KR101189075B1 - Carbon dioxide separating method comprising regenerating process of absorption and system using the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 연소 배가스에 포함된 이산화탄소를 분리함에 있어서, 이산화탄소 흡수제 수용액을 재생하는 공정을 포함하여 이산화탄소를 분리하는 방법 및 이를 이용한 이산화탄소 분리장치에 관한 것으로서, 배가스를 이산화탄소 흡수제 수용액 및 산 용액과 반응시켜서 제 1 염을 생성하고 이산화탄소를 분리시키는 단계와, 제 1 염에 강염기 용액을 반응시켜서 제 2 염을 생성하고 이산화탄소 흡수제 용액을 분리하여 재사용하는 단계와, 제 2 염에 강산 용액을 반응시켜서 제 3 염을 생성하고 산을 결정으로 석출하고 분리하여 재사용하는 단계를 포함하여 이산화탄소를 분리하는 것을 특징으로 하며, 이산화탄소 분리시에 산 용액과 반응시켜 이산화탄소의 용해도가 낮아져서 기존의 공정보다 낮은 온도에서 이산화탄소의 제거가 가능하여 에너지가 절감되고, 이산화탄소 흡수제 수용액과 산 용액을 재사용할 수 있어 공정의 효율화가 극대화되며, 에너지절약형 연속적인 상업적 흡수 분리 공정이 가능하다.The present invention relates to a method for separating carbon dioxide, including a step of regenerating a carbon dioxide absorbent aqueous solution, and a carbon dioxide separation apparatus using the same, in separating carbon dioxide contained in a combustion flue gas, by reacting the exhaust gas with a carbon dioxide absorbent aqueous solution and an acid solution. Generating a first salt and separating carbon dioxide; reacting the strong salt solution with the first salt to produce a second salt; separating and reusing the carbon dioxide absorbent solution; and reacting the strong acid solution with the second salt to form a third salt. It is characterized in that the carbon dioxide is separated, including the step of generating a salt, precipitation of the acid as a crystal, and separation and reuse. The carbon dioxide is reacted with an acid solution when the carbon dioxide is separated, thereby lowering the solubility of the carbon dioxide. Can be removed to save energy. It is possible to maximize the efficiency of the process by reusing the carbon dioxide absorbent aqueous solution and acid solution, and energy-saving continuous commercial absorption separation process is possible.

Description

이산화탄소 흡수제를 재생하는 공정을 포함한 이산화탄소 분리방법 및 이를 이용한 이산화탄소 분리장치 {Carbon dioxide separating method comprising regenerating process of absorption and system using the same}Carbon dioxide separating method comprising regenerating process of absorption and system using the same}

본 발명은 연소 배가스(exhaust gas)에 포함된 이산화탄소의 분리방법 및 이를 이용한 분리장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 이산화탄소 흡수제를 재사용하는 공정을 포함한 이산화탄소 분리방법 및 이를 이용한 분리장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method for separating carbon dioxide contained in an exhaust gas and a separator using the same, and more particularly, to a method for separating carbon dioxide including a process of reusing a carbon dioxide absorbent and a separator using the same.

최근 대기 중 이산화탄소 증가에 따른 지구온난화는 인류가 해결하여야 할 중요한 환경문제 중에 하나이다. 이런 이산화탄소는 화석 연료 연소시에 대량으로 배출된다. 따라서, 화석연료를 연소한 후에 발생한 배가스(exhaust gas) 중에 이산화탄소만을 분리하여 제거하는 기술이 개발되고 있으며, 이미 개발된 이산화탄소 분리기술로는 크게 흡수법, 흡착법, 심냉법, 막분리법이 있다.Global warming due to the recent increase in carbon dioxide in the atmosphere is one of the important environmental problems that humanity must solve. This carbon dioxide is emitted in large quantities during the burning of fossil fuels. Therefore, a technology for separating and removing only carbon dioxide from exhaust gas generated after burning fossil fuel has been developed, and the already developed carbon dioxide separation techniques include absorption, adsorption, deep cooling, and membrane separation.

흡수법 중에서 상용화된 기술로서는 습식아민법이 있다. 습식아민법은 연소 배가스에 포함된 이산화탄소를 회수하는 방법으로 아민계 흡수제를 사용한다. 최초의 상업용 설비는 Gas Spec FT-1(Dow Chemical사, 1982년)이라 불리는 것으로서 흡수제로 알칸올아민과 부식방지제의 혼합용액을 이용하여 산소에 대한 열화를 줄이고, 이산화탄소 흡수능력을 증가시킨 특징을 가지고 있다. 이후, 아민류를 흡수제로 이용한 습식흡수법이 다수 상용화되어 있다.As a technique commercialized in the absorption method, there is a wet amine method. The wet amine method uses an amine absorbent as a method of recovering carbon dioxide contained in combustion flue gas. The first commercial facility, called Gas Spec FT-1 (Dow Chemical, 1982), uses a mixture of alkanolamine and corrosion inhibitor as an absorbent to reduce degradation of oxygen and increase carbon dioxide absorption. Have. Since then, many wet absorption methods using amines as absorbents have been commercialized.

이러한 아민류를 이용한 습식 흡수 공정은 높은 이산화탄소 회수 효율을 보이고 있으나, 반응기에서 높은 온도가 요구되어 많은 에너지가 요구되어 공정 운영비가 크다는 문제점이 있다.The wet absorption process using such amines shows a high carbon dioxide recovery efficiency, but there is a problem in that a high operating temperature is required in the reactor, and thus a lot of energy is required.

또한, 습식 아민법에 사용되는 흡수액은 고가이므로 공정의 효율성을 높이기 위하여는 이산화탄소를 탈거하고 재생하는 공정이 필요하다. 다만, 흡수제에 다시 이산화탄소를 탈거시키고 흡수제를 재생하기 위하여는 압력을 감소시켜서 재생하는 물리적 흡수제와 달리 화학적 흡수제인 아민류 흡수제는 화학적 결합을 끊어야 하므로 110℃ 이상의 높은 온도로의 가열이 필요하여 많은 에너지가 요구되는 문제점이 있다.In addition, since the absorbent liquid used in the wet amine method is expensive, a process of removing and regenerating carbon dioxide is necessary to increase the efficiency of the process. However, in order to remove carbon dioxide back to the absorbent and regenerate the absorbent, unlike physiological absorbers that are regenerated by reducing the pressure, amine-type absorbers, which are chemical absorbents, must break chemical bonds. There is a problem that is required.

