KR101219789B1 - 다단 수직형 연속 이산화탄소 제거 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 다단 수직형 연속 이산화탄소 제거 장치 및 방법에 관한 것으로서, 상세하게는 흡수탑을 수직으로 다단으로 형성하고, 흡수액을 상단의 흡수탑에서 하단의 흡수탑으로 수두차 방식에 의해 자연 낙하시켜 연속 순환되도록 하는 다단 수직형 연속 이산화탄소 제거 장치 및 방법에 관한 것이다.

Description

다단 수직형 연속 이산화탄소 제거 장치 및 방법{APPARATUS FOR CONTINUOUS CAPTURE OF MULTI-LEVEL VERTICAL CARBON DIOXIDE}
본 발명은 다단 수직형 연속 이산화탄소 제거 장치 및 방법에 관한 것으로서, 상세하게는 흡수탑을 수직으로 다단으로 형성하고, 흡수액을 상단의 흡수탑에서 하단의 흡수탑으로 수두차 방식에 의해 자연 낙하시켜 연속 순환되도록 하는 다단 수직형 연속 이산화탄소 제거 장치 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 발전소와 같이 배출가스의 용량이 많은 경우 크기를 상대적으로 키우거나 병렬로 다단으로 설치해야만 하는 데 이러한 경우 넓은 설치 부지가 필요하고, 이로 인해 설치비가 증대되며, 흡수액의 수두압력이 높아질수록 펌프 및 송풍기의 개수 및 용량이 증대되어 이로 인해 소비 전력이 증대됨과 동시에 유지 관리 비용이 증대되는 문제점이 있다.
국내특허등록공보 10-1096179호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 흡수탑을 수직으로 다단으로 형성함으로써 설치 부지 면적을 최소화시킬 수 있도록 하는 다단 수직형 연속 이산화탄소 제거 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 상단의 흡수탑에 저장된 흡수액의 pH를 측정하여 pH가 기준 pH보다 낮게 되면 흡수액을 상단의 흡수탑에서 하단의 흡수탑으로 수두차 방식에 의해 자연 낙하시켜 연속 순환되도록 하고, 상단의 흡수탑에는 신규 흡수액을 공급함으로써 이산화탄소 제거효율을 증대시키고, 소비 전력을 최소화시키도록 하는 다단 수직형 연속 이산화탄소 제거 장치 및 방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.
또, 본 발명은 배출가스를 하단의 흡수탑으로 송풍기를 통해 공급하고, 다시 하단의 흡수탑의 상부에 포집된 배출가스를 다른 송풍기를 통해 상단의 흡수탑으로 공급하도록 하여 각각의 송풍기의 수두를 낮춤으로써 소비 전력을 최소화시키도록 하는 다단 수직형 연속 이산화탄소 제거 장치 및 방법을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은,
배출가스를 공급하고, 라인 상에 제 1송풍기가 구비되는 배출가스 공급라인과; 외부로부터 수산화칼슘(Ca(OH)2)과 알칼리 혼화제를 혼합한 흡수액을 공급받아 일정수두 이상으로 흡수액이 저장되고, 흡수액 내부로 상기 배출가스 공급라인을 통해 배출가스를 공급받아 반응시켜 이산화탄소를 흡수하고, 배출가스를 배출하는 제 1흡수탑과; 상기 제 1흡수탑으로부터 배출되는 배출가스를 공급하고, 라인 상에 제 2송풍기가 구비되는 배출가스 순환라인과; 상기 제 1흡수탑의 상부에 수직으로 설치되고, 외부로부터 흡수액을 공급받아 일정수두 이상으로 흡수액이 저장되며, 흡수액 내부로 상기 배출가스 순환라인을 통해 상기 제 1흡수탑으로부터 배출가스를 공급받아 반응시켜 이산화탄소를 흡수하고, 청정가스를 배출하는 제 2흡수탑과; 상기 제 2흡수탑의 청정가스를 연돌로 배출하는 청정배출가스 배출라인과; 상기 제 1흡수탑으로 신규 흡수액을 공급하도록 신규 흡수액이 저장되는 공급조와; 상기 공급조의 신규 흡수액을 상기 제 1흡수탑으로 공급하고, 라인 상에 공급 펌프가 구비되는 신규 흡수액 공급라인; 및 상기 제 2흡수탑의 하단과 상기 제 1흡수탑의 상단에 연결되고, 라인 상에 전자 밸브가 구비되어 외부의 제어에 따라 상기 전자 밸브가 개폐되어 상기 제 2흡수탑의 흡수액을 상기 제 1흡수탑으로 수두 압력에 의해 공급하는 흡수액 순환라인을 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기에서, 상기 다단 수직형 연속 이산화탄소 제거 장치는 상기 제 1송풍기 전단인 상기 배출가스 공급라인 상에 설치되어 배출가스를 냉각시키는 열교환기를 더 포함한다.
