양방법에서는 직접 CO2를 용해시키므로 미세조류의 지수 증식기(exponential phase) 상태를 유지하기 어려워 높은 생산효율을 올리기 어려운 문제가 있었다.
Important factors for mass cultivation of microalgae include light intensity, temperature, pH, DCO 2 (dissolved carbon dioxide) concentration, and DO 2 (dissolved oxygen concentration). Regarding the concentration of DCO 2 , microalgae growth rate is low by supplying low concentrations of CO 2 to the culture medium without direct CO 2 supply in the open culture method, and directly dissolving CO 2 in the conventional closed culture method. Difficult to maintain the exponential phase state has a problem that it is difficult to increase the high production efficiency.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 이산화탄소를 물에 용해하여 제조한 이산화탄소 수용액을 미세 조류의 배양을 위해 공급함으로써 미세 조류의 배양 효율을 증대시킬 수 있는 이산화탄소 수용액 제조 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
The present invention has been proposed to solve the above problems, by providing a carbon dioxide aqueous solution manufacturing apparatus that can increase the culture efficiency of microalgae by supplying a carbon dioxide aqueous solution prepared by dissolving carbon dioxide in water for the culture of microalgae. For the purpose of

상기한 목적을 달성하기 위해, 이산화탄소 수용액 제조 장치는, 탱크; 상기 탱크에 용수를 공급하는 용수 공급부; 상기 탱크에 이산화탄소를 공급하는 이산화탄소 공급부; 상기 이산화탄소를 미세한 기포로 발생시키는 기포 발생부; 및 상기 탱크에서 생성된 이산화탄소 수용액을 상기 탱크 외부로 배출하는 용수 배출부;를 포함하고, 상기 기포 발생부에서 발생된 기포는 상기 용수에 용해됨으로써 상기 이산화탄소 수용액을 제조하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the carbon dioxide aqueous solution production apparatus, a tank; A water supply unit supplying water to the tank; A carbon dioxide supply unit supplying carbon dioxide to the tank; A bubble generator for generating the carbon dioxide into fine bubbles; And a water discharge part for discharging the carbon dioxide aqueous solution generated in the tank to the outside of the tank, wherein the bubbles generated in the bubble generator are dissolved in the water to produce the carbon dioxide aqueous solution.

상기 용수 공급부는 상기 탱크 내부로 용수가 유입되도록 하는 용수 공급관, 상기 용수의 역류를 방지하는 제1 체크 밸브, 상기 탱크 내부로 유입되는 상기 용수의 양을 측정하는 제1 용량계 및 상기 용수의 유입을 단속하는 공급밸브. 상기 용수 공급관을 통해 공급된 용수를 확산하여 분사하는 복수개의 노즐을 포함할 수 있다. The water supply unit includes a water supply pipe through which water is introduced into the tank, a first check valve to prevent backflow of the water, a first volume meter for measuring the amount of water introduced into the tank, and an inflow of the water. To regulate the supply valve. It may include a plurality of nozzles for diffusing and spraying the water supplied through the water supply pipe.

상기 용수 공급부는 상기 이산화탄소가 용해된 상기 용수를 상기 탱크로 재공급하는 순환부를 더 포함할 수 있다.The water supply unit may further include a circulation unit for supplying the water in which the carbon dioxide is dissolved to the tank.

상기 순환부는 상기 탱크 하부의 용수를 상기 노즐을 통해 공급되도록 연결되는 순환관 및 상기 순환관으로 용수가 유입되도록 하는 순환펌프를 포함할 수 있다. The circulation part may include a circulation pipe connected to supply water from the lower part of the tank through the nozzle, and a circulation pump for introducing water into the circulation pipe.

상기 용수 배출부는 상기 탱크에서 제조된 이산화탄소 수용액을 배출하는 용수 배출관, 상기 이산화탄소 수용액을 배출을 단속하는 배출 밸브, 상기 용수 배출관을 통해 배출되는 상기 이산화탄소 수용액의 용량을 측정하는 제2 용량계 및 상기 배출되는 상기 이산화탄소 수용액의 역류를 방지하는 제2 체크 밸브를 포함할 수 있다. The water discharge unit may include: a water discharge pipe for discharging the carbon dioxide aqueous solution prepared in the tank, a discharge valve for intermitting the discharge of the carbon dioxide aqueous solution, a second capacity meter for measuring the capacity of the carbon dioxide aqueous solution discharged through the water discharge pipe, and the discharge It may include a second check valve to prevent the backflow of the carbon dioxide aqueous solution.

상기 탱크는 온도 센서, 용존 이산화탄소 센서, 용존 산소 센서 및 pH 센서의 군(群) 가운데 선택된 적어도 하나 이상의 센서를 포함할 수 있다.The tank may comprise at least one sensor selected from the group of temperature sensors, dissolved carbon dioxide sensors, dissolved oxygen sensors, and pH sensors.

상기 이산화탄소 공급부는 상기 이산화탄소가 저장되는 가스 탱크, 상기 가스 탱크에서 배출되는 이산화탄소를 압축하는 압축기 및 상기 가스 탱크에서의 이산화탄소의 배출을 단속하는 가스 공급 밸브를 포함할 수 있다.The carbon dioxide supply unit may include a gas tank in which the carbon dioxide is stored, a compressor for compressing carbon dioxide discharged from the gas tank, and a gas supply valve for controlling the discharge of carbon dioxide from the gas tank.