한편, 이미 개발된 이산화탄소 분리 기술에서 흡착법은 연소 배가스(exhaust gas)에서 이산화탄소를 선택적으로 흡착하는 제올라이트, 활성탄 등의 고체흡착제를 사용하여 배가스에 포함된 이산화탄소를 분리하는 방법으로서, 이런 흡착법은 고압에서 흡착이 이루어질 경우에 가압에 필요한 에너지 소모가 크고, 상압에서 흡착이 이루어지는 경우에는 생산성이 떨어져서 설비가격이 높아지는 문제점이 있으며, 저압탈착을 수행함에 따른 전력비의 소모가 큰 문제점을 지니고 있으므로 석탄화력발전소 등과 같은 대용량의 연소 배가스 에는 적용하기 어려운 문제점이 있다.On the other hand, in the already developed carbon dioxide separation technology, the adsorption method is a method of separating carbon dioxide contained in the exhaust gas by using a solid adsorbent such as zeolite and activated carbon that selectively adsorbs carbon dioxide from the exhaust gas. When the adsorption is made, the energy consumption required for pressurization is large, and when the adsorption is performed at normal pressure, the productivity is low due to low productivity, and the consumption of power costs due to low pressure desorption has a big problem. There is a problem that is difficult to apply to the same large combustion flue gas.

따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 흡수공정의 흡수탑에서 배가스로부터 이산화탄소를 포집한 흡수제 수용액을 산 용액과 반응시켜 낮은 온도에서 이산화탄소를 보다 쉽게 탈거하는 흡수제 재생공정을 포함한 이산화탄소 분리방법과 산 용액과 흡수제 수용액을 분리하는 방법을 제공하는 것이다.Therefore, the problem to be solved by the present invention is a carbon dioxide separation method and an acid solution including an absorbent regeneration step of removing the carbon dioxide at a lower temperature by reacting the aqueous solution of the absorbent absorbing carbon dioxide from the exhaust gas in the absorption tower of the absorption process with an acid solution It is to provide a method for separating the aqueous solution with the absorbent.

본 발명이 해결하고자 하는 두 번째 과제는 상기 분리방법을 이용한 이산화탄소 분리장치를 제공하는 것이다.The second problem to be solved by the present invention is to provide a carbon dioxide separation apparatus using the separation method.

본 발명은 상기 첫 번째 과제를 달성하기 위하여,The present invention to achieve the first object,

이산화탄소 흡수제 수용액을 이용하여 배가스에 포함된 이산화탄소 분리방법에 있어서, (A) 배가스를 이산화탄소 흡수제 수용액과 반응시켜 상기 흡수제 수용액이 배가스에 포함된 이산화탄소를 흡수한 후, 상기 이산화탄소를 흡수한 이산화탄소 흡수제 용액과 산 용액을 반응시켜서 제 1 염을 생성하고 이산화탄소를 분리시키는 단계와, (B) 상기 제 1 염에 강염기 용액을 반응시켜서 제 2 염을 생성하고 흡수제 수용액을 분리시키는 단계와, (C) 상기 제 2 염에 강산 용액을 반응시켜서 제 3 염을 생성하고 산을 결정으로 석출, 분리하여 재사용하는 단계를 포함하는 이산화탄소 분리방법을 제공한다.In the carbon dioxide separation method included in the exhaust gas using a carbon dioxide absorbent aqueous solution, (A) the exhaust gas is reacted with a carbon dioxide absorbent aqueous solution to absorb the carbon dioxide contained in the exhaust gas, and then the carbon dioxide absorbent solution absorbing the carbon dioxide; Reacting the acid solution to produce a first salt and separating carbon dioxide; (B) reacting the strong salt solution with the first salt to produce a second salt and separating the absorbent aqueous solution; and (C) the agent It provides a carbon dioxide separation method comprising the step of reacting the two salts with a strong acid solution to form a third salt, precipitate the acid as a crystal, separate and reuse.

본 발명에 따른 일 실시예에 의하면, 상기 (A)단계에서 상기 이산화탄소 흡수제는 모노에탄올아민(MEA), 메틸다이에탄올아민(MDEA), 다이에탄올아민(DEA), 트리에탄올아민(TEA) 및 2-아미노-2-메틸-1-프로판올(AMP) 중에서 선택되는 어느 하나일 수 있다. 바람직하게는 상온에서 물에 대한 용해성이 우수하고, 반응속도가 우수한 모노에탄올아민(MEA)일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the carbon dioxide absorbent in step (A) is monoethanolamine (MEA), methyl diethanolamine (MDEA), diethanolamine (DEA), triethanolamine (TEA) and 2- It may be any one selected from amino-2-methyl-1-propanol (AMP). Preferably, it may be monoethanolamine (MEA) having excellent solubility in water at room temperature and excellent reaction rate.

본 발명에 따른 다른 일 실시예에 의하면, 상기 (A) 단계에서 상기 산 용액은 결정화가 가능한 산을 이용한 용액으로, 바람직하게는 벤조산 용액 또는 옥살산 용액일 수 있다.According to another embodiment of the present invention, in the step (A), the acid solution is a solution using an acid capable of crystallization, preferably a benzoic acid solution or an oxalic acid solution.

본 발명에 따른 다른 일 실시예에 의하면, 상기 (A)단계에서 상기 이산화탄소 함유 흡수제 수용액과 산 용액 반응물 전체 중량 대비 흡수제는 10~40중량%이고, 산 용액은 5~10중량%이며, 나머지는 물로 이루어져 있다.According to another embodiment of the present invention, in the step (A), the absorbent is 10 to 40% by weight, the acid solution is 5 to 10% by weight, and the remainder is based on the total weight of the aqueous solution of the carbon dioxide-containing absorbent and the acid solution reactant. It consists of water.

본 발명에 따른 다른 일 실시예에 의하면, 상기 (A)단계에서 상기 이산화탄소 함유 흡수제 수용액과 상기 산 용액을 반응시킬 때 상기 산 용액과 이산화탄소 함유 흡수제 수용액의 혼합 용액에서 이산화탄소의 용해도가 0.4~0.7 CO2 mol/MEA mol일 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the solubility of carbon dioxide in the mixed solution of the acid solution and the carbon dioxide-containing absorbent aqueous solution when reacting the carbon dioxide-containing absorbent aqueous solution and the acid solution in the step (A) is 0.4 ~ 0.7 CO 2 mol / MEA mol.

본 발명에 따른 다른 일 실시예에 의하면, 상기 (B)단계에서 상기 강염기 용액은 수산화나트륨 또는 수산화칼슘일 수 있고, 바람직하게는 수산화나트륨일 수 있다.According to another embodiment according to the present invention, in step (B), the strong base solution may be sodium hydroxide or calcium hydroxide, and preferably sodium hydroxide.

본 발명에 따른 다른 일 실시예에 의하면, 상기 (C)단계에서 상기 강산 용액은 염산, 황산 또는 질산일 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the strong acid solution in step (C) may be hydrochloric acid, sulfuric acid or nitric acid.

본 발명에 따른 다른 일 실시예에 의하면, 상기 (A), (B) 및 (C) 단계에서 반응온도는 40 ~ 60℃일 수 있다.According to another embodiment according to the present invention, the reaction temperature in the (A), (B) and (C) step may be 40 ~ 60 ℃.