여기에서 또한, 상기 다단 수직형 연속 이산화탄소 제거 장치는 상기 청정배출가스 배출라인에 설치되어 청정가스의 수분을 제거하는 건조기를 더 포함한다.
여기에서 또, 상기 다단 수직형 연속 이산화탄소 제거 장치는 상기 제 1흡수탑의 반응 부산물이 포함된 폐흡수액을 배출하도록 라인 상에 배출 펌프가 구비되는 흡수액 배출 라인과; 상기 흡수액 배출 라인으로부터 배출되는 상기 제 1흡수탑의 폐흡수액을 저장하는 저장조를 더 포함한다.
여기에서 또, 상기 다단 수직형 연속 이산화탄소 제거 장치는 상기 제 1흡수탑 내부 흡수액의 pH를 측정하는 pH 센서와; 상기 제 1흡수탑과, 제 2흡수탑의 흡수액 수위를 측정하는 수위 측정 센서; 및 상기 pH 센서를 통해 제 1흡수탑 흡수액의 pH값을 입력받아 pH가 기준값 미만이면 상기 흡수액 배출 라인의 배출 펌프를 동작시켜 상기 제 1흡수탑의 폐흡수액의 일부 또는 전량을 상기 저장조로 배출하고, 상기 흡수액 순환라인의 전자 밸브를 개방시켜 상기 제 2흡수탑의 흡수액을 상기 제 1흡수탑으로 일정 수위 공급하며, 상기 신규 흡수액 공급라인을 통해 상기 공급조의 신규 흡수액을 상기 제 2흡수탑에 공급하여 일정 수위를 유지시키는 컨트롤러를 더 포함한다.
여기에서 또, 상기 다단 수직형 연속 이산화탄소 제거 장치는 상기 제 1흡수탑과 제 2흡수탑의 에어 밸런스를 맞춰 트립을 방지하도록 상기 제 1흡수탑의 상단에 일단이 연결되고, 상기 제 2흡수탑 상단에 타단이 연결되는 트립 방지 라인을 더 포함한다.
여기에서 또, 상기 제 1, 2흡수탑은 공급되는 가스를 미세공기방울을 형성하여 이산화탄소와 흡수액의 접촉을 원활하게 하도록 산기장치와; 내부에 설치되어 흡수액을 교반시키는 수중 교반기를 각각 구비한다.
여기에서 또, 상기 제 1, 2흡수탑은 저면 또는 상면이 수평 또는 경사면으로 형성된다.
여기에서 또, 상기 제 2흡수탑은 내부 상단에 먼지를 제거하는 먼지 제거기가 더 구비된다.
여기에서 또, 상기 pH의 기준값은 7.0~9.0이다.
여기에서 또, 상기 신규 흡수액의 pH는 11.0~13.0이다.
