KR101140775B1 - 덕트 반응기에서 수용액의 연속순환이 가능한 이산화탄소 제거장치 및 방법 - Google Patents

덕트 반응기에서 수용액의 연속순환이 가능한 이산화탄소 제거장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 덕트 반응기에서 수용액의 연속순환이 가능한 이산화탄소 제거장치 및 방법에 관한 것으로서, 상세하게는 덕트 반응기에서 흡수액을 연속 순환시켜 배출가스와 반응시킨 뒤 덕트 반응기의 흡수액의 pH를 실시간으로 측정하여 흡수액의 pH가 기준값보다 낮아 제거 효율이 낮아지는 경우 외부로 배출하며, 흡수액의 수위가 낮아지면 자동으로 신규 흡수액을 보충하도록 하는 덕트 반응기에서 수용액의 연속순환이 가능한 이산화탄소 제거장치 및 방법에 관한 것이다.

Description

덕트 반응기에서 수용액의 연속순환이 가능한 이산화탄소 제거장치 및 방법{APPARATUS FOR CAPTURE OF CARBON DIOXIDE CONTINUOUSLY CIRCULATING AQUEOUS SOLUTION IN DUCT REACTOR AND THE METHOD THEREOF}
본 발명은 덕트 반응기에서 수용액의 연속순환이 가능한 이산화탄소 제거장치 및 방법에 관한 것으로서, 상세하게는 덕트 반응기에서 흡수액을 연속 순환시켜 배출가스와 반응시킨 뒤 덕트 반응기의 흡수액의 pH를 실시간으로 측정하여 흡수액의 pH가 기준값보다 낮아 제거 효율이 낮아지는 경우 외부로 배출하며, 흡수액의 수위가 낮아지면 자동으로 신규 흡수액을 보충하도록 하는 덕트 반응기에서 수용액의 연속순환이 가능한 이산화탄소 제거장치 및 방법에 관한 것이다.
산업의 발달과 함께 이산화탄소의 대기중 농도증가로 인한 지구온난화 문제가 대두되고 있는데, 대기중 이산화탄소 농도가 증가하는 원인 중 가장 큰 원인은 에너지 산업에서 사용되는 석탄, 석유, 액화천연가스 등의 화석연료의 사용이다.
산업화가 시작된 19세기 초반부터 대기중에 이산화탄소(CO2), 메탄(CH4), 황화수소(H2S), 황화카르보닐(COS) 등의 온실 가스농도가 증가하게 되었고 20세기 중반 이후 급속하게 증가하였다.
이러한 온실가스의 증가로 인한 지구 온난화 형상이 가속화되면서 배출 및 처리에 대한 규제가 엄격해지고 있다. 1992년 6월 브라질 리우에서 열린 환경과 개발에 관한 UN회의를 통하여 지구온난화에 대한 국제적 관심이 점차로 높아지고 있으며, 미국과 일본을 포함한 선진국들은 2010년 지구온실가스 배출량을 1990년 대비 5.2% 감축하기로 합의하는 등 산성가스 저감 방안에 대한 국제적 합의가 이루어지고 있다. 특히 지구온난화현상을 야기하는 온실가스 중 80%정도를 차지하는 이산화탄소의 분리는 더욱 중요한 문제로 대두되었다.
이산화탄소 배출량을 억제하기 위한 기술로는 배출감소를 위한 에너지 절약기술, 배출되는 이산화탄소의 분리회수기술, 이산화탄소를 이용하거나 고정화시키는 기술, 이산화탄소를 배출하지 않는 신재생 에너지기술 등이 있다.
지금까지 연구된 이산화탄소 분리회수기술로는 흡수법, 흡착법, 막분리법, 심냉법 등이 현실성 있는 대안으로 제시되고 있다. 특히, 흡수법은 대용량의 가스처리가 용이하고, 저농도의 가스 분리에 적합하기 때문에 대부분의 산업체 및 발전소에의 적용이 용이하여 현재 상업 운전중에 있다.
흡수법을 이용한 종래의 이산화탄소 분리회수기술은, 흡수탑에서 흡수제와 배출가스를 반응시켜 이산화탄소를 흡수제에 흡수시킨 후 이를 탈거탑으로 이송하여 흡수제로부터 이산화탄소를 탈거시키는 공정으로 이루어진다.
상기 흡수탑의 내측 상부에는 흡수제의 분산을 위한 다공성의 충진물이 충진되며, 흡수탑의 상부로는 액상의 흡수제가 분산되며, 흡수탑의 하부로는 이산화탄소를 포함한 혼합가스가 공급된다.
이와 같이 구성된 흡수탑에 의하면, 액상의 흡수제가 다공성의 충진물로 분산되며, 배출가스가 상승하여 충진물을 통과하면서 흡수제와 향류반응을 하게 된다. 이 반응을 통해 혼합가스에 포함된 이산화탄소가 흡수제에 흡수된다.
이때의 반응은 산화칼슘인 생석회에 물을 용해시켜 제조된 수산화칼슘(Ca(OH)2) 수용액에 반응지속제인 수산화나트륨과 반응지연제인 산화마그네슘을 첨가 혼합하여 이루어진 것으로 그 반응식은 다음과 같다.
Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O
그러나 수산화칼슘 수용액은 이산화탄소와 신속하게 반응을 하므로 반응지연제인 산화마그네슘(MgO)을 함유하여 반응의 속도를 조절하면서 이산화탄소를 제거할 수 있다.
그러나, 전술한 바와 같은 종래의 이산화탄소 분리기술에 의하면, 향류반응만을 통해서는 배출가스에 포함된 이산화탄소를 흡수하는데 한계가 있는바, 전체적으로 이산화탄소의 제거율이 높지 않게 되며, 이산화탄소의 제거율을 높이기 위해서는 흡수탑의 체적이 커야 하는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 출원인에 의해 출원되어 등록된 국내특허등록공보 10-1096179호(Ca(OH)2 수용액 수두가압식 이산화탄소 제거장치 및 방법)이 개발되었다.
도 1을 참조하면, 상기 Ca(OH)2 수용액 수두가압식 이산화탄소 제거장치(1)는, 흡수탑(10)과, 가스 공급 라인(20)과, 순환 라인(30)과, 신규 흡수액 공급 라인(40)으로 구성된다.
먼저, 흡수탑(10)은 함체 구조로 내부 상단까지 Ca(OH)2 및 첨가제를 혼합한 흡수액이 저장되고, 흡수액 내부로 배출가스가 공급되며, 상부를 통해 청정 가스를 배출한다. 이때, 흡수액은 배출가스 중에 포함된 이산화탄소(CO2)를 흡수하고, 흡수액과 반응하지 않은 청정 가스를 배출한다. 여기에서, 흡수탑(10)은 내부에 하단 설치되어 흡수액을 교반시키는 교반기(11)와, 내부 상단에 설치되어 청정가스에 포함된 수분을 제거하는 디미스터(13)를 더 구비한다.