상기 기포 발생부는 상기 탱크의 내측에 복수의 층으로 배치되는 격벽 및 상기 격벽에 형성되어 통과하는 이산화탄소를 기포로 발생시키는 복수개의 홀을 포함하고, 상기 격벽은 상기 용수 공급부의 상기 용수 공급관과 상기 용수 배출관 사이에 배치될 수 있다.
The bubble generating unit includes a partition wall disposed in a plurality of layers inside the tank and a plurality of holes for generating carbon dioxide passing through the partition wall as bubbles, and the partition wall includes the water supply pipe and the water of the water supply unit. It can be arranged between the discharge pipe.

상기한 이산화탄소 수용액 제조 장치는 이산화탄소를 용수에 용해시킨 후 이를 미세 조류의 배양에 투입할 수 있도록 하는 이산화탄소 수용액을 제조하는 효과를 갖는다.The carbon dioxide aqueous solution manufacturing apparatus has an effect of preparing a carbon dioxide aqueous solution to dissolve the carbon dioxide in the water and to put it into the culture of microalgae.

또한, 본 발명은 이산화탄소 수용액을 공급함으로써 미세 조류의 배양 효율을 증대시키는 효과를 갖는다.
In addition, the present invention has the effect of increasing the culture efficiency of the microalgae by supplying an aqueous carbon dioxide solution.

도 1은 본 발명에 의한 이산화탄소 수용액 제조 장치의 일 실시예의 구성을 나타내는 도면,
도 2는 본 발명에서 사용하는 노즐의 설치 상태를 나타내는 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 격벽의 구성을 나타내는 평면도이다.1 is a view showing the configuration of an embodiment of a carbon dioxide aqueous solution production apparatus according to the present invention,
2 is a view showing an installation state of a nozzle used in the present invention;
3 is a plan view showing the configuration of a partition wall according to an embodiment of the present invention.

상술한 본 발명의 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 실시예를 통하여 보다 분명해질 것이다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the present invention when taken in conjunction with the accompanying drawings.

이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서 또는 출원에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.The following specific structural to functional descriptions are merely illustrated for the purpose of describing embodiments in accordance with the concepts of the present invention, and embodiments in accordance with the concepts of the present invention may be embodied in various forms and may not be described in It should not be construed as limited to the embodiments.

본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The embodiments according to the concept of the present invention can make various changes and have various forms, so that specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in this specification or application. However, it should be understood that the embodiments according to the concept of the present invention are not intended to limit the present invention to specific modes of operation, but include all changes, equivalents and alternatives included in the spirit and scope of the present invention.

제1 및/또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소들로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소는 제1 구성 요소로도 명명될 수 있다. Terms such as first and / or second may be used to describe various components, but the components are not limited to the terms. The terms may be named for the purpose of distinguishing one element from another, for example, without departing from the scope of the right according to the concept of the present invention, the first element being referred to as the second element, The second component may also be referred to as a first component.

어떠한 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떠한 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 또는 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성 요소들 간의 관계를 설명하기 위한 다른 표현들, 즉 "～사이에"와 "바로 ～사이에" 또는 "～에 인접하는"과 "～에 직접 인접하는" 등의 표현도 마찬가지로 해석되어야 한다.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when it is mentioned that an element is "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between. Other expressions to describe the relationship between components, such as "between" and "immediately between" or "adjacent to" and "directly adjacent to", should be interpreted as well.

본 명세서에서 사용하는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. It is to be understood that the terms such as " comprises "or" having "in this specification are intended to specify the presence of stated features, integers, But do not preclude the presence or addition of steps, operations, elements, parts, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. Terms such as those defined in the commonly used dictionaries should be construed as having meanings consistent with the meanings in the context of the related art, and are not construed in ideal or excessively formal meanings unless expressly defined herein. Do not.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써 본 발명을 상세히 설명하도록 한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Like reference numerals in the drawings denote like elements.

도 1은 본 발명에 의한 이산화탄소 수용액 제조 장치의 일 실시예의 구성을 나타내는 도면이다.1 is a view showing the configuration of an embodiment of a carbon dioxide aqueous solution production apparatus according to the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 이산화탄소 수용액 제조 장치(100)는, 탱크(200), 용수 공급부(300), 용수 배출부(400), 이산화탄소 공급부(500) 및 기포 발생부(600)를 포함하여 구성될 수 있다. As shown in Figure 1, the carbon dioxide aqueous solution manufacturing apparatus 100 according to an embodiment of the present invention, the tank 200, water supply unit 300, water discharge unit 400, carbon dioxide supply unit 500 and bubbles It may be configured to include a generator 600.

탱크(200)는 소정의 내부 용적을 갖는 용기이다. 탱크(200)는 용수(用水)와 이산화탄소를 공급받은 후, 이산화탄소가 용수에 용해되는 공간을 제공한다. 탱크(200)는 내부의 용수와 이산화탄소가 외부로 누출되지 않도록 밀폐되는 형태로 형성되는 것이 바람직하다. Tank 200 is a container having a predetermined internal volume. The tank 200 provides a space in which carbon dioxide is dissolved in the water after receiving water and carbon dioxide. The tank 200 is preferably formed in a sealed form so that water and carbon dioxide therein do not leak to the outside.