본 발명에 따른 다른 일 실시예에 의하면, 본원 발명의 이산화탄소 분리방법은 상기 (B)단계에서 분리된 흡수제 수용액을 상기 (A)단계로 이송하여 흡수제 수용액을 재사용하는 단계를 더 포함할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the carbon dioxide separation method of the present invention may further include the step of reusing the absorbent aqueous solution by transferring the aqueous solution of the absorbent separated in the step (B) to the step (A).

본 발명에 따른 다른 일 실시예에 의하면, 본원 발명의 이산화탄소 분리방법은 상기 (C)단계에서 결정으로 석출하여 분리된 산을 상기 (A)단계로 이송하여 산 용액으로 재사용하는 단계를 더 포함할 수 있다.According to another embodiment according to the present invention, the carbon dioxide separation method of the present invention further comprises the step of transporting the separated acid precipitated as a crystal in the step (C) to the step (A) to reuse as an acid solution. Can be.

본 발명은 상기 두 번째 과제를 달성하기 위하여,According to another aspect of the present invention,

이산화탄소 흡수제 수용액을 이용하여 배가스(exhaust gas)에 포함된 이산화탄소 분리장치에 있어서, 상기 이산화탄소 흡수제 수용액이 배가스의 이산화탄소를 흡수하도록 반응시키는 흡수반응기와, 이산화탄소를 함유한 흡수제 수용액과 산 용액을 반응시켜서 제 1 염을 생성하고 이산화탄소를 분리하는 스트리퍼와, 상기 제 1 염을 강염기 용액과 반응시켜 제 2 염을 생성하고 흡수제 수용액을 분리하는 제 1 분리기 및 상기 제 2 염을 강산과 반응시켜 제 3 염을 생성하고 상기 산을 결정으로 석출하고 분리하는 제 2 분리기를 포함하는 이산화탄소 분리장치를 제공한다.A carbon dioxide separation apparatus included in an exhaust gas by using an aqueous solution of carbon dioxide absorbent, wherein the aqueous carbon dioxide absorbent solution reacts to absorb carbon dioxide in the exhaust gas, and an absorbent aqueous solution containing carbon dioxide reacts with an acid solution. 1, a stripper for generating a salt and separating carbon dioxide, a first separator reacting with a strong base solution to produce a second salt, and a first separator for separating an aqueous absorbent solution and the second salt with a strong acid to react the third salt. It provides a carbon dioxide separator comprising a second separator for producing and precipitating and separating the acid into crystals.

본 발명에 따르면, 연소 배가스(exhaust gas)에서 이산화탄소 분리시에 산 용액과 반응시켜 이산화탄소의 용해도를 낮추어 기존의 공정보다 낮은 온도에서 이산화탄소의 제거가 가능하여 에너지가 절감되고, 이산화탄소 흡수제와 산 용액 등을 재사용할 수 있어 공정의 효율화가 극대화되며, 에너지 절약형 연속적인 상업적 흡수 분리 공정이 가능하다.According to the present invention, by reducing the solubility of carbon dioxide by reacting with the acid solution during the separation of carbon dioxide from the exhaust gas (exhaust gas) it is possible to remove the carbon dioxide at a lower temperature than the conventional process, energy saving, carbon dioxide absorbent and acid solution, etc. Can be reused to maximize process efficiency and enable energy-saving continuous commercial absorption separation processes.

도 1은 본 발명에 따른 이산화탄소 흡수제 수용액을 재생하는 공정을 포함한 이산화탄소 분리 방법을 나타낸 개념도이다.
도 2는 반응온도 40℃에서 모노에탄올아민(MEA)과 벤조산 용액의 중량을 달리하여 MEA 수용액에서 이산화탄소 용해도를 벤조산 용액이 투입되지 않은 경우와 비교하여 나타낸 그래프이다.
(X축은 CO2용해도이고, Y축은 CO2 분압을 나타낸다.)
(●은 MEA 10중량%, 벤조산 용액 5중량%에서 이산화탄소의 용해도 제 1 실험값; ○은 MEA 14중량%, 벤조산 용액 1중량%에서 이산화탄소의 용해도 제 2 실험값; ▼은 MEA 13중량%, 벤조산 용액 2중량%에서 이산화탄소의 용해도 제 3 실험값; 실선은 MEA 10중량%, 벤조산 용액에 투입되지 않은 경우의 이산화탄소 용해도)
1 is a conceptual diagram showing a method for separating carbon dioxide including a process of regenerating an aqueous solution of carbon dioxide absorbent according to the present invention.
2 is a graph showing the carbon dioxide solubility in the MEA aqueous solution compared with the case where no benzoic acid solution is added by varying the weight of the monoethanolamine (MEA) and the benzoic acid solution at a reaction temperature of 40 ° C.
(X axis is CO 2 solubility, Y axis is CO 2 partial pressure.)
(● is the first experimental value of solubility of carbon dioxide in 10% by weight of MEA, 5% by weight of benzoic acid solution; ○ is the second experimental value of solubility of carbon dioxide in 14% by weight of MEA, 1% by weight of benzoic acid solution; ▼ is 13% by weight of MEA, benzoic acid solution) 3rd experimental value of solubility of carbon dioxide at 2% by weight; solid line is 10% by weight of MEA, carbon dioxide solubility when not added to benzoic acid solution)

이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

종래의 아민계 흡수공정의 경우 탈거 공정에서 흡수제에 결합된 이산화탄소를 탈거하여 이산화탄소를 분리하고 흡수제를 재사용하기 위해서는 이산화탄소가 흡수된 용액의 온도를 높여 이산화탄소를 제거하는 원리를 이용하므로 에너지가 다량 필요하였다.In the case of the conventional amine absorption process, in order to separate carbon dioxide by removing the carbon dioxide bound to the absorbent in the stripping process and to reuse the absorbent, a large amount of energy was required because it uses the principle of removing carbon dioxide by raising the temperature of the carbon dioxide absorbed solution. .

또한, 흡수제 수용액은 고가이므로 공정의 효율성을 높이기 위하여 이산화탄소를 탈거하고 재생하는 공정이 필요하나, 흡수제에 다시 이산화탄소를 탈거시키고 흡수제를 재생하기 위하여는 화학적 흡수제인 아민류 흡수제는 화학적 결합을 끊어야 하므로 높은 온도로의 가열이 필요하여 많은 에너지가 요구되었다.In addition, because the absorbent aqueous solution is expensive, it is necessary to remove and regenerate carbon dioxide in order to increase the efficiency of the process, but in order to remove carbon dioxide and regenerate the absorbent again, the amine-type absorbent, which is a chemical absorbent, must break chemical bonds. Furnace heating required a lot of energy.