그리고, 가스 공급 라인(20)은 송풍기(21)와, 제 1덕트(23)와, 제 2덕트(25)와, 3방향 전자 밸브(27)와, 제 1순환 펌프(29)로 구성된다.
송풍기(21)는 배연 설비(미도시)에서 배출되는 배출가스를 공급한다.
제 1덕트(23)는 단면 형상이 원형 또는 사각형으로 형성되고, 송풍기(21)로부터 유입되는 배출가스를 전달한다.
제 2덕트(25)는 수직으로 설치되되, 단면 형상이 제 1덕트(23)와 동일한 형태로 형성되어 연계 설치되고, 제 1덕트(23)보다 크기가 확대된 형태로 형성되되, 하단에 배출관(25a)이 형성되고, 측면에 흡수탑(10)으로 배출가스를 공급하는 가스 공급관(25b)이 형성되며, 배출관(25a)의 측면에 제 1순환관(25c)이 형성된다.
이때, 제 2덕트(25)는 흡수액과 배출가스의 반응 시간을 증대시키고, 슬러지가 내벽에 부착되는 것을 차단하도록 제 1덕트(23)의 폭(φ1)보다 2배 이상의 폭(φ2)을 갖는 것이 바람직하다. 여기에서, 제 2덕트(25)는 공급관(25b)의 하단에 산기장치(25d)가 구비되어 미세공기방울을 형성하여 이산화탄소와 Ca(OH)2 및 첨가제가 접촉을 원활하게 이루어지도록 한다.
3방향 전자 밸브(27)는 제 2덕트(25)의 배출관(25a)과 제 1순환관(25c) 사이에 설치되어 하기에서 설명할 순환 라인(30)의 pH 측정기(37)의 제어에 따라 유로가 가변되어 제 2덕트(25)에 수집된 흡수액을 배출관(25a)을 통해 배출시키거나 순환관(25c)을 통해 흡수탑(10)으로 순환시킨다.
제 1순환 펌프(29)는 pH 측정기(37)의 제어에 따라 제 1순환관(25c)과 흡수탑(10) 사이에 설치되어 흡수액을 흡수탑(10)으로 공급한다.
또한, 순환 라인(30)은 제 2순환관(31)과, 체크 밸브(33)와, 제 2순환 펌프(35)와, pH 측정기(37)로 구성된다.
제 2순환관(31)은 일단이 흡수탑 하단에 설치되고, 타단이 가스 공급 라인(20)의 제 2덕트(25) 상단에 인입 설치되어 흡수액을 제 2덕트(25)로 분사시켜 배출가스를 적정 온도로 하강시킨다. 이때, 제 2순환관(31)이 제 2덕트(25)의 상단에 설치되는 이유는 흡수액과 배출가스의 체류 시간을 증대시키기 위함이다.
체크 밸브(33)는 제 2순환관(31) 상에 설치되어 흡수액의 역류를 방지한다.
제 2순환 펌프(35)는 제 2순환관(31) 상에 설치되어 흡수탑(10)의 흡수액을 제 2순환관(31)을 통해 제 2덕트(25) 내부로 분사시킨다.
pH 측정기(37)는 제 2덕트(25)의 흡수액 수위 이하에 설치되어 흡수액의 pH를 측정하고, 측정 결과 pH가 측정 결과 pH가 기준값 미만이면 3방향 전자 밸브(27)의 유로를 변경하여 흡수액을 제 2덕트(25)의 배출관(25a)을 통해 외부로 배출시키고, 측정 결과 pH가 기준값 이상이면 3방향 전자 밸브(27)의 유로를 변경하여 흡수액 제 1순환관(25c)을 통해 흡수탑(10)으로 순환시킨다. 이때, pH의 기준값은 8.5인 것이 바람직한 데, 흡수액의 pH가 8.5 미만이면 이산화탄소 제거 효율이 급격히 낮아지기 때문이다.
한편, 신규 흡수액 공급 라인(40)은 공급조(41)와, 수위 측정기(43)로 구성된다.
공급조(41)는 흡수탑(10)으로 신규 흡수액을 공급하도록 신규 흡수액이 저장된다. 이때, 신규 흡수액의 pH는 12.5 이상인 것이 바람직한 데, 흡수액의 pH가 12.5 이상에서 이산화탄소 제거 효율이 높기 때문이다.
수위 측정기(43)는 흡수탑(10)의 흡수액의 수위를 측정하여 수위가 일정 레벨 미만인 경우 공급조(41)의 신규 흡수액을 흡수탑(10)으로 공급한다. 이때, 수위 측정기(43)는 공급조(41)와 흡수탑(10) 사이에 설치된 흡수액 공급 펌프(45)를 동작시켜 공급관(47)을 통해 신규 흡수액을 공급한다.
그러나, 상기 Ca(OH)2 수용액 수두가압식 이산화탄소 제거장치는 제 2덕트, 즉 덕트 반응기에서 흡수탑 내부의 흡수액을 제 2덕트로 분사하여 흡수액을 배출가스와 재접촉시키고, pH를 측정하여 기준값 미만이면 외부로 배출하고, pH가 기준값 이상이면 다시 흡수탑으로 순환시키는 구조를 가지고 있기 때문에 흡수액의 pH가 낮아지면 흡수탑 내부의 모든 흡수액의 pH도 빠른 속도로 낮아지므로 수용액 전부를 동시에 교체해야만 하고, 이로 인해 유지 관리 비용이 증대되는 문제점이 있다.
국내특허등록공보 10-1096179호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 덕트 반응기에서 흡수액을 연속 순환시켜 배출가스와 반응시킨 뒤 덕트 반응기의 흡수액의 pH를 실시간으로 측정하여 흡수액의 pH가 기준값보다 낮아 제거 효율이 낮아지는 경우 외부로 배출하며, 흡수액의 수위가 낮아지면 흡수탑의 흡수액을 자동으로 보충함으로써 흡수액의 효율을 증대시키고, 흡수액의 전체 교체 시기를 상대적으로 늦춰 유지 관리 비용을 절감시키도록 하는 덕트 반응기에서 수용액의 연속순환이 가능한 이산화탄소 제거장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 배출가스가 배출되는 가스 배출 라인에 열교환기를 설치하여 배출가스의 온도를 낮춰 흡수액과 배출가스의 반응 효율을 증대시키도록 하는 덕트 반응기에서 수용액의 연속순환이 가능한 이산화탄소 제거장치 및 방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.