또한, 탱크(200)에는 온도 센서, 용존 이산화탄소 센서, 용존 산소 센서 및 pH 센서가 설치되는 것이 바람직하다..In addition, the tank 200 is preferably provided with a temperature sensor, dissolved carbon dioxide sensor, dissolved oxygen sensor and pH sensor.

탱크(200)에는 용수를 공급하는 용수 공급부(300)와 이산화탄소를 공급하는 이산화탄소 공급부(500)가 연결된다. The tank 200 is connected to a water supply unit 300 for supplying water and a carbon dioxide supply unit 500 for supplying carbon dioxide.

용수 공급부(300)는 탱크(200) 내로 용수를 공급한다. 용수 공급부(300)는 용수 공급관(310), 제1 체크 밸브(320), 공급밸브(330), 제1 용량계(340) 및 복수개의 노즐(350)을 포함하여 구성될 수 있다. The water supply unit 300 supplies water into the tank 200. The water supply unit 300 may include a water supply pipe 310, a first check valve 320, a supply valve 330, a first capacitance meter 340, and a plurality of nozzles 350.

용수 공급관(310)은 탱크(200)의 상부측으로 연결되어, 외부의 용수 저장탱크(미도시)에서 공급되는 용수를 탱크(200) 내부로 공급한다. 용수 공급관(310) 상에는 공급되는 용수의 역류를 방지하는 제1 체크 밸브(320), 용수의 공급을 단속하는 공급 밸브(330) 및 탱크(200)로 공급되는 용수의 양을 측정하는 제1 용량계(340)가 설치될 수 있다. The water supply pipe 310 is connected to the upper side of the tank 200, and supplies water supplied from an external water storage tank (not shown) into the tank 200. On the water supply pipe 310, the first check valve 320 to prevent the back flow of the water to be supplied, the supply valve 330 to control the supply of water and the first volume for measuring the amount of water supplied to the tank 200 The system 340 may be installed.

여기서, 공급 밸브(330)는 외부에서 입력되는 동작 신호에 의해 동작하는 솔레노이드 밸브를 사용하는 것이 바람직하다. 노즐(350)은 탱크(200) 내부에 복수개로 설치되는 것이 바람직할 것이다.
Here, the supply valve 330 preferably uses a solenoid valve that operates by an operation signal input from the outside. The nozzle 350 may be installed in plurality in the tank 200.

도 2는 본 발명에서 사용하는 노즐(350)의 설치 상태를 나타내는 도면이다. 2 is a view showing an installation state of the nozzle 350 used in the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 복수개의 노즐(350)은 탱크(200)의 내측 상부에 소정의 간격으로 설치된다. 복수개의 노즐(350)은 용수 공급관(310)을 통해 공급되는 용수를 복수개의 수류를 형성하여 탱크(200) 내부로 분사하여 공급함으로써 후술하는 이산화탄소 공급부(500)를 통해 공급되는 이산화탄소의 용해가 용이하도록 한다. 용수의 수류를 복수개로 형성한다면, 노즐(350)의 설치 상태는 도 2에 도시된 바로 한정되지 않고 다양하게 변형될 수 있다. 한편, 노즐(350)을 통해 공급되는 용수의 수류는 폭이 넓게 형성되도록 하여 이산화탄소의 용해를 용이하게 하는 것이 바람직하다. As shown in FIG. 2, the plurality of nozzles 350 are installed at predetermined intervals on an inner upper portion of the tank 200. The plurality of nozzles 350 form a plurality of streams of water supplied through the water supply pipe 310 to spray the water into the tank 200, thereby easily dissolving carbon dioxide supplied through the carbon dioxide supply unit 500 to be described later. Do it. If a plurality of water flows of water are formed, the installation state of the nozzle 350 is not limited to that illustrated in FIG. 2 and may be variously modified. On the other hand, the water flow of the water supplied through the nozzle 350 is preferably formed to be wider to facilitate the dissolution of carbon dioxide.

용수 배출부(400)는 용수 배출관(410), 제2 체크 밸브(420), 배출 밸브(430) 및 제2 용량계(440)를 포함하여 구성될 수 있다.The water discharge part 400 may include a water discharge pipe 410, a second check valve 420, a discharge valve 430, and a second capacity meter 440.

용수 배출관(410)은 탱크(200) 내부에서 제조된 이산환탄소 수용액을 외부로 배출한다. 용수 배출관(410) 상에는 배출되는 이산화탄소 수용액의 역류를 방지하는 제2 체크 밸브(420), 이산화탄소 수용액의 배출을 단속하는 배출 밸브(430), 및 배출되는 이산화탄소 수용액의 양을 측정하는 제2 용량계(440)가 설치될 수 있다. 또한, 용수 배출관(410)을 통해 배출되는 이산화탄소 수용액을 외부의 기기(예를 들어, 광생물 반응기 등)으로 공급할 수 있도록 하는 배출 펌프(450)가 설치될 수 있다.The water discharge pipe 410 discharges the dicyclic ring carbon aqueous solution manufactured in the tank 200 to the outside. On the water discharge pipe 410, the second check valve 420 to prevent the reverse flow of the carbon dioxide solution discharged, the discharge valve 430 to control the discharge of the carbon dioxide aqueous solution, and the second volume meter for measuring the amount of the carbon dioxide aqueous solution discharged 440 may be installed. In addition, a discharge pump 450 may be installed to supply the carbon dioxide aqueous solution discharged through the water discharge pipe 410 to an external device (for example, a photobioreactor or the like).