본 발명의 일 구현예에 의하여 연소 후 배가스(exhaust gas)에서 이산화탄소를 분리하고 이산화탄소 흡수제 수용액을 재생하는 방법은 다음과 같다.According to one embodiment of the present invention, a method of separating carbon dioxide from an exhaust gas after combustion and regenerating an aqueous solution of a carbon dioxide absorbent is as follows.

(A) 배가스를 이산화탄소 흡수제 수용액과 반응시켜 상기 흡수제 수용액이 배가스에 포함된 이산화탄소를 흡수한 후, 상기 이산화탄소를 흡수한 이산화탄소 흡수제 용액과 산 용액을 반응시켜서 제 1 염을 생성하고 이산화탄소를 분리시키는 단계와, (B) 상기 제 1 염에 강염기 용액을 반응시켜서 제 2 염을 생성하고 흡수제 수용액을 분리시키는 단계와, (C) 상기 제 2 염에 강산 용액을 반응시켜서 제 3 염을 생성하고 산을 결정으로 석출하여 분리시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.(A) reacting the exhaust gas with an aqueous solution of carbon dioxide absorbent to absorb carbon dioxide contained in the exhaust gas, and then reacting the carbon dioxide absorbent solution absorbing the carbon dioxide with an acid solution to generate a first salt and separating carbon dioxide. (B) reacting the first salt with a strong base solution to form a second salt and separating the absorbent aqueous solution; and (C) reacting the second salt with a strong acid solution to produce a third salt and acid. It is characterized in that it comprises the step of precipitating and separating into crystals.

본 발명의 바람직한 일 구현예에 의하여 연소 후 배가스(exhaust gas)에서 이산화탄소를 분리하고 이산화탄소 흡수제 수용액을 재생하는 방법을 도 1을 참조하여 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.A method of separating carbon dioxide from an exhaust gas after combustion and regenerating an aqueous solution of a carbon dioxide absorbent according to an exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 1.

먼저, 연소 후 배가스(exhaust gas)를 흡수기에서 이산화탄소 흡수제 수용액과 반응시켜 이산화탄소를 함유한 흡수제를 형성하고, 상기 이산화탄소가 제거된 배가스는 대기 중으로 배출하며, 상기 이산화탄소를 함유한 흡수제 수용액을 스트리퍼에서 산 용액과 반응시켜서 제 1염을 생성하고 이산화탄소를 분리하여 별도로 저장할 수 있다.First, after combustion, exhaust gas is reacted with an aqueous solution of carbon dioxide absorbent in an absorber to form an absorbent containing carbon dioxide, the exhaust gas from which carbon dioxide is removed is discharged into the atmosphere, and the aqueous absorbent solution containing carbon dioxide is acidified in a stripper. The solution may be reacted with the solution to produce a first salt and the carbon dioxide may be separated and stored separately.

다음으로, 상기 제 1 염을 제 1 분리기에서 강염기 용액과 반응시켜서 제 2 염을 생성하고, 이산화탄소 흡수제 수용액을 분리하여 상기 흡수기에서 재사용할 수 있다.Next, the first salt may be reacted with a strong base solution in a first separator to produce a second salt, and an aqueous solution of carbon dioxide absorbent may be separated and reused in the absorber.

그 다음으로, 상기 제 2 염을 제 2 분리기에서 강산 용액과 반응시켜서 제 3 염을 생성하여 별도로 저장하고, 결정으로 석출되는 산을 분리하여 상기 스트리퍼에서 재사용할 수 있다.The second salt may then be reacted with a strong acid solution in a second separator to form a third salt and stored separately, and the acid precipitated as crystals may be separated and reused in the stripper.

본 발명의 바람직한 일 구현예에 의하면, 이산화탄소를 함유한 흡수제 수용액에서 이산화탄소를 분리하기 위하여 상기 스트리퍼에서 산 용액을 반응시켜서 흡수제 수용액에서 이산화탄소 용해도를 낮추어서 적은 에너지로도 이산화탄소를 분리 제거할 수 있는 것을 특징으로 한다.According to a preferred embodiment of the present invention, in order to separate the carbon dioxide from the aqueous solution of the absorbent containing carbon dioxide by reacting the acid solution in the stripper to reduce the carbon dioxide solubility in the aqueous solution of the absorbent, carbon dioxide can be separated and removed with less energy. It is done.

이산화탄소를 함유한 아민계 흡수제 수용액은 산 용액과 반응하여 pH가 변하고 이산화탄소 용해도가 낮아져서 종래의 공정 온도보다 낮은 온도에서 이산화탄소를 제거할 수 있고, 이후 제 1 염은 강염기 수용액을 이용해 흡수제는 수용액 상태로 회수하여 재사용하고, 여기서 생성된 제 2 염은 강산 수용액과 반응하여 결정으로 석출되는 산을 다시 회수하여 재사용하고 여기서 생성된 제 3 염을 폐기하거나 재사용하는 것을 특징으로 하여 종래 아민계 흡수공정의 문제점을 해결할 수 있다.The aqueous solution of the amine-based absorbent containing carbon dioxide reacts with the acid solution to change the pH and lower the carbon dioxide solubility to remove carbon dioxide at a temperature lower than the conventional process temperature.After that, the first salt is an aqueous solution of a strong base using an aqueous strong base solution. Recovered and reused, the second salt is produced by reacting with a strong acid aqueous solution to recover and reuse the acid precipitated as a crystal and discard or reuse the third salt produced here is a problem of the conventional amine-based absorption process Can be solved.

본 발명의 바람직한 다른 일 구현예에 의하면, 상기 (A)단계에서 흡수제는 모노에탄올아민, 메틸다이에탄올아민, 다이에탄올아민, 트리에탄올아민 및 2-아미노-2-메틸-1-프로판올 중에서 선택되는 어느 하나일 수 있고, 바람직하게는 상온에서 물에 대한 용해성이 우수하고, 반응속도가 우수한 모노에탄올아민(MEA)일 수 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, the absorbent in step (A) is selected from monoethanolamine, methyl diethanolamine, diethanolamine, triethanolamine and 2-amino-2-methyl-1-propanol It may be one, and preferably monoethanolamine (MEA) having excellent solubility in water at room temperature and excellent reaction rate.

본 발명의 바람직한 다른 일 구현예에 의하면, 상기 (A) 단계에서 하기 [반응식 1]에 의해서 배가스(exhaust gas)에서 이산화탄소 흡수제 수용액이 이산화탄소 흡수하는 것을 특징으로 한다.According to another preferred embodiment of the present invention, in the step (A) by the following [Scheme 1] is characterized in that the carbon dioxide absorbent aqueous solution is absorbed in the exhaust gas (exhaust gas).