또, 본 발명은 원액 흡수액 탱크와 희석 흡수액 탱크 및 물탱크를 구비하고, 희석 흡수액 탱크에 원액과 상수도를 투입하여 교반한 후 요구되는 pH의 흡수액으로 자동으로 공급하고, 흡수액을 공급후 물탱크의 물로 각각의 배관 내부를 청소하여 침전물에 의해 배관이 폐색되는 것을 미연에 방지하도록 하는 덕트 반응기에서 수용액의 연속순환이 가능한 이산화탄소 제거장치 및 방법을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은,
배출가스를 연돌을 통해 외기로 배출하는 가스 배출 라인 상에 설치되는 송풍기와; 일정수두 이상의 Ca(OH)2 및 첨가제를 혼합한 흡수액이 저장되고, 흡수액 내부로 배출가스를 공급받으며, 상부를 통해 청정 가스를 배출하는 흡수탑과; 상기 가스 배출 라인과 연계되어 수직으로 설치되되, 상기 가스 배출 라인보다 직경이 확대된 형태로 형성되는 덕트 반응기와; 상기 덕트 반응기의 중단과 상기 흡수탑 하단을 관통하여 설치되고, 상기 덕트 반응기의 배출가스를 상기 흡수탑 하단으로 공급하는 가스 공급 배관부와; 상기 덕트 반응기의 하단의 측면과 상단 측면을 상호 연결하여 상기 덕트 반응기 내부의 흡수액을 상기 덕트 반응기의 상단으로 분사시켜 유입되는 배출가스와 재접촉시키고, 배출가스를 냉각시키는 흡수액 순환 배관부와; 상기 흡수탑의 하단과 상기 덕트 반응기의 하단을 상호 연결하여 상기 흡수탑의 흡수액을 상기 덕트 반응기로 공급하는 흡수액 공급 배관부와; 상기 덕트 반응기의 하단의 측면과 연결되어 상기 덕트 반응기의 흡수액을 배출하는 흡수액 배출부; 및 상기 흡수탑으로 신규 흡수액을 공급하는 신규 흡수액 공급부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기에서, 상기 덕트 반응기에서 수용액의 연속순환이 가능한 이산화탄소 제거장치는 상기 송풍기 전단인 상기 가스 배출 라인 상에 설치되어 배출가스를 냉각시키는 열교환기를 더 포함한다.
여기에서 또한, 상기 흡수탑은 내부 하단에 설치되어 침전물을 제거하는 스크러버와; 내부 상단에 설치되어 외부로부터 공급되는 신규 흡수액 및 물을 분사시키는 복수의 제 1분사 노즐과; 내부에 설치되어 흡수액을 교반시키는 제 1교반기와; 내부 상단에 설치되어 청정가스에 포함된 수분을 제거하는 디미스터와; 일측면에 설치되어 흡수액의 수위를 측정하여 흡수액 수위가 기준값 미만이면 상기 신규 흡수액 공급부를 통해 신규 흡수액을 공급하는 제1 수위 측정기; 및 일측면에 설치되어 흡수액의 pH를 측정하여 측정 결과 pH가 기준값 미만이면 흡수액을 상기 덕트 반응기를 통해 상기 흡수액 배출부로 배출시키는 제1 pH 측정기를 구비한다.
여기에서 또, 상기 덕트 반응기는 내부 하단에 설치되어 흡수액을 교반시키는 제 2교반기와; 일측면에 설치되어 흡수액의 수위를 측정하여 흡수액 수위가 기준값 미만이면 상기 흡수탑의 흡수액을 공급하는 제2 수위 측정기; 및 일측면에 설치되어 흡수액의 pH를 측정하여 측정 결과 pH가 기준값 미만이면 흡수액을 상기 흡수액 배출부로 배출시키는 제2 pH 측정기를 구비한다.
여기에서 또, 상기 가스 공급 배관부는 상기 덕트 반응기의 중단과 상기 흡수탑 하단을 관통하여 설치되는 가스 공급 배관과; 상기 가스 공급 배관중 상기 흡수탑 측인 일단에 설치되고, 배출가스를 산기시켜 접촉 면적을 증대시키는 산기 장치로 이루어진다.
여기에서 또, 상기 흡수액 순환 배관부는 상기 덕트 반응기의 하단의 측면과 상단 측면을 상호 연결하고, 상기 덕트 반응기 내부에 복수의 제 2분사 노즐을 통해 흡수액을 분사하는 순환 배관과; 상기 순환 배관에 설치되어 흡수액을 순환시키는 순환 펌프로 이루어진다.
여기에서 또, 상기 흡수액 공급 배관부는 상기 흡수탑의 하단과 상기 덕트 반응기의 하단을 상호 연결하는 흡수액 공급 배관과; 상기 흡수액 공급 배관에 설치되어 흡수액을 공급하는 공급 펌프로 이루어진다.
여기에서 또, 상기 흡수액 배출부는 상기 덕트 반응기의 하단의 측면과 연결되는 흡수액 배출 배관과; 상기 흡수액 배출 배관으로부터 배출되는 폐흡수액이 저장되는 폐흡수액 저장탱크; 및 상기 폐흡수액 저장탱크의 내부에 설치되어 폐흡수액을 교반시키는 제 3교반기로 이루어진다.
여기에서 또, 상기 신규 흡수액 공급부는 원액이 저장되고, 제 4교반기에 의해 교반되며, 원액의 수위를 측정하는 제3 수위 측정기를 구비하는 원액 흡수액 탱크와; 상기 원액 흡수액 탱크로부터 원액을 전송하는 원액 전송 배관과; 상기 원액 전송 배관에 설치되어 원액을 전송하는 원액 전송 펌프와; 상기 원액 전송 배관을 통해 공급받고, 상수도원으로부터 공급되는 상수도를 투입해 제 5교반기로 교반하여 희석된 신규 흡수액이 저장되며, 신규 흡수액의 수위를 측정하는 제4 수위 측정기를 구비하는 희석 흡수액 탱크와; 상기 희석 흡수액 탱크의 하단과 상기 흡수탑의 상단을 상호 연결하여 신규 흡수액을 상기 흡수탑으로 공급하는 신규 흡수액 공급 배관과; 상기 신규 흡수액 공급 배관에 설치되어 신규 흡수액을 공급하는 신규 흡수액 공급 펌프; 및 세척수인 상수도가 저장되고, 상기 흡수액 순환 배관부의 순환 배관과, 상기 흡수액 공급 배관부의 흡수액 공급 배관과, 상기 신규 흡수액 공급부의 신규 흡수액 공급 배관, 원액 전송 배관으로 세척수 배관을 통해 세척수를 공급하여 내부의 침전물을 제거하는 물탱크로 이루어진다.
여기에서 또, 상기 희석 흡수액 탱크는 저면에 로드셀이 설치되어 원액과 상수도의 무게를 통해 이들을 희석하여 일정 pH를 가지는 신규 흡수액이 저장된다.
여기에서 또, 상기 pH의 기준값은 7.0~9.0이다.