이산화탄소 공급부(500)는 탱크(200)의 내부로 이산화탄소를 공급한다. 이산화탄소 공급부(500)는 탱크(200)의 하부 일측으로 연결되는 것이 바람직하다. The carbon dioxide supply unit 500 supplies carbon dioxide into the tank 200. Carbon dioxide supply unit 500 is preferably connected to the lower side of the tank 200.

이산화탄소 공급부(500)는 가스 탱크(510), 가스 공급관(520), 가스 공급 밸브(530), 압축기(540), 가스 용량계(550) 및 확산판(560)을 포함하여 구성될 수 있다. The carbon dioxide supply unit 500 may include a gas tank 510, a gas supply pipe 520, a gas supply valve 530, a compressor 540, a gas capacity meter 550, and a diffusion plate 560.

가스 탱크(510)는 소정 용량의 이산화탄소를 저장한다. 가스 탱크(510)에 저장되는 이산화탄소는 화력 발전소의 가동에 의해 발생된 이산화탄소일 수 있다. 또한, 미세 조류의 배양을 위해 별도의 이산화탄소 발생 장치에 의해 발생된 이산화탄소일 수 있다. 가스 탱크(510)에 저장되는 이산화탄소는 필터 등에 의해 가스에 포함되어 있는 미세 입자가 제거된 상태인 것이 바람직하다.The gas tank 510 stores carbon dioxide of a predetermined capacity. Carbon dioxide stored in the gas tank 510 may be carbon dioxide generated by the operation of the thermal power plant. In addition, it may be carbon dioxide generated by a separate carbon dioxide generator for the culture of microalgae. The carbon dioxide stored in the gas tank 510 is preferably in a state in which fine particles contained in the gas are removed by a filter or the like.

가스 공급관(520)은 가스 탱크(510)와 탱크(200)를 연결하여 탱크(200)로 가스의 공급이 이루어지도록 한다. The gas supply pipe 520 connects the gas tank 510 and the tank 200 to supply the gas to the tank 200.

가스 공급 밸브(530)는 가스 탱크(510)에서의 가스 배출을 단속한다. The gas supply valve 530 intercepts the gas discharge from the gas tank 510.

가스 공급관(520) 상에는 압축기(540)가 설치된다. 압축기(540)는 가스 탱크(510)에서 방출되는 가스를 소정의 압력 상태로 압축하여 탱크(200)로 공급한다. The compressor 540 is installed on the gas supply pipe 520. The compressor 540 compresses the gas discharged from the gas tank 510 to a predetermined pressure state and supplies the gas to the tank 200.

가스 용량계(550)는 가스 공급관(520)을 통해 공급되는 이산화탄소의 용량을 측정하여 표시한다.The gas capacity meter 550 measures and displays the capacity of the carbon dioxide supplied through the gas supply pipe 520.

확산판(560)은 탱크(200)의 내측 하부에 설치된다. 확산판(560)은 탱크(200)의 내측 하부에 위치되는 가스 공급관(520)의 단부보다는 높은 위치에 설치되는 것이 바람직하다.The diffusion plate 560 is installed at the inner lower portion of the tank 200. The diffusion plate 560 is preferably installed at a position higher than an end portion of the gas supply pipe 520 positioned below the inner side of the tank 200.

확산판(560)은 가스 공급관(520)의 단부를 통해 배출되는 이산화탄소를 탱크(200)의 전체에 걸쳐 확산되도록 한다.The diffusion plate 560 diffuses carbon dioxide discharged through the end of the gas supply pipe 520 over the entire tank 200.

도면에서 미설명된 도면 부호 512와 514는 가스 탱크(510) 내부의 압력을 측정하여 표시하는 압력 게이지와 가스 탱크(510) 내부의 압력이 안전 범위를 넘었을 때 가스 탱크(510) 내부의 가스를 강제 배출하는 안전 밸브이다.In the drawings, reference numerals 512 and 514 denote pressure gauges for measuring and displaying pressure in the gas tank 510 and gases in the gas tank 510 when the pressure in the gas tank 510 exceeds a safe range. It is a safety valve to force discharge.

기포 발생부(600)는 외부에서 공급되는 이산화탄소를 기포 형태로 생성시켜 용해가 용이하게 이루어지도록 한다. Bubble generation unit 600 generates carbon dioxide supplied from the outside in the form of bubbles to facilitate dissolution.

기포 발생부(600)는 격벽(610)과 격벽(610) 상의 홀(620)을 포함한다.
The bubble generator 600 includes a partition 610 and a hole 620 on the partition 610.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 격벽의 구성을 나타내는 평면도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 격벽(610)에는 복수개의 홀(620)이 형성되어 있다. 3 is a plan view showing the configuration of a partition wall according to an embodiment of the present invention. As illustrated in FIG. 3, a plurality of holes 620 are formed in the partition wall 610.