[반응식 1][Reaction Scheme 1]

R-NH2 + H2O + CO2 → R-NH3HCO3 R-NH 2 + H 2 O + CO 2 → R-NH 3 HCO 3

상기 식에서,Where

R-NH2는 모노에탄올아민이고, 반응온도는 40~60℃이다.R-NH 2 is monoethanolamine and the reaction temperature is 40 to 60 ° C.

본 발명의 바람직한 다른 일 구현예에 의하면, 상기 (A) 단계에서 이산화탄소를 함유한 흡수제와 반응하는 산 용액은 결정화가 가능한 산을 이용한 용액이라면 본 발명에서 제한되지 않으나, 보다 바람직하게는 벤조산 용액 또는 옥살산 용액일 수 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, the acid solution reacting with the absorbent containing carbon dioxide in the step (A) is not limited in the present invention as long as it is a solution using a crystallizable acid, more preferably a benzoic acid solution or Oxalic acid solution.

본 발명의 바람직한 다른 일 구현예에 의하면, 상기 (A) 단계에서 상기 이산화탄소 함유 흡수제 수용액과 산 용액 반응물 전체 중량 대비 흡수제는 10~40중량%이고, 산 용액은 5~10중량%이며, 나머지는 물로 이루어질 수 있으며, 상기 이산화탄소 함유 흡수제 수용액이 상기 스트리퍼에서 상기 산 용액과의 반응시 상기 산 용액과 이산화탄소 함유 흡수 수용액의 혼합 용액에서 이산화탄소의 용해도가 0.4~0.7 CO2 mol/MEA mol일 수 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, in the step (A), the absorbent is 10 to 40% by weight, the acid solution is 5 to 10% by weight based on the total weight of the aqueous solution of the carbon dioxide-containing absorbent and the acid solution reactant. The carbon dioxide-containing absorbent aqueous solution may be water, and the solubility of carbon dioxide may be 0.4 to 0.7 CO 2 mol / MEA mol in a mixed solution of the acid solution and the carbon dioxide-containing absorbent aqueous solution when the stripper reacts with the acid solution.

벤조산 용액이 투입되지 않은 모노에탄올아민(MEA) 10중량%에서 이산화탄소의 용해도를 반응 온도를 달리하여 측정하여 도 2에 실선으로 나타내었다. 동일한 이산화탄소 분압대비 고온에서 반응하는 경우에 이산화탄소의 용해도가 감소하는 것을 알 수 있다.The solubility of carbon dioxide in 10% by weight of monoethanolamine (MEA) not added with benzoic acid solution was measured by varying the reaction temperature, and the solid line is shown in FIG. 2. It can be seen that the solubility of carbon dioxide decreases when reacting at a high temperature relative to the same partial pressure of carbon dioxide.

또한, MEA 10중량%에 벤조산 5중량%을 투입한 수용액에서 이산화탄소 용해도를 반응온도 40℃에서 측정하여 도 2에서 ●로 표시하여 나타내었다. 동일한 이산화탄소의 분압에서 비교시 벤조산을 투입한 경우에는 40℃의 보다 낮은 온도에서도 벤조산을 투입하지 않고 80~100℃이상의 고온에서의 반응과 동일한 이산화탄소 용해도 감소 효과가 있는 것을 확인할 수 있다.In addition, carbon dioxide solubility was measured at a reaction temperature of 40 ° C. in an aqueous solution in which 5% by weight of benzoic acid was added to 10% by weight of MEA. When benzoic acid was added in comparison with the partial pressure of the same carbon dioxide, it can be seen that the same carbon dioxide solubility reduction effect as the reaction at a high temperature of 80 to 100 ° C. or higher without the addition of benzoic acid even at a lower temperature of 40 ° C.

본 발명의 바람직한 구현예에 의한 이산화탄소 분리방법은 높은 온도로 가열하지 않고 이산화탄소를 흡수제(MEA)로부터 분리가 가능하여 이산화탄소 분리 및 MEA 수용액 회수 재생하는 공정에 필요한 에너지를 저감할 수 있는 것을 특징으로 한다.Carbon dioxide separation method according to a preferred embodiment of the present invention is characterized in that it is possible to separate the carbon dioxide from the absorbent (MEA) without heating to a high temperature to reduce the energy required for the carbon dioxide separation and MEA aqueous solution recovery and regeneration process. .

본 발명의 바람직한 다른 일 구현예에 의하면, 상기 (B)단계에서 산 용액과 이산화탄소가 탈거된 흡수제 수용액에 수산화나트륨 또는 수산화칼슘을 반응시키고, 바람직하게는 수산화나트륨을 반응시켜서 제 2 염을 생성하여 흡수제 수용액를 분리할 수 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, in step (B), the acid solution and the carbon dioxide is removed, the sodium hydroxide or calcium hydroxide is reacted with an aqueous solution of the absorbent, preferably sodium hydroxide to react to form a second salt to absorb the absorbent The aqueous solution can be separated.

본 발명의 바람직한 다른 일 구현예에 의하면, 상기 (C)단계에서 강산 용액은 수용액에서 잘 해리될 수 있는 것이면 본 발명에서 제한되지 않으나, 바람직하게는 염산, 황산, 또는 질산 용액일 수 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, the strong acid solution in step (C) is not limited in the present invention as long as it can be well dissociated in an aqueous solution, preferably hydrochloric acid, sulfuric acid, or nitric acid solution.

상기 (A), (B) 및 (C) 단계에서 구체적인 반응은 하기 [반응식 2]와 같다.Specific reactions in the steps (A), (B) and (C) are the same as in the following [Scheme 2].

2H2O ↔ H3O++OH- (식 1) 2H 2 O ↔ H 3 O + + OH - ( Equation 1)

CO2+2H2O ↔ HCO3 -+H3O+ (식 2) CO 2 + 2H 2 O ↔ HCO 3 - + H 3 O + ( Equation 2)

HCO3 -+H2O ↔ CO3 -2+H3O+ (식 3) HCO 3 - + H2O ↔ CO 3 -2 + H 3 O + ( Equation 3)

R-NH3 ++H2O ↔ R-NH2+H3O+ (식 4)R-NH 3 + + H 2 O ↔ R-NH 2 + H 3 O + (Equation 4)

R-NHCOO-+H2O ↔ R-NH2+HCO3 - (식 5) R-NHCOO - + H 2 O ↔ R-NH 2 + HCO 3 - ( formula 5)

R-NH3 ++ acid(benzoic acid) ↔ salts(제 1 염, MEA-benzoate)(s) + H2O (식 6)R-NH 3 + + acid (benzoic acid) ↔ salts (Mea-benzoate) (s) + H 2 O (Equation 6)

salts(제 1 염, MEA-benzoate)(s) +Base(Ca(OH)2)(aq) ↔ salts(제 2 염, calcium benzoate)(s) + H2O (식 7)salts (first salt, MEA-benzoate) (s) + Base (Ca (OH) 2 ) (aq) ↔ salts (second salt, calcium benzoate) (s) + H 2 O (Equation 7)

salts(제 2 염, calcium benzoate)(s) +Acid(HCl)(aq) ↔ salts(제 3 염, CaCl2)(aq) + acid(benzoic acid)(s) (식 8)salts (second salt, calcium benzoate) (s) + Acid (HCl) (aq) ↔ salts (third salt, CaCl 2 ) (aq) + acid (benzoic acid) (s) (Expression 8)