여기에서 또, 상기 신규 흡수액의 pH는 11.0~13.0이다.
본 발명의 다른 특징은,
상기의 덕트 반응기에서 수용액의 연속순환이 가능한 이산화탄소 제거장치를 이용한 이산화탄소 제거방법에 있어서, 원액 흡수액 탱크에 저장된 원액을 신규 흡수액 공급부의 원액 전송 배관을 통해 희석 흡수액 탱크로 공급하고, 상기 희석 흡수액 탱크에서 원액과 상수도를 혼합하여 신규 흡수액을 저장하는 신규 흡수액 저장 공정과; 상기 신규 흡수액 공급부에 저장된 신규 흡수액을 상기 신규 흡수액 공급부의 신규 흡수액 공급 배관을 통해 흡수탑 내부로 일정수두 이상으로 공급하여 상기 흡수탑에 저장하는 흡수액 저장 공정과; 열교환기를 통해 냉각되고, 송풍기를 통해 일정 압력 이상으로 가스 배출 라인을 통해 공급되는 배출가스를 상기 덕트 반응기로 공급하여 압력에 의해 상기 덕트 반응기의 흡수액의 일부가 상기 가스 공급 배관부의 가스 공급 배관을 통해 상기 흡수탑으로 배출되도록 하여 흡수액의 레벨을 가스 공급 배관부의 가스 공급 배관 아래로 떨어트리는 흡수액 레벨 조정 공정과; 상기 덕트 반응기로 공급된 배출가스를 상기 가스 공급 배관부의 가스 공급 배관과 산기 장치를 통해 상기 흡수탑의 상부까지 저장된 흡수액과 반응시켜 이산화탄소를 제거하는 반응 공정과; 상기 덕트 반응기의 흡수액을 흡수액 순환 배관부의 순환 배관을 통해 상기 덕트 반응기의 상단으로 순환시켜 분사하여 배출가스를 냉각시키는 냉각 공정과; 상기 흡수탑의 제1 pH 측정기와 상기 덕트 반응기의 제2 pH 측정기로 흡수액의 pH를 실시간으로 측정하는 측정 공정과; 측정 결과 pH가 기준값 미만이면 상기 흡수탑의 흡수액 또는 상기 덕트 반응기의 흡수액을 흡수액 배출부의 흡수액 배출 배관을 통해 폐흡수액 저장탱크로 배출시키는 배출 공정; 및 상기 흡수탑에서 배출이 이루어진 만큼 상기 신규 흡수액 공급부를 통해 신규 흡수액을 상기 흡수탑으로 공급하거나, 상기 덕트 반응기에서 배출이 이루어진 만큼 상기 흡수탑의 흡수액을 상기 덕트 반응기로 공급하는 재공급 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
여기에서, 상기 덕트 반응기에서 수용액의 연속순환이 가능한 이산화탄소 제거방법은 신규 흡수액 또는 흡수액을 공급 또는 배출 후 상기 신규 흡수액 공급부의 물탱크에 저장된 세척수로 상기 흡수액 순환 배관부의 순환 배관과, 상기 흡수액 공급 배관부의 흡수액 공급 배관과, 상기 신규 흡수액 공급부의 신규 흡수액 공급 배관, 원액 전송 배관에 세척수 배관을 통해 세척수를 공급하여 내부의 침전물을 제거하는 세척 공정을 더 포함한다.
여기에서 또, 상기 측정 공정은 상기 덕트 반응기의 흡수액의 pH가 기준값 이상이면 상기 덕트 반응기의 흡수액을 순환시키고, 상기 흡수탑의 흡수액의 pH가 기준값 이상이면 외부로 미배출한다.
상기와 같이 구성되는 덕트 반응기에서 수용액의 연속순환이 가능한 이산화탄소 제거장치 및 방법에 따르면, 덕트 반응기에서 흡수액을 연속 순환시켜 배출가스와 반응시킨 뒤 덕트 반응기의 흡수액의 pH를 실시간으로 측정하여 흡수액의 pH가 기준값보다 낮아 제거 효율이 낮아지는 경우 외부로 배출하며, 흡수액의 수위가 낮아지면 흡수탑의 흡수액을 자동으로 보충함으로써 흡수액의 효율을 증대시키고, 흡수액의 전체 교체 시기를 상대적으로 늦춰 유지 관리 비용을 절감시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 배출가스가 배출되는 가스 배출 라인에 열교환기를 설치하여 배출가스의 온도를 낮춰 흡수액과 배출가스의 반응 효율을 증대시킬 수 있다.
또, 본 발명에 따르면 원액 흡수액 탱크와 희석 흡수액 탱크 및 물탱크를 구비하고, 희석 흡수액 탱크에 원액과 상수도를 투입하여 교반한 후 요구되는 pH의 흡수액으로 자동으로 공급하고, 흡수액을 공급후 물탱크의 물로 각각의 배관 내부를 청소하여 침전물에 의해 배관의 폐색되는 것을 미연에 방지할 수 있다.
도 1은 종래의 Ca(OH)2 수용액 수두가압식 이산화탄소 제거장치의 구성을 개략적으로 나타낸 개요도이다.
도 2는 본 발명에 따른 덕트 반응기에서 수용액의 연속순환이 가능한 이산화탄소 제거장치의 구성을 나타낸 계통도이다.
도 3은 본 발명에 따른 덕트 반응기에서 수용액의 연속순환이 가능한 이산화탄소 제거방법을 설명하기 위한 공정도이다.
이하, 본 발명에 따른 덕트 반응기에서 수용액의 연속순환이 가능한 이산화탄소 제거장치의 구성을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 덕트 반응기에서 수용액의 연속순환이 가능한 이산화탄소 제거장치의 구성을 나타낸 계통도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 덕트 반응기에서 수용액의 연속순환이 가능한 이산화탄소 제거장치(100)는, 열교환기(110)와, 송풍기(120)와, 흡수탑(130)과, 덕트 반응기(140)와, 가스 공급 배관부(150)와, 흡수액 순환 배관부(160)와, 흡수액 공급 배관부(170)와, 흡수액 배출부(180)와, 신규 흡수액 공급부(190)로 구성된다.
먼저, 열교환기(110)는 배출가스를 연돌(105)을 통해 외기로 배출하는 가스 배출 라인(101)과 분기된 분기 가스 배출 라인(103) 상에 설치되어 배출가스를 냉각시킨다. 이때, 가스 배출 라인(101)은 곧바로 연돌(105)과 연결되고, 열교환기(110)와 분기 가스 배출 라인(103)을 통해 분기되어 선택에 따라 본 발명에 덕트 반응기에서 수용액의 연속순환이 가능한 이산화탄소 제거장치(100)로 분기 가스 배출 라인(103)을 통해 배출 가스를 공급하거나 아니면 연돌(105)로 곧바로 배출 가능하다.