격벽(610)은 탱크(200)의 내부에 복수의 층으로 설치되되, 용수 공급관과 용수 배출관 사이에 배치되는 것이 바람직하다. 또한, 최하부에 위치되는 격벽(610)은 이산화탄소 공급부(500)의 확산판(560) 보다 높은 위치에 배치되는 것이 바람직하다. 또한, 최상부에 위치되는 격벽(610)은 탱크(200) 내부에 설치되어 있는 노즐(350) 보다 낮은 위치에 배치되는 것이 바람직하다.The partition wall 610 is installed in a plurality of layers inside the tank 200, and is preferably disposed between the water supply pipe and the water discharge pipe. In addition, the partition wall 610 positioned at the lowermost portion is preferably disposed at a position higher than the diffusion plate 560 of the carbon dioxide supply unit 500. In addition, it is preferable that the partition wall 610 positioned at the top is disposed at a position lower than the nozzle 350 installed in the tank 200.

복수개의 격벽(610)은 수평으로 설치되고, 서로 평행하게 설치된다. The plurality of partitions 610 are horizontally installed and parallel to each other.

격벽(610)은 외주면이 탱크(200)의 내측면에 밀착되도록 형성된다. The partition wall 610 is formed such that the outer circumferential surface is in close contact with the inner surface of the tank 200.

홀(620)은 가스 공급관(520)을 통해 배출된 이산화탄소를 소정의 직경을 갖는 미세한 기포 형태로 발생시킨다. 미세한 기포로 형성된 이산화탄소는 용수에의 용해가 용이하게 이루어질 수 있다. 홀(620)은 격벽(610)의 전면에 걸쳐 일정한 간격으로 배치되는 것이 바람직하다. The hole 620 generates carbon dioxide discharged through the gas supply pipe 520 in the form of fine bubbles having a predetermined diameter. Carbon dioxide formed of fine bubbles can be easily dissolved in water. The holes 620 are preferably arranged at regular intervals over the entire surface of the partition 610.

홀(620)의 직경은 가능한 작게 형성되는 것이 바람직하다. 이산화탄소의 기포를 형성하는 것은 이산화탄소의 용해를 용이하게 하기 위함이다. 따라서, 기포의 직경이 가능한 작을수록 이산화탄소 용해가 더욱 촉진되므로 이를 위해 격벽(610)에 형성되는 홀(620)의 직경은 가능한 작게 형성되는 것이 바람직하다. The diameter of the hole 620 is preferably formed as small as possible. The formation of bubbles of carbon dioxide is to facilitate the dissolution of carbon dioxide. Therefore, the smaller the diameter of the bubble is, the more the carbon dioxide dissolution is further promoted. Therefore, the diameter of the hole 620 formed in the partition wall 610 is preferably formed as small as possible.

탱크(200)의 하부로 공급된 이산화탄소는 탱크(200)의 하부에서 상부로 이동하는 동안 복수의 격벽(610)에 형성된 홀(620)을 통과하면서 미세한 기포로 형성되고, 기포로 형성된 이후에는 탱크(200) 내부의 용수에 용해될 수 있다.The carbon dioxide supplied to the lower part of the tank 200 is formed of fine bubbles while passing through the holes 620 formed in the plurality of partitions 610 while moving from the lower part of the tank 200 to the upper part. 200 may be dissolved in the water inside.

순환부(700)는 순환관(710), 유입관(720), 순환펌프(730) 및 스태틱 믹서(750)를 포함하여 구성될 수 있다. 순환부(700)는 탱크(200) 내의 용수 즉, 이산화탄소가 용해된 용수를 탱크(200) 내로 재순환시킴으로써 이산화탄소의 용해 정도를 향상시킬 수 있다.The circulation unit 700 may include a circulation pipe 710, an inflow pipe 720, a circulation pump 730, and a static mixer 750. The circulation unit 700 may improve the dissolution of carbon dioxide by recycling the water in the tank 200, that is, the water in which carbon dioxide is dissolved, into the tank 200.

순환관(710)은 탱크(200) 내의 용수 즉, 이산화탄소가 용해된 용수를 수집하여 노즐(350)을 통해 탱크(200) 내로 재공급할 수 있도록 한다. 순환관(710)의 타단은 노즐(350) 측에 연결되되, 제1 체크 밸브(320)와 노즐(350)의 사이로 연결되는 것이 바람직하다.The circulation pipe 710 collects water in the tank 200, that is, water in which carbon dioxide is dissolved, and re-supplies the tank 200 through the nozzle 350. The other end of the circulation pipe 710 is connected to the nozzle 350 side, it is preferably connected between the first check valve 320 and the nozzle 350.

여기서, 용수의 수집을 용이하게 하기 위해 탱크(200) 내측에 위치되는 순환관(710)의 단부에는 순환관(710)의 직경보다 큰 직경을 갖는 유입관(720)이 설치된다. 본 실시예에서 유입관(720)은 평판 형태로 형성되어 있으나, 사용자의 선택에 따라서 깔때기 형태로 형성될 수 있다. Here, an inlet pipe 720 having a diameter larger than the diameter of the circulation pipe 710 is installed at the end of the circulation pipe 710 located inside the tank 200 to facilitate the collection of water. In the present embodiment, the inlet pipe 720 is formed in a flat plate shape, but may be formed in a funnel shape according to a user's selection.