본 발명의 바람직한 일 구현예에 의하면, 상기 (A), (B) 및 (C) 단계에서 반응온도는 40 ~ 60℃일 수 있고, 상기 (B)단계에서 분리된 흡수제 수용액을 상기 (A)단계로 이송하여 흡수제 수용액을 재사용하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 상기 (C)단계에서 결정으로 분리된 산을 상기 (A)단계로 이송하여 산 용액으로 재사용하는 단계를 더 포함할 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the reaction temperature in the steps (A), (B) and (C) may be 40 ~ 60 ℃, the absorbent aqueous solution separated in the step (B) the (A) The method may further include reusing the absorbent aqueous solution by transferring to the step, and may further include reusing the acid separated by the crystal in the step (C) into the step (A) to reuse the acid solution.

본 발명에 따른 이산화탄소 분리방법은 벤조산 용액을 이산화탄소를 함유한 흡수제 수용액에 추가 투입하여 수용액에서 이산화탄소의 용해도를 감소시켜서 보다 낮은 반응온도에서도 이산화탄소를 분리하는 것을 특징으로 한다.The method for separating carbon dioxide according to the present invention is characterized by separating the carbon dioxide even at a lower reaction temperature by reducing the solubility of carbon dioxide in the aqueous solution by adding the benzoic acid solution to the aqueous solution of the absorbent containing carbon dioxide.

이하, 모노에탄올아민(MEA)을 흡수제 수용액으로 하고, 산 용액은 벤조산으로 하여 MEA수용액에 벤조산 용액을 첨가한 경우 아래와 같은 실험 절차에 의해서 이산화탄소의 용해도를 측정하였다.Hereinafter, when solubility of the monoethanolamine (MEA) as an aqueous absorbent and the acid solution as benzoic acid was added to the MEA aqueous solution, the solubility of carbon dioxide was measured by the following experimental procedure.

기본적인 기액 상평형 실험으로서, 벤조산 용액과 MEA 수용액을 저장하는 MEA reservoir와 이산화탄소를 저장하는 CO2 reservoir, 이산화탄소와 수용액이 기액 상평형을 이루는 평형반응기로 구성된 실험장치를 이용하여 측정하였다.Basic gas-liquid phase equilibrium experiments include a MEA reservoir to store a benzoic acid solution and an MEA solution, and a CO 2 to store carbon dioxide. It was measured using an experimental device consisting of an equilibrium reactor in which a reservoir, carbon dioxide and an aqueous solution form a gas-liquid phase equilibrium.

일정한 온도에서 평형 전과 평형 후의 상태를 부피와 압력으로 측정하여 이산화탄소의 용해도를 측정하였다.The solubility of carbon dioxide was measured by measuring the volume and pressure before and after equilibration at a constant temperature.

먼저, 평형반응기와 CO2 reservoir를 진공상태에 가깝게 만들고 CO2 reservoir에는 순수한 이산화탄소 기체를 채우고 평형반응기에는 밀도를 알고 있는 벤조산 용액과 MEA 수용액을 일정량 채운다. 이때 온도가 일정하게 유지된 상태에서 부피를 알고 있는 CO2 reservoir의 압력을 측정하여 Allprops라는 프로그램을 사용해 CO2 reservoir안에 있는 이산화탄소 기체의 밀도를 계산하였다. 이에 따라 처음 이산화탄소의 양을 계산할 수 있었다.First, the equilibrium reactor and CO 2 Make the reservoir close to vacuum and CO 2 Fill the reservoir with pure carbon dioxide gas and equilibrate the reactor with a certain amount of benzoic acid solution and MEA solution of known density. At this time, the temperature is kept constant, the volume of CO 2 by measuring the pressure in the reservoir CO 2 using a program called Allprops The density of carbon dioxide gas in the reservoir was calculated. This allowed us to calculate the amount of carbon dioxide for the first time.

다음, 평형반응기와 CO2 reservoir사이의 밸브를 열어 상평형을 이룰 때까지 기다린 다음 평형에 도달하였을 때 기상의 압력을 측정하였다. 역시 Allprops를 사용해 밀도를 계산할 수 있으며, 평형 이후 수용액에 녹아 들어가지 않은 이산화탄소의 양을 계산할 수 있다. 이때 CO2 reservoir와 평형반응기의 부피를 더하고 액체의 부피를 뺀 만큼이 이산화탄소가 차지하는 부피이다.Next, the equilibrium reactor and CO 2 The valves between the reservoirs were opened to wait for phase equilibrium, and then the pressure of the gas phase was measured when equilibrium was reached. Allprops can also be used to calculate the density and the amount of carbon dioxide not dissolved in the aqueous solution after equilibrium. CO 2 The volume of carbon dioxide is equal to the volume of the reservoir and the equilibrium reactor and the volume of the liquid minus.

그 후, 평형 이후 측정된 압력에서 수증기 증발량을 고려하여 보정한 기상의 압력을 이산화탄소의 부분압으로 하고, 처음 이산화탄소의 양과 나중 이산화탄소의 양의 차이를 통해 CO2 loading을 측정하였다.Then, the pressure of the gaseous phase corrected in consideration of water vapor evaporation at the pressure measured after equilibrium is the partial pressure of carbon dioxide, and CO 2 is determined through the difference between the amount of first carbon dioxide and the amount of later carbon dioxide. The loading was measured.

또한, 본 발명에 따른 흡수제 수용액에서의 이산화탄소 용해도와 비교실험으로서, 상기 실험예 1에서 평형반응기에 벤조산 용액을 투입하지 않고 MEA 수용액만을 일정량 채운 후 실험을 진행한 것을 제외하고는 상기 실험예 1과 동일하게 실험절차를 진행하였다.In addition, as a comparative experiment with carbon dioxide solubility in the aqueous solution of the absorbent according to the present invention, Experimental Example 1 and except that the experiment was carried out after filling a certain amount of the MEA aqueous solution without adding the benzoic acid solution to the equilibrium reactor in Experimental Example 1 The same procedure was followed.

도 2에 본 발명에서 측정한 이산화탄소의 용해도 값을 나타내었다. 상기 도 1에서 X축은 CO2용해도이고, Y축은 분압을 나타낸다. 이산화탄소의 용해도 단위는 CO2 mol/MEA mol로 나타내었다.2 shows the solubility value of carbon dioxide measured in the present invention. In FIG. 1, the X axis represents CO 2 solubility, and the Y axis represents partial pressure. The solubility unit of carbon dioxide is expressed as CO 2 mol / MEA mol.