그리고, 송풍기(120)는 열교환기(110)의 후단에 설치되어 배출가스에 압력을 부가한다.
또한, 흡수탑(130)은 함체 구조로 내부 상단까지 Ca(OH)2 및 첨가제를 혼합한 흡수액이 저장되고, 흡수액 내부로 배출가스가 공급되며, 상부를 통해 청정 가스를 분기 가스 배출 라인(103)과, 가스 배출 라인(101)을 통해 연돌(105)로 배출한다. 이때, 흡수액은 배출가스 중에 포함된 이산화탄소(CO2)를 흡수하고, 흡수액과 반응하지 않은 청정 가스를 배출한다. 여기에서, 흡수탑(130)은 내부 하단에 설치되어 침전물을 제거하는 스크러버(131)와, 내부 상단에 설치되어 하기에서 설명할 신규 흡수액 공급부(190)로부터 공급되는 신규 흡수액 및 물을 분사시키는 복수의 제 1분사 노즐(132)과, 내부에 적어도 1개 이상 설치되어 흡수액을 교반시키는 제 1교반기(133)와, 내부 상단에 설치되어 청정가스에 포함된 수분을 제거하는 디미스터(134)와, 일측면에 설치되어 흡수액의 수위를 측정하여 흡수액 수위가 기준값 미만이면 신규 흡수액 공급부(190)를 통해 신규 흡수액을 공급하는 제1 수위 측정기(135)와, 일측면에 설치되어 흡수액의 pH를 측정하여 측정 결과 pH가 기준값(7.0~9.0) 미만이면 흡수액을 하기에서 설명할 덕트 반응기(140)를 통해 흡수액 배출부(180)로 배출시키는 제1 pH 측정기(136)를 구비한다.
또, 덕트 반응기(140)는 분기 가스 배출 라인(103)과 연계되어 수직으로 설치되되, 흡수액과 배출가스의 반응 시간을 증대시키고, 침전물이 내벽에 부착되는 것을 차단하도록 분기 가스 배출 라인(103)의 폭보다 2배 이상의 폭을 갖는 것이 바람직하다. 여기에서, 덕트 반응기(140)는 내부 하단에 설치되어 흡수액을 교반시키는 제 2교반기(141)와, 일측면에 설치되어 흡수액의 수위를 측정하여 흡수액 수위가 기준값 미만이면 흡수탑(130)의 흡수액을 공급하는 제2 수위 측정기(142)와, 일측면에 설치되어 흡수액의 pH를 측정하여 측정 결과 pH가 기준값(7.0~9.0) 미만이면 흡수액을 흡수액 배출부(180)로 배출시키는 제2 pH 측정기(143)를 구비한다.
또, 가스 공급 배관부(150)는 덕트 반응기(140)의 중단과 흡수탑(130) 하단을 관통하여 설치되는 가스 공급 배관(151)과, 가스 공급 배관(151)중 흡수탑 측인 일단에 설치되고, 배출가스를 산기시켜 접촉 면적을 증대시키는 산기 장치(153)로 구성된다. 여기에서, 가스 공급 배관(151)에는 각종 값(압력, 온도 등)을 확인할 수 있는 게이지가 설치되는 것이 바람직하다.
한편, 흡수액 순환 배관부(160)는 덕트 반응기(140)의 하단의 측면과 상단 측면을 상호 연결하고, 덕트 반응기(140) 내부에 설치된 복수의 제 2분사 노즐(161a)을 통해 흡수액을 분사하는 순환 배관(161)과, 순환 배관(161)에 설치되어 흡수액을 순환시키는 순환 펌프(163)로 구성된다. 여기에서, 순환 배관(161)에는 각종 값(압력, 유량 등)을 확인할 수 있는 게이지가 설치되고, 배관의 자동 개폐를 위해 전자 제어 밸브가 설치되는 것이 바람직하다. 여기에서 또한, 흡수액 순환 배관부(160)는 비상 운전을 위해 순환 배관(161)과, 순환 펌프(163)를 2개 이상 병렬로 연결하는 것이 바람직하다. 여기에서 또, 제 2분사 노즐(161a)은 흡수액을 분사기 접촉 효율을 증대시키도록 60ㅀ이상의 분사 각도를 갖는 것이 바람직하다.
그리고, 흡수액 공급 배관부(170)는 흡수탑(130)의 하단과 덕트 반응기(140)의 하단을 상호 연결하는 흡수액 공급 배관(171)과, 흡수액 공급 배관(171)에 설치되어 흡수액을 공급하는 공급 펌프(173)로 이루어진다. 여기에서, 흡수액 공급 배관(171)에는 각종 값(압력 등)을 확인할 수 있는 게이지가 설치되고, 배관의 자동 개폐를 위해 전자 제어 밸브가 설치되는 것이 바람직하다. 여기에서 또한, 흡수액 공급 배관부(170)는 비상 운전을 위해 흡수액 공급 배관(171)과, 공급 펌프(173)를 2개 이상 병렬로 연결하는 것이 바람직하다.
또한, 흡수액 배출부(180)는 덕트 반응기(140)의 하단의 측면과 연결되는 흡수액 배출 배관(181)과, 흡수액 배출 배관(181)으로부터 배출되는 폐흡수액이 저장되는 폐흡수액 저장탱크(182)와, 폐흡수액 저장탱크(182)의 내부에 설치되어 폐흡수액을 교반시키는 제 3교반기(183)로 구성된다. 여기에서, 흡수액 배출 배관(181)에는 배관의 자동 개폐를 위해 전자 제어 밸브가 설치되는 것이 바람직하다.
또, 신규 흡수액 공급부(190)는 원액 흡수액 탱크(191)와, 원액 전송 배관(192)과, 원액 전송 펌프(193)와, 희석 흡수액 탱크(194)와, 신규 흡수액 공급 배관(195)과, 신규 흡수액 공급 펌프(196)와, 물탱크(197)로 구성된다.
원액 흡수액 탱크(191)는 통상의 탱크 구조로 원액이 저장되고, 제 4교반기(191a)에 의해 교반되며, 원액의 수위를 측정하는 제3 수위 측정기(191b)를 구비한다.
원액 전송 배관(192)은 원액 흡수액 탱크(191)와 희석 흡수액 탱크(194)를 상호 연결시킨다. 여기에서, 원액 전송 배관(192)에는 각종 값(압력 등)을 확인할 수 있는 게이지가 설치되고, 배관의 자동 개폐를 위해 전자 제어 밸브가 설치되는 것이 바람직하다.
원액 전송 펌프(193)는 원액 전송 배관(192)에 설치되어 희석 흡수액 탱크(194)로 원액을 전송한다. 이때, 원액 전송 배관(192)과, 원액 전송 펌프(193)는 비상 운전을 위해 2개 이상 병렬로 연결하는 것이 바람직하다.