순환관(710) 상에는 순환펌프(730)가 설치되어 순환관(710)을 통한 용수의 순환을 용이하게 한다. 그리고, 순환관(710) 상에는 용수의 순환이 없을 경우에는 순환관(710)을 폐쇄할 수 있도록 순환 개폐 밸브(740)가 설치된다. A circulation pump 730 is installed on the circulation pipe 710 to facilitate circulation of water through the circulation pipe 710. And, if there is no circulation of water on the circulation pipe 710, the circulation opening and closing valve 740 is installed to close the circulation pipe 710.

순환관(710) 상에는 스태틱 믹서(750)가 설치된다. 스태틱 믹서(750) 이산화탄소의 용해 정도를 향상시킬 수 있다. 스태틱 믹서(750)는 관형태로 형성된다. 스태틱 믹서(750)의 중심축은 순환관(710)의 중심축과 일치하게 형성된다.The static mixer 750 is installed on the circulation pipe 710. Static mixer 750 can improve the degree of dissolution of carbon dioxide. The static mixer 750 is formed in a tubular shape. The central axis of the static mixer 750 is formed to coincide with the central axis of the circulation pipe 710.

스태틱 믹서(750)의 내부에는 사선 형태의 경사판(752)이 복수개로 형성되어 있다. 경사판(752)의 일단은 스태틱 믹서(750)의 내측벽에 연결되어 있고, 경사판(752)의 타단은 스태틱 믹서(750)의 타측벽 상부를 향하여 소정의 기울기로 설치되어 있다. 이때, 경사판(752)의 타단은 스태틱 믹서(750)의 내측벽과 소정의 간격을 두고 이격되어 있다. 이격 공간으로는 용수가 통과할 수 있다.Inside the static mixer 750, a plurality of oblique plate 752 is formed. One end of the inclined plate 752 is connected to the inner wall of the static mixer 750, and the other end of the inclined plate 752 is provided at a predetermined inclination toward the upper side of the other side of the static mixer 750. At this time, the other end of the inclined plate 752 is spaced apart from the inner wall of the static mixer 750 at a predetermined interval. Water can pass through the space.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 이산화탄소 수용액 제조 장치의 작용을 설명하기로 한다.The operation of the carbon dioxide aqueous solution manufacturing apparatus according to the present invention configured as described above will be described.

이산화탄소 수용액의 제조를 위해 탱크(200) 내부에는 용수를 공급한다. 용수의 공급을 위해서 용수 공급관(310) 상의 공급 밸브(330)를 개방조작한다. 이때 공급되는 용수로는 천연 해수, 인공 해수, 염수 및 담수가 사용될 수 있다. 또한, 공급되는 용수는 유기물 및 먼지와 같은 불순물이 제거된 상태인 것이 바람직하다. Water is supplied into the tank 200 to prepare a carbon dioxide aqueous solution. The supply valve 330 on the water supply pipe 310 is opened to supply water. At this time, the supplied water may be used natural seawater, artificial seawater, brine and fresh water. In addition, the water to be supplied is preferably in a state in which impurities such as organic matter and dust are removed.

용수 공급관(310)을 통해 공급되는 용수는 노즐(350)을 통해 확산된 상태에서 탱크(200) 내부로 분사된다. 탱크(200) 내부는 소정량의 용수로 채워진다. 제1 용량계(340)는 탱크(200) 내로 공급되는 용수의 양을 측정하여 표시한다. 측정된 용수의 양이 복수개의 격벽(610) 중 최상부의 격벽(610)이 잠길 수 있는 양이 되면, 공급 밸브(330)를 폐쇄 조작하여 용수 공급을 중단한다. 여기서, 별도의 조작이 있기 전까지 용수 배출관(410) 상의 배출 밸브(430)는 폐쇄된 상태를 유지한다.Water supplied through the water supply pipe 310 is sprayed into the tank 200 in a state of being diffused through the nozzle 350. The tank 200 is filled with a predetermined amount of water. The first volume meter 340 measures and displays the amount of water supplied into the tank 200. When the amount of water measured is such that the uppermost partition 610 of the plurality of partitions 610 can be locked, the supply valve 330 is closed to stop the water supply. Here, the discharge valve 430 on the water discharge pipe 410 is kept closed until there is a separate operation.

한편, 가스 탱크(510)와 탱크(200)를 연결하는 가스 공급관(520) 상에 설치되어 있는 가스 공급 밸브(530)를 개방조작하여 탱크(200) 내부로 이산화탄소를 공급한다. Meanwhile, the gas supply valve 530 provided on the gas supply pipe 520 connecting the gas tank 510 and the tank 200 is opened to supply carbon dioxide into the tank 200.

탱크(200) 내부로 공급되는 이산화탄소는 확산판(560)을 통해 탱크(200) 하부 전체에 걸쳐 공급된다. Carbon dioxide supplied into the tank 200 is supplied throughout the lower portion of the tank 200 through the diffusion plate 560.