먼저, 반응온도(40, 80, 100, 120℃)를 달리하여 모노에탄올아민(MEA) 10중량%의 수용액에서 이산화탄소 용해도를 측정하여 그 결과를 도 2의 실선으로 나타내었다.First, carbon dioxide solubility was measured in an aqueous solution of 10% by weight of monoethanolamine (MEA) by varying the reaction temperature (40, 80, 100, 120 ° C), and the result is shown by the solid line of FIG. 2.

다음으로, 반응온도 40℃에서 모노에탄올아민(MEA)과 벤조산의 중량을 달리하여 이산화탄소의 용해도를 측정하였다. 상기 도 1에서 ○은 모노에탄올아민 14중량%, 벤조산 1중량% 수용액에서 이산화탄소의 용해도 제 1 실험값이고, ●은 모노에탄올아민 10중량%, 벤조산 5중량% 수용액에서 이산화탄소의 용해도 제 2 실험값이며, ▼은 모노에탄올아민 13중량%, 벤조산 2중량% 수용액에서 이산화탄소의 용해도 제 3 실험값이다.Next, the solubility of carbon dioxide was measured by varying the weight of monoethanolamine (MEA) and benzoic acid at the reaction temperature of 40 ℃. 1 is the first experimental value of solubility of carbon dioxide in an aqueous solution of 14% by weight of monoethanolamine and 1% by weight of benzoic acid, and ● is a second experimental value of solubility of carbon dioxide in an aqueous solution of 10% by weight of monoethanolamine and 5% by weight of benzoic acid, Are the third experimental values of solubility of carbon dioxide in an aqueous solution of 13% by weight of monoethanolamine and 2% by weight of benzoic acid.

본 발명에 따른 모노에탄올아민 10중량%와 벤조산 5중량% 수용액에서 이산화탄소의 용해도는 벤조산을 투입하지 않은 경우 80~100℃에서의 이산화탄소 용해도와 동일한 바, 산 용액을 투입하여 이산화탄소를 흡수제 수용액에서 분리하는 본 발명에 의하면 보다 낮은 온도에서도 이산화탄소의 용해도가 감소하여 이산화탄소를 분리하고, 흡수제 수용액을 재사용함에 있어서 에너지 절감의 효과가 있음을 알 수 있다.
The solubility of carbon dioxide in 10 wt% monoethanolamine and 5 wt% aqueous solution of benzoic acid according to the present invention is the same as that of carbon dioxide at 80-100 ° C. when no benzoic acid is added. According to the present invention it can be seen that even at a lower temperature solubility of carbon dioxide is reduced to separate the carbon dioxide, the energy saving effect in reusing the absorbent aqueous solution.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 이산화탄소 분리장치의 구현예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail an embodiment of the carbon dioxide separation apparatus according to the present invention.

도 1은 본 발명에 따른 이산화탄소 흡수제를 재생하는 공정을 포함한 이산화탄소 분리장치를 나타낸 개념도이다.1 is a conceptual diagram illustrating a carbon dioxide separation apparatus including a process of regenerating a carbon dioxide absorbent according to the present invention.

본 발명에 따른 이산화탄소 흡수제를 재생하는 공정을 포함한 이산화탄소 분리장치는 흡수 반응기, 스트리퍼, 제 1 분리기, 제 2 분리기로 구성된다.The carbon dioxide separation apparatus including the process of regenerating the carbon dioxide absorbent according to the present invention comprises an absorption reactor, a stripper, a first separator, and a second separator.

본 발명의 바람직한 구현예에 의하면, 상기 흡수반응기는 이산화탄소 흡수제 수용액이 배가스(exhaust gas)의 이산화탄소를 흡수하도록 반응시키고, 상기 스트리퍼는 이산화탄소를 함유한 흡수제 수용액과 산 용액을 반응시켜 제 1 염을 생성하고 이산화탄소를 분리하여 배출하며, 상기 제 1 분리기는 제 1 염을 강염기와 반응시켜 제 2 염을 생성하고 흡수제 수용액을 분리하고, 상기 제 2 분리기는 상기 제 2 염을 강산과 반응시켜 제 3 염을 생성하고 상기 산을 결정으로 석출하여 분리한다.According to a preferred embodiment of the present invention, the absorption reactor is a carbon dioxide absorbent aqueous solution reacts to absorb the carbon dioxide of the exhaust gas (exhaust gas), the stripper reacts the aqueous solution of the absorbent containing carbon dioxide and the acid solution to produce a first salt Separating and discharging carbon dioxide, the first separator reacting the first salt with a strong base to produce a second salt, and separating the absorbent aqueous solution, and the second separator reacting the second salt with a strong acid to form a third salt. Is formed and the acid is precipitated into crystals and separated.

상기 흡수제 수용액은 바람직하게 모노에탄올아민일 수 있고, 흡수반응기에 추가로 구비된 가열기에 의해서 흡수반응기 내의 반응온도는 40~60℃일 수 있으며, 유입된 연소 배가스와 흡수제가 흡수반응기에서 반응하여 배가스에서 이산화탄소를 흡수하는 것을 특징으로 한다.The aqueous solution of the absorbent may be monoethanolamine, the reaction temperature in the absorption reactor may be 40 ~ 60 ℃ by a heater additionally provided in the absorption reactor, the incoming flue gas and the absorbent reacts in the absorption reactor to exhaust gas It is characterized by absorbing carbon dioxide.

상기 스트리퍼에서는 흡수반응기에서 만들어진 이산화탄소를 함유한 흡수제가 스트리퍼에 추가로 구비된 산 용액 저장조에서 공급된 산 용액과 반응하여 제 1 염을 생성하고 흡수제에서 이산화탄소를 탈거할 수 있으며, 이 때 스트리퍼에 추가로 구비된 가열기에 의해서 스트리퍼 내의 반응온도는 40~60℃인 것을 특징으로 한다.In the stripper, the absorbent containing carbon dioxide made in the absorption reactor may react with the acid solution supplied from the acid solution reservoir additionally provided to the stripper to generate a first salt and remove the carbon dioxide from the absorbent, which is then added to the stripper. The reaction temperature in the stripper by the heater provided as characterized in that 40 ~ 60 ℃.

상기 제 1 분리기에서는 상기 제 1 염이 제 1 분리기에 추가로 구비된 강염기 용액 저장조에서 공급된 강염기 용액과 반응하여 제 2 염을 생성하고, 분리된 흡수제는 이송하여 흡수반응기에서 다시 사용할 수 있는 것을 특징으로 한다.In the first separator, the first salt reacts with the strong base solution supplied from the strong base solution reservoir additionally provided in the first separator to generate a second salt, and the separated absorbent may be transported and used again in the absorption reactor. It features.