희석 흡수액 탱크(194)는 통상의 탱크 구조로 원액 전송 배관(192)을 통해 공급받고, 상수도원으로부터 공급되는 상수도를 투입해 제 5교반기(194a)로 교반하여 희석된 신규 흡수액이 저장되며, 신규 흡수액의 수위를 측정하는 제4 수위 측정기(194b)를 구비한다. 여기에서, 희석 흡수액 탱크(194)는 저면에 로드셀(194c)이 설치되어 원액과 상수도의 무게를 통해 이들을 희석하여 일정 pH를 가지는 신규 흡수액이 저장된다. 이때, 신규 흡수액의 pH는 11.0~13.0이다.
신규 흡수액 공급 배관(195)은 희석 흡수액 탱크(194)의 하단과 흡수탑(130)의 제 1분사 노즐(132)을 상호 연결한다. 여기에서, 신규 흡수액 공급 배관(195)에는 각종 값(압력 등)을 확인할 수 있는 게이지가 설치되고, 배관의 자동 개폐를 위해 전자 제어 밸브가 설치되는 것이 바람직하다.
신규 흡수액 공급 펌프(196)는 신규 흡수액 공급 배관(195)에 설치되어 신규 흡수액을 흡수탑(130)으로 공급한다. 이때, 신규 흡수액 공급 배관(195)과, 신규 흡수액 공급 펌프(196)는 비상 운전을 위해 2개 이상 병렬로 연결하는 것이 바람직하다.
물탱크(197)는 통상의 탱크 구조로 세척수인 상수도가 저장되고, 신규 흡수액 공급 펌프(196)와, 세척수인 상수도가 저장되고, 흡수액 순환 배관부(160)의 순환 배관(161)과, 흡수액 공급 배관부(170)의 흡수액 공급 배관(171)과, 신규 흡수액 공급부(190)의 신규 흡수액 공급 배관(195) 및 원액 전송 배관(192)으로 세척수 배관(197a)을 통해 세척수를 공급하여 내부의 침전물을 제거한다. 여기에서, 세척수 배관(197a)에는 배관의 자동 개폐를 위해 전자 제어 밸브가 설치되는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명에 따른 덕트 반응기에서 수용액의 연속순환이 가능한 이산화탄소 제거장치(100)는 각 구성부를 제어하는 패널과 컴퓨터(미도시)를 구비하여 자동 운전을 수행하는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명에 덕트 반응기에서 수용액의 연속순환이 가능한 이산화탄소 제거방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명에 따른 덕트 반응기에서 수용액의 연속순환이 가능한 이산화탄소 제거방법을 설명하기 위한 공정도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 덕트 반응기에서 수용액의 연속순환이 가능한 이산화탄소 제거방법은 신규 흡수액 저장 공정(S100)과, 흡수액 저장 공정(S110)과, 흡수액 레벨 조정 공정(S120)과, 반응 공정(S130)과, 냉각 공정(S140)과, 측정 공정(S150)과, 배출 공정(S160)과, 재공급 공정(S170) 및 세척 공정(S180)으로 이루어진다.
《신규 흡수액 저장 공정-S100》
먼저, 원액 흡수액 탱크(191)에 저장된 원액을 신규 흡수액 공급부(190)의 원액 전송 배관(192)과 원액 전송 펌프(193)를 통해 희석 흡수액 탱크(194)로 공급하고, 희석 흡수액 탱크(194)에서 원액과 상수도를 혼합하여 신규 흡수액을 저장한다.
《흡수액 저장 공정-S110》
희석 흡수액 탱크(194)에 신규 흡수액이 저장된 상태에서 신규 흡수액을 신규 흡수액 공급부(190)의 신규 흡수액 공급 배관(171)을 통해 흡수탑(130) 내부로 일정수두 이상으로 공급하여 흡수탑(130)에 저장한다.
《흡수액 레벨 조정 공정-S120》
흡수탑(130)에 신규 흡수액이 저장되면, 운전을 시작하여 가스 배출 라인(101)의 배출가스가 분기 가스 배출 라인(103)을 통해 분기되어 열교환기(110)로 공급되도록 하여 열교환기(110)를 통해 냉각시키고, 송풍기를 통해 일정 압력 이상으로 덕트 반응기(140)로 공급한다.
그러면, 배출가스의 공급 압력에 의해 덕트 반응기(140)의 흡수액의 일부가 가스 공급 배관부(150)의 가스 공급 배관(151)을 통해 흡수탑(130)으로 배출되도록 하여 흡수액의 수위를 가스 공급 배관부(150)의 가스 공급 배관(151) 아래로 떨어트린다. 이때, 흡수액 순환 배관부(160)가 개방되어 흡수액의 일부가 흡수액 순환 배관부(160)의 순환 배관(161)으로 유입되어 흡수액의 레벨이 가스 공급 배관(151) 아래로 떨어진다. 한편, 흡수액이 이러한 상태에서도 가스 공급 배관(151) 아래로 수위가 안떨어지는 경우 흡수액 배출부(180)를 통해 일정량 배출시킬 수도 있다.
《반응 공정-S130》
흡수액이 가스 공급 배관(151) 아래로 수위가 낮아지면 배출가스가 가스 공급 배관부(150)의 가스 공급 배관(151)과 산기 장치(153)를 통해 흡수탑 하단으로 공급되면 흡수액과 배출가스가 반응되면서 이산화탄소가 흡수액과 반응되어 이산화탄소가 제거된 배출가스, 즉 청정가스가 상승되어 흡수탑(130) 상부를 통해 배출된다. 이때, 배출가스는 산기장치(152)에 의해 미립화되어 미세 기포로 나뉘고, 흡수액에서 상승되면서 배출가스의 체류 시간과 흡수액과의 접촉 시간이 증가되어 흡수액에서 이산화탄소의 흡수 효율이 증대된다.
《냉각 공정-S140》
이와 동시에 덕트 반응기(140)의 하단에 저장된 흡수액이 흡수액 순환 배관부(160)의 순환 배관(161)에 구비된 제 2분사 노즐(161a)을 통해 덕트 반응기(140)의 상단으로 순환시켜 분사하여 배출가스와 재반응시키고, 배출가스를 냉각시킨다.
《측정 공정-S150》
이러한 상태에서, 흡수탑(130)의 제1 pH 측정기(136)와 덕트 반응기(140)의 제1 pH 측정기(143)로 흡수액의 pH를 실시간으로 측정한다.
《배출 공정-S160》
그리하여, 측정 결과 pH가 기준값 미만이면(S161), 흡수탑(130)의 흡수액 또는 덕트 반응기(140)의 흡수액을 흡수액 배출부(180)의 흡수액 배출 배관(181)을 통해 폐흡수액 저장탱크(182)로 배출시킨다(S162). 한편, 덕트 반응기(140)의 흡수액의 pH가 기준값 이상이면 덕트 반응기(140)의 흡수액을 계속해서 순환시키고, 흡수탑(130)의 흡수액의 pH가 기준값 이상이면 폐흡수액 저장탱크(182)로 미배출한다(S163).