이후, 확산판(560)을 통해 공급되는 이산화탄소는 탱크(200)의 상부로 상승한다. 이산화탄소는 탱크(200) 상부로 상승하는 도중 격벽(610)에 형성된 홀(620)을 통과하며 미세한 기포로 형성된다. 미세한 기포들은 계속 상승하고, 기포는 상승하는 도중 용수에 용해되어 이산화탄소 수용액이 생성된다. Thereafter, the carbon dioxide supplied through the diffusion plate 560 rises to the top of the tank 200. The carbon dioxide passes through the hole 620 formed in the partition wall 610 while rising to the upper portion of the tank 200 and is formed of fine bubbles. The fine bubbles continue to rise, and the bubbles dissolve in the water during the rise, producing an aqueous carbon dioxide solution.

한편, 순환관(710) 상에 설치되어 있는 순환 개폐 밸브(740)를 개방하고, 순환 펌프(730)를 동작시키도록 한다. 순환 펌프(730)의 동작에 의해 탱크(200) 내부의 수용액은 순환관(710) 내로 유입된다. 이후, 스태틱 믹서(750)를 통과한 후, 노즐(350)을 통하여 탱크(200) 내부로 재공급된다. 재공급된 수용액에는 격벽(610)의 홀(620)을 통과하여 형성된 기포가 접촉하여 용해되며, 이에 의해 수용액의 이산화탄소의 용존량은 증가한다.On the other hand, the circulation opening and closing valve 740 provided on the circulation pipe 710 is opened to operate the circulation pump 730. The aqueous solution in the tank 200 is introduced into the circulation pipe 710 by the operation of the circulation pump 730. Then, after passing through the static mixer 750, it is supplied back into the tank 200 through the nozzle 350. Bubbles formed through the holes 620 of the partition wall 610 are dissolved in contact with the re-supplied aqueous solution, thereby increasing the dissolved amount of carbon dioxide in the aqueous solution.

이상에서와 같은 수용액의 순환은 사용자가 원하는 용존 이산화탄소량을 얻을 때까지 수차례 반복할 수 있다. The circulation of the aqueous solution as described above can be repeated several times until the user obtains the desired amount of dissolved carbon dioxide.

수용액의 순환이 이루어지는 동안 용존 이산화탄소 센서는 수용액의 이산화탄소 용존량을 측정한다. 이산화탄소 용존량이 광생물 반응기와 같은 외부 기기에서 필요로 하는 정도에 도달하면, 사용자는 공급 밸브(330), 가스 공급 밸브(530) 및 순환 개폐 밸브(740)를 폐쇄 조작한다. 이후, 용수 배출관(410) 상의 배출 밸브(430)를 개방 조작하여 이산화탄소 수용액이 용수 배출관(410)을 통해 외부로 배출되도록 한다. During the circulation of the aqueous solution, the dissolved carbon dioxide sensor measures the amount of carbon dioxide dissolved in the aqueous solution. When the carbon dioxide dissolved amount reaches a level required by an external device such as a photobioreactor, the user closes the supply valve 330, the gas supply valve 530, and the circulation open / close valve 740. Thereafter, the discharge valve 430 on the water discharge pipe 410 is opened to allow the carbon dioxide aqueous solution to be discharged to the outside through the water discharge pipe 410.

배출 펌프(450)를 동작시키면 탱크(200) 외부로 배출되는 이산화탄소 수용액은 광생물 반응기와 같은 외부 기기로 공급될 수 있다.When the discharge pump 450 is operated, the carbon dioxide aqueous solution discharged to the outside of the tank 200 may be supplied to an external device such as a photobioreactor.

이산화탄소 수용액의 공급량은 제2 용량계(440)에 의해 측정되어 표시되므로, 필요로 하는 양이 공급된 후 배출 밸브(430)를 폐쇄 조작한다. Since the supply amount of the carbon dioxide aqueous solution is measured and displayed by the second capacity meter 440, the discharge valve 430 is closed after the required amount is supplied.

이후, 상술한 공정을 반복하여 이산화탄소 수용액을 준비하여 이후의 공정에 대비하도록 한다.
Thereafter, the above-described process is repeated to prepare a carbon dioxide aqueous solution to prepare for the subsequent process.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
The present invention described above is not limited to the above-described embodiment and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications, and changes are possible within the scope without departing from the technical spirit of the present invention. It will be evident to those who have knowledge of.

100: 이산화탄소 수용액 제조 장치
200: 탱크
300: 용수 공급부
400: 용수 배출부
500: 이산화탄소 공급부
600: 기포 발생부
700: 순환부100: carbon dioxide aqueous solution manufacturing apparatus
200: tank
300: water supply
400: water discharge
500: carbon dioxide supply
600: bubble generation unit
700: circulation

Claims (8)