상기 제 2 분리기에서는 제 1 분리기에서 생성된 제 2 염이 제 2 분리기에 추가로 구비된 강산 용액 저장조에서 공급된 강산 용액과 반응하여 제 3 염을 생성하면서 산을 결정으로 석출하여 분리하고, 분리된 산은 이송하여 스트리퍼에서 산 용액으로 다시 사용할 수 있는 것을 특징으로 한다.In the second separator, the second salt generated in the first separator reacts with the strong acid solution supplied from the strong acid solution reservoir additionally provided in the second separator to form and separate the acid by crystallization while generating a third salt. The acid may be transferred and reused as an acid solution in the stripper.

Claims (12)

이산화탄소 흡수제 수용액을 이용하여 배가스에 포함된 이산화탄소 분리방법에 있어서,
(A) 배가스를 이산화탄소 흡수제 수용액과 반응시켜 상기 흡수제 수용액이 배가스에 포함된 이산화탄소를 흡수한 후, 상기 이산화탄소를 흡수한 이산화탄소 흡수제 용액과 산 용액과 반응시켜서 제 1 염을 생성하고 이산화탄소를 분리시키는 단계;
(B) 상기 제 1 염에 강염기 용액을 반응시켜서 제 2 염을 생성하고 흡수제 수용액을 분리시키는 단계; 및
(C) 상기 제 2 염에 강산 용액을 반응시켜서 제 3 염을 생성하고 산 을 결정으로 석출하여 분리시키는 단계;를 포함하는 이산화탄소 분리방법.
In the method for separating carbon dioxide contained in the exhaust gas using an aqueous solution of carbon dioxide absorbent,
(A) reacting the exhaust gas with an aqueous solution of carbon dioxide absorbent to absorb carbon dioxide contained in the exhaust gas, and then reacting the carbon dioxide absorbent solution and an acid solution absorbing the carbon dioxide to produce a first salt and separating carbon dioxide. ;
(B) reacting the first salt with a strong base solution to produce a second salt and separating the absorbent aqueous solution; And
(C) reacting the second salt with a strong acid solution to produce a third salt, and depositing and separating the acid into crystals.
제 1 항에 있어서,
상기 (A)단계에서 상기 이산화탄소 흡수제는 모노에탄올아민, 메틸다이에탄올아민, 다이에탄올아민, 트리에탄올아민 또는 2-아미노-2-메틸-1-프로판올인 것을 특징으로 하는 이산화탄소 분리방법.
The method of claim 1,
The carbon dioxide absorbent in step (A) is a carbon dioxide separation method, characterized in that the monoethanolamine, methyl diethanolamine, diethanolamine, triethanolamine or 2-amino-2-methyl-1-propanol.
제 1 항에 있어서,
상기 (A)단계에서 상기 산 용액은 결정으로 석출할 수 있는 벤조산 용액 또는 옥살산 용액인 것을 특징으로 하는 이산화탄소 분리방법.
The method of claim 1,
In the step (A), the acid solution is a carbon dioxide separation method, characterized in that the benzoic acid solution or oxalic acid solution that can be precipitated as a crystal.
삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 (B)단계에서 상기 강염기 용액은 수산화나트륨 또는 수산화칼슘인 것을 특징으로 하는 이산화탄소 분리방법.
The method of claim 1,
The strong base solution in step (B) is carbon dioxide separation method, characterized in that the sodium hydroxide or calcium hydroxide.
제 1 항에 있어서,
상기 (C)단계에서 상기 강산 용액은 염산, 황산 또는 질산인 것을 특징으로 하는 이산화탄소 분리방법.
The method of claim 1,
The strong acid solution in step (C) is carbon dioxide separation method, characterized in that hydrochloric acid, sulfuric acid or nitric acid.
제 1 항에 있어서,
상기 (A), (B) 및 (C) 단계에서 반응온도는 40 ~ 60℃인 것을 특징으로 하는 이산화탄소 분리방법.
The method of claim 1,
Reaction temperature in the step (A), (B) and (C) is a carbon dioxide separation method, characterized in that 40 ~ 60 ℃.
제 1 항에 있어서,
상기 (B)단계에서 분리된 흡수제 수용액을 상기 (A)단계로 이송하여 흡수제 수용액을 재사용하는 단계를 더 포함하는 이산화탄소 분리방법.
The method of claim 1,
Carbon dioxide separation method further comprising the step of transferring the aqueous solution of the absorbent separated in the step (B) to the step (A) to reuse the aqueous solution of the absorbent.
제 1 항에 있어서,
상기 (C)단계에서 결정으로 석출 분리된 산을 상기 (A)단계로 이송하여 산 용액으로 재사용하는 단계를 더 포함하는 이산화탄소 분리방법.
The method of claim 1,
The carbon dioxide separation method further comprising the step of transferring the acid precipitated as a crystal in the step (C) to the step (A) and reused as an acid solution.
이산화탄소 흡수제 수용액을 이용하여 배가스에 포함된 이산화탄소 분리장치에 있어서,
상기 이산화탄소 흡수제 수용액이 배가스에 포함된 이산화탄소를 흡수하도록 반응시키는 흡수반응기;
상기 이산화탄소를 흡수한 흡수제 수용액과 산 용액을 반응시켜서 제 1 염을 생성하고 이산화탄소를 분리하는 스트리퍼;
상기 제 1 염에 강염기 수용액을 반응시켜 제 2 염을 생성하고, 흡수제 수용액을 분리하는 제 1 분리기; 및
상기 제 2 염을 강산 용액과 반응시켜서 제 3 염을 생성하고, 상기 산을 결정으로 석출 분리하는 제 2 분리기;를 포함하는 이산화탄소 분리장치.
In the carbon dioxide separation apparatus included in the exhaust gas using a carbon dioxide absorbent aqueous solution,
An absorption reactor for reacting the aqueous solution of carbon dioxide absorber to absorb carbon dioxide contained in exhaust gas;
A stripper for reacting the absorbent aqueous solution having absorbed carbon dioxide with an acid solution to form a first salt and separating carbon dioxide;
A first separator for reacting the first salt with a strong base aqueous solution to produce a second salt, and separating the absorbent aqueous solution; And
And a second separator for reacting the second salt with a strong acid solution to produce a third salt and depositing and separating the acid into crystals.
제 11 항에 있어서,
상기 제 1 분리기에서 분리한 흡수제 수용액을 상기 흡수반응기로 이송하여 재사용하고, 상기 제 2 분리기에서 결정으로 석출 분리한 산을 상기 스트리퍼로 이송하여 산 용액으로 재사용하는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 분리장치.
The method of claim 11,
And absorbing the aqueous solution of the absorbent separated in the first separator to the absorption reactor for reuse, and transferring the acid precipitated and separated from the crystal in the second separator to the stripper for reuse as an acid solution.
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