《재공급 공정-S170》
흡수액이 흡수액 배출부(180)의 흡수액 배출 배관(181)을 통해 폐흡수액 저장탱크(182)로 모두 배출되면 흡수탑(130)에서 배출이 이루어진 만큼 신규 흡수액 공급부(190)를 통해 신규 흡수액을 흡수탑(130)으로 공급하거나, 덕트 반응기(140)에서 배출이 이루어진 만큼 흡수탑(130)의 흡수액을 덕트 반응기(140)로 공급한다. 이때, 덕트 반응기(140)로 흡수탑(130)의 흡수액이 공급되면, 흡수탑(130)에는 신규 흡수액이 배출량만큼 보충되는 것이 바람직하다.
《세척 공정-S180》
한편, 신규 흡수액 또는 흡수액을 공급 또는 배출 후 신규 흡수액 공급부(190)의 물탱크(197)에 저장된 세척수로 흡수액 순환 배관부(160)의 순환 배관(161)과, 흡수액 공급 배관부(170)의 흡수액 공급 배관(171)과, 신규 흡수액 공급부(190)의 신규 흡수액 공급 배관(195) 및 원액 전송 배관(192)으로 세척수 배관(197a)을 통해 세척수를 공급하여 내부의 침전물을 제거한다. 이때, 세척 공정(S180)은 신규 흡수액 또는 흡수액의 공급 또는 배출이 완료되는 시점마다 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명은 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있으며 상기 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시 예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
101 : 가스 배출 라인 103 : 분기 가스 배출 라인
105 : 연돌 110 : 열교환기
120 : 송풍기 130 : 흡수탑
140 : 덕트 반응기 150 : 가스 공급 배관부
160 : 흡수액 순환 배관부 170 : 흡수액 공급 배관부
160 : 흡수액 배출부 190 :신규 흡수액 공급부

Claims (15)

  1. 배출가스를 연돌을 통해 외기로 배출하는 가스 배출 라인 상에 설치되는 송풍기와;
    일정수두 이상의 Ca(OH)2 및 첨가제를 혼합한 흡수액이 저장되고, 흡수액 내부로 배출가스를 공급받으며, 상부를 통해 청정 가스를 배출하는 흡수탑과;
    상기 가스 배출 라인과 연계되어 수직으로 설치되되, 상기 가스 배출 라인보다 직경이 확대된 형태로 형성되는 덕트 반응기와;
    상기 덕트 반응기의 중단과 상기 흡수탑 하단을 관통하여 설치되고, 상기 덕트 반응기의 배출가스를 상기 흡수탑 하단으로 공급하는 가스 공급 배관부와;
    상기 덕트 반응기의 하단의 측면과 상단 측면을 상호 연결하여 상기 덕트 반응기 내부의 흡수액을 상기 덕트 반응기의 상단으로 분사시켜 유입되는 배출가스와 재접촉시키고, 배출가스를 냉각시키는 흡수액 순환 배관부와;
    상기 흡수탑의 하단과 상기 덕트 반응기의 하단을 상호 연결하여 상기 흡수탑의 흡수액을 상기 덕트 반응기로 공급하는 흡수액 공급 배관부와;
    상기 덕트 반응기의 하단의 측면과 연결되어 상기 덕트 반응기의 흡수액을 배출하는 흡수액 배출부; 및
    상기 흡수탑으로 신규 흡수액을 공급하는 신규 흡수액 공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 덕트 반응기에서 수용액의 연속순환이 가능한 이산화탄소 제거장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 덕트 반응기에서 수용액의 연속순환이 가능한 이산화탄소 제거장치는,
    상기 송풍기 전단인 상기 가스 배출 라인 상에 설치되어 배출가스를 냉각시키는 열교환기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 덕트 반응기에서 수용액의 연속순환이 가능한 이산화탄소 제거장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 흡수탑은,
    내부 하단에 설치되어 침전물을 제거하는 스크러버와;
    내부 상단에 설치되어 외부로부터 공급되는 신규 흡수액 및 물을 분사시키는 복수의 제 1분사 노즐과;
    내부에 설치되어 흡수액을 교반시키는 제 1교반기와;
    내부 상단에 설치되어 청정가스에 포함된 수분을 제거하는 디미스터와;
    일측면에 설치되어 흡수액의 수위를 측정하여 흡수액 수위가 기준값 미만이면 상기 신규 흡수액 공급부를 통해 신규 흡수액을 공급하는 제1 수위 측정기; 및
    일측면에 설치되어 흡수액의 pH를 측정하여 측정 결과 pH가 기준값 미만이면 흡수액을 상기 덕트 반응기를 통해 상기 흡수액 배출부로 배출시키는 제1 pH 측정기를 구비하는 것을 특징으로 하는 덕트 반응기에서 수용액의 연속순환이 가능한 이산화탄소 제거장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 덕트 반응기는,
    내부 하단에 설치되어 흡수액을 교반시키는 제 2교반기와;
    일측면에 설치되어 흡수액의 수위를 측정하여 흡수액 수위가 기준값 미만이면 상기 흡수탑의 흡수액을 공급하는 제2 수위 측정기; 및
    일측면에 설치되어 흡수액의 pH를 측정하여 측정 결과 pH가 기준값 미만이면 흡수액을 상기 흡수액 배출부로 배출시키는 제2 pH 측정기를 구비하는 것을 특징으로 하는 덕트 반응기에서 수용액의 연속순환이 가능한 이산화탄소 제거장치.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 가스 공급 배관부는,
    상기 덕트 반응기의 중단과 상기 흡수탑 하단을 관통하여 설치되는 가스 공급 배관과;
    상기 가스 공급 배관중 상기 흡수탑 측인 일단에 설치되고, 배출가스를 산기시켜 접촉 면적을 증대시키는 산기 장치로 이루어지는 것을 특징으로 하는 덕트 반응기에서 수용액의 연속순환이 가능한 이산화탄소 제거장치.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 흡수액 순환 배관부는,
    상기 덕트 반응기의 하단의 측면과 상단 측면을 상호 연결하고, 상기 덕트 반응기 내부에 복수의 제 2분사 노즐을 통해 흡수액을 분사하는 순환 배관과;
    상기 순환 배관에 설치되어 흡수액을 순환시키는 순환 펌프로 이루어지는 것을 특징으로 하는 덕트 반응기에서 수용액의 연속순환이 가능한 이산화탄소 제거장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 흡수액 공급 배관부는,