탱크;
상기 탱크에 용수를 공급하며 상기 탱크 내에 위치하는 다수의 노즐을 구비하는 용수 공급부;
상기 탱크에 이산화탄소를 공급하며 이산화탄소를 상기 탱크 전체에 걸쳐 확산시키는 확산판을 구비하는 이산화탄소 공급부;
상기 확산판으로부터 배출된 이산화탄소를 미세한 기포로 발생시키는 기포 발생부; 및
상기 탱크에서 생성된 이산화탄소 수용액을 상기 탱크 외부로 배출하는 용수 배출부;를 포함하고,
상기 기포 발생부는, 상기 탱크 내측에 복수의 층으로 배치되며 그 외주면이 상기 탱크의 내측면에 밀착하는 격벽과, 상기 격벽에 형성되어 통과하는 이산화탄소를 기포로 발생시키는 복수개의 홀을 구비하며, 상기 격벽은 상기 노즐과 상기 확산판 사이에 배치되고,
상기 기포 발생부에서 발생된 기포는 상기 용수에 용해됨으로써 상기 이산화탄소 수용액을 제조하는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 수용액 제조 장치.
Tank;
A water supply unit supplying water to the tank and having a plurality of nozzles located in the tank;
A carbon dioxide supply unit supplying carbon dioxide to the tank and including a diffusion plate for diffusing carbon dioxide over the entire tank;
A bubble generator which generates carbon dioxide discharged from the diffusion plate into fine bubbles; And
And a water discharge part for discharging the carbon dioxide aqueous solution generated in the tank to the outside of the tank.
The bubble generating unit includes a partition wall disposed in a plurality of layers inside the tank and having an outer circumferential surface in close contact with an inner surface of the tank, and a plurality of holes for generating carbon dioxide formed in the partition wall as bubbles. The partition wall is disposed between the nozzle and the diffusion plate,
Bubbles generated in the bubble generating unit is dissolved in the water to produce the carbon dioxide aqueous solution manufacturing apparatus, characterized in that for producing.
제1항에 있어서, 상기 용수 공급부는,
상기 탱크 내부로 용수가 유입되도록 상기 다수의 노즐로 용수를 공급하는 하는 용수 공급관;
상기 용수의 역류를 방지하는 제1 체크 밸브;
상기 탱크 내부로 유입되는 상기 용수의 양을 측정하는 제1 용량계; 및
상기 용수의 유입을 단속하는 공급밸브;를
더 포함하는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 수용액 제조 장치.
According to claim 1, The water supply unit,
A water supply pipe configured to supply water to the plurality of nozzles so that water flows into the tank;
A first check valve to prevent backflow of the water;
A first volume meter for measuring an amount of the water flowing into the tank; And
Supply valve for regulating the inflow of water;
Carbon dioxide aqueous solution production apparatus characterized in that it further comprises.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 용수 공급부는,
상기 이산화탄소가 용해된 상기 용수를 상기 탱크로 재공급하는 순환부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 수용액 제조 장치.
The water supply unit according to claim 1 or 2,
Apparatus for producing a carbon dioxide aqueous solution, characterized in that it further comprises a circulation unit for resupplying the water in which the carbon dioxide is dissolved to the tank.
제3항에 있어서, 상기 순환부는,
상기 탱크 하부의 용수를 상기 노즐을 통해 공급되도록 연결되는 순환관; 및
상기 순환관으로 용수가 유입되도록 하는 순환펌프;를
포함하는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 수용액 제조 장치.
The method of claim 3, wherein the circulation unit,
A circulation pipe connected to supply water from the bottom of the tank through the nozzle; And
A circulation pump allowing water to flow into the circulation pipe;
Carbon dioxide aqueous solution production apparatus comprising a.
제1항에 있어서, 상기 용수 배출부는,
상기 탱크에서 제조된 이산화탄소 수용액을 배출하는 용수 배출관;
상기 이산화탄소 수용액을 배출을 단속하는 배출 밸브;
상기 용수 배출관을 통해 배출되는 상기 이산화탄소 수용액의 용량을 측정하는 제2 용량계; 및
상기 배출되는 상기 이산화탄소 수용액의 역류를 방지하는 제2 체크 밸브;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 수용액 제조 장치.
According to claim 1, The water discharge unit,
Water discharge pipe for discharging the carbon dioxide aqueous solution prepared in the tank;
A discharge valve for controlling discharge of the carbon dioxide aqueous solution;
A second volume meter for measuring a volume of the carbon dioxide aqueous solution discharged through the water discharge pipe; And
And a second check valve for preventing backflow of the discharged carbon dioxide aqueous solution.
제1항에 있어서,
상기 탱크는 온도 센서, 용존 이산화탄소 센서, 용존 산소 센서 및 pH 센서의 군(群) 가운데 선택된 적어도 하나 이상의 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 수용액 제조 장치.
The method of claim 1,
The tank is a carbon dioxide aqueous solution manufacturing apparatus comprising at least one sensor selected from the group of the temperature sensor, dissolved carbon dioxide sensor, dissolved oxygen sensor and pH sensor.
제1항에 있어서, 상기 이산화탄소 공급부는,
상기 이산화탄소가 저장되는 가스 탱크;
상기 가스 탱크에서 배출되는 이산화탄소를 압축하는 압축기;
상기 가스 탱크에서의 이산화탄소의 배출을 단속하는 가스 공급 밸브;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 수용액 제조 장치.
The method of claim 1, wherein the carbon dioxide supply unit,
A gas tank in which the carbon dioxide is stored;
A compressor for compressing carbon dioxide discharged from the gas tank;
And a gas supply valve for intermitting the discharge of carbon dioxide from the gas tank.
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