    상기 흡수탑의 하단과 상기 덕트 반응기의 하단을 상호 연결하는 흡수액 공급 배관과;
    상기 흡수액 공급 배관에 설치되어 흡수액을 공급하는 공급 펌프로 이루어지는 것을 특징으로 하는 덕트 반응기에서 수용액의 연속순환이 가능한 이산화탄소 제거장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 흡수액 배출부는,
    상기 덕트 반응기의 하단의 측면과 연결되는 흡수액 배출 배관과;
    상기 흡수액 배출 배관으로부터 배출되는 폐흡수액이 저장되는 폐흡수액 저장탱크; 및
    상기 폐흡수액 저장탱크의 내부에 설치되어 폐흡수액을 교반시키는 제 3교반기로 이루어지는 것을 특징으로 하는 덕트 반응기에서 수용액의 연속순환이 가능한 이산화탄소 제거장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 신규 흡수액 공급부는,
    원액이 저장되고, 제 4교반기에 의해 교반되며, 원액의 수위를 측정하는 제3 수위 측정기를 구비하는 원액 흡수액 탱크와;
    상기 원액 흡수액 탱크로부터 원액을 전송하는 원액 전송 배관과;
    상기 원액 전송 배관에 설치되어 원액을 전송하는 원액 전송 펌프와;
    상기 원액 전송 배관을 통해 공급받고, 상수도원으로부터 공급되는 상수도를 투입해 제 5교반기로 교반하여 희석된 신규 흡수액이 저장되며, 신규 흡수액의 수위를 측정하는 제4 수위 측정기를 구비하는 희석 흡수액 탱크와;
    상기 희석 흡수액 탱크의 하단과 상기 흡수탑의 상단을 상호 연결하여 신규 흡수액을 상기 흡수탑으로 공급하는 신규 흡수액 공급 배관과;
    상기 신규 흡수액 공급 배관에 설치되어 신규 흡수액을 공급하는 신규 흡수액 공급 펌프; 및
    세척수인 상수도가 저장되고, 상기 흡수액 순환 배관부의 순환 배관과, 상기 흡수액 공급 배관부의 흡수액 공급 배관과, 상기 신규 흡수액 공급부의 신규 흡수액 공급 배관, 원액 전송 배관으로 세척수 배관을 통해 세척수를 공급하여 내부의 침전물을 제거하는 물탱크로 이루어지는 것을 특징으로 하는 덕트 반응기에서 수용액의 연속순환이 가능한 이산화탄소 제거장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 희석 흡수액 탱크는,
    저면에 로드셀이 설치되어 원액과 상수도의 무게를 통해 이들을 희석하여 일정 pH를 가지는 신규 흡수액이 저장되는 것을 특징으로 하는 덕트 반응기에서 수용액의 연속순환이 가능한 이산화탄소 제거장치.
  11. 제 4 항에 있어서,
    상기 pH의 기준값은,
    7.0~9.0인 것을 특징으로 하는 덕트 반응기에서 수용액의 연속순환이 가능한 이산화탄소 제거장치.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 신규 흡수액의 pH는,
    11.0~13.0인 것을 특징으로 하는 덕트 반응기에서 수용액의 연속순환이 가능한 이산화탄소 제거장치.
  13. 제 1 항의 덕트 반응기에서 수용액의 연속순환이 가능한 이산화탄소 제거장치를 이용한 이산화탄소 제거방법에 있어서,
    원액 흡수액 탱크에 저장된 원액을 신규 흡수액 공급부의 원액 전송 배관을 통해 희석 흡수액 탱크로 공급하고, 상기 희석 흡수액 탱크에서 원액과 상수도를 혼합하여 신규 흡수액을 저장하는 신규 흡수액 저장 공정과;
    상기 신규 흡수액 공급부에 저장된 신규 흡수액을 상기 신규 흡수액 공급부의 신규 흡수액 공급 배관을 통해 흡수탑 내부로 일정수두 이상으로 공급하여 상기 흡수탑에 저장하는 흡수액 저장 공정과;
    열교환기를 통해 냉각되고, 송풍기를 통해 일정 압력 이상으로 가스 배출 라인을 통해 공급되는 배출가스를 상기 덕트 반응기로 공급하여 압력에 의해 상기 덕트 반응기의 흡수액의 일부가 상기 가스 공급 배관부의 가스 공급 배관을 통해 상기 흡수탑으로 배출되도록 하여 흡수액의 레벨을 가스 공급 배관부의 가스 공급 배관 아래로 떨어트리는 흡수액 레벨 조정 공정과;
    상기 덕트 반응기로 공급된 배출가스를 상기 가스 공급 배관부의 가스 공급 배관과 산기 장치를 통해 상기 흡수탑의 상부까지 저장된 흡수액과 반응시켜 이산화탄소를 제거하는 반응 공정과;
    상기 덕트 반응기의 흡수액을 흡수액 순환 배관부의 순환 배관을 통해 상기 덕트 반응기의 상단으로 순환시켜 분사하여 배출가스를 냉각시키는 냉각 공정과;
    상기 흡수탑의 제1 pH 측정기와 상기 덕트 반응기의 제2 pH 측정기로 흡수액의 pH를 실시간으로 측정하는 측정 공정과;
    측정 결과 pH가 기준값 미만이면 상기 흡수탑의 흡수액 또는 상기 덕트 반응기의 흡수액을 흡수액 배출부의 흡수액 배출 배관을 통해 폐흡수액 저장탱크로 배출시키는 배출 공정; 및
    상기 흡수탑에서 배출이 이루어진 만큼 상기 신규 흡수액 공급부를 통해 신규 흡수액을 상기 흡수탑으로 공급하거나, 상기 덕트 반응기에서 배출이 이루어진 만큼 상기 흡수탑의 흡수액을 상기 덕트 반응기로 공급하는 재공급 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 덕트 반응기에서 수용액의 연속순환이 가능한 이산화탄소 제거방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 덕트 반응기에서 수용액의 연속순환이 가능한 이산화탄소 제거방법은,
    신규 흡수액 또는 흡수액을 공급 또는 배출 후 상기 신규 흡수액 공급부의 물탱크에 저장된 세척수로 상기 흡수액 순환 배관부의 순환 배관과, 상기 흡수액 공급 배관부의 흡수액 공급 배관과, 상기 신규 흡수액 공급부의 신규 흡수액 공급 배관, 원액 전송 배관에 세척수 배관을 통해 세척수를 공급하여 내부의 침전물을 제거하는 세척 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 덕트 반응기에서 수용액의 연속순환이 가능한 이산화탄소 제거방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 측정 공정은,
    상기 덕트 반응기의 흡수액의 pH가 기준값 이상이면 상기 덕트 반응기의 흡수액을 순환시키고, 상기 흡수탑의 흡수액의 pH가 기준값 이상이면 외부로 미배출하는 것을 특징으로 하는 덕트 반응기에서 수용액의 연속순환이 가능한 이산화탄소 제거방법.
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