본 발명의 다른 특징은,
배출가스를 공급하고, 라인 상에 제 1송풍기가 구비되는 배출가스 공급라인과; 외부로부터 수산화칼슘(Ca(OH)2)과 알칼리 혼화제를 혼합한 흡수액을 공급받아 일정수두 이상으로 흡수액이 저장되고, 흡수액 내부로 상기 배출가스 공급라인을 통해 배출가스를 공급받아 반응시켜 이산화탄소를 흡수하고, 배출가스를 배출하는 제 1흡수탑과; 상기 제 1흡수탑으로부터 배출되는 배출가스를 공급하고, 라인 상에 제 2송풍기가 구비되는 제 1배출가스 순환라인과; 상기 제 1흡수탑의 상부에 수직으로 설치되고, 외부로부터 흡수액을 공급받아 일정수두 이상으로 흡수액이 저장되며, 흡수액 내부로 상기 배출가스 순환라인을 통해 상기 제 1흡수탑으로부터 배출가스를 공급받아 반응시켜 이산화탄소를 흡수하고, 청정가스를 배출하는 제 2흡수탑과; 상기 제 2흡수탑으로부터 배출되는 배출가스를 공급하고, 라인 상에 제 n송풍기가 구비되는 제 n배출가스 순환라인과; 상기 제 2흡수탑의 상부에 수직으로 설치되고, 외부로부터 흡수액을 공급받아 일정수두 이상으로 흡수액이 저장되며, 흡수액 내부로 상기 제 n배출가스 순환라인을 통해 상기 제 2흡수탑으로부터 배출가스를 공급받아 반응시켜 이산화탄소를 흡수하고, 청정가스를 배출하는 제 n흡수탑과; 상기 제 n흡수탑의 청정가스를 연돌로 배출하는 청정배출가스 배출라인과; 상기 제 1흡수탑으로 신규 흡수액을 공급하도록 신규 흡수액이 저장되는 공급조와; 상기 공급조의 신규 흡수액을 상기 제 1흡수탑으로 공급하고, 라인 상에 공급 펌프가 구비되는 신규 흡수액 공급라인과; 상기 제 2흡수탑의 하단과 상기 제 1흡수탑의 상단에 연결되고, 라인 상에 제 1전자 밸브가 구비되어 외부의 제어에 따라 상기 제 1전자 밸브가 개폐되어 상기 제 2흡수탑의 흡수액을 상기 제1흡수탑으로 수두 압력에 의해 공급하는 제 1흡수액 순환라인; 및 상기 제 n흡수탑의 하단과 상기 제 2흡수탑의 상단에 연결되고, 라인 상에 제 n전자 밸브가 구비되어 외부의 제어에 따라 상기 제 n전자 밸브가 개폐되어 상기 제 n흡수탑의 흡수액을 상기 제 2흡수탑으로 수두 압력에 의해 공급하는 제 n흡수액 순환라인을 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기에서, 상기 다단 수직형 연속 이산화탄소 제거 장치는 상기 제 1송풍기 전단인 상기 배출가스 공급라인 상에 설치되어 배출가스를 냉각시키는 열교환기를 더 포함한다.
여기에서 또한, 상기 다단 수직형 연속 이산화탄소 제거 장치는 상기 청정배출가스 배출라인에 설치되어 청정가스의 수분을 제거하는 건조기를 더 포함한다.
여기에서 또, 상기 다단 수직형 연속 이산화탄소 제거 장치는 상기 제 1흡수탑의 반응 부산물이 포함된 폐흡수액을 배출하도록 라인 상에 배출 펌프가 구비되는 흡수액 배출 라인과; 상기 흡수액 배출 라인으로부터 배출되는 상기 제 1흡수탑의 폐흡수액을 저장하는 저장조를 더 포함한다.
여기에서 또, 상기 다단 수직형 연속 이산화탄소 제거 장치는 상기 제 1흡수탑 내부 흡수액의 pH를 측정하는 pH 센서와; 상기 제 1흡수탑과, 제 2흡수탑 및 제 n흡수탑의 흡수액 수위를 측정하는 수위 측정 센서; 및 상기 pH 센서를 통해 제 1흡수탑 흡수액의 pH값을 입력받아 pH가 기준값 미만이면 상기 흡수액 배출 라인의 배출 펌프를 동작시켜 상기 제 1흡수탑의 폐흡수액의 일부 또는 전량을 상기 저장조로 배출하고, 상기 제 1흡수액 순환라인의 제 1전자 밸브와 상기 제 n흡수액 순환라인의 제 n전자 밸브를 개방시켜 상기 제 n흡수탑의 흡수액을 상기 제 2흡수탑으로, 상기 제 2흡수탑의 흡수액을 상기 제 1흡수탑으로 각각 일정 수위 공급하며, 상기 신규 흡수액 공급라인을 통해 상기 공급조의 신규 흡수액을 상기 제 n흡수탑에 공급하여 일정 수위를 유지시키는 컨트롤러를 더 포함한다.
여기에서 또, 상기 다단 수직형 연속 이산화탄소 제거 장치는 상기 제 1흡수탑과 제 2흡수탑의 에어 밸런스를 맞춰 트립을 방지하도록 상기 제 1흡수탑의 상단에 일단이 연결되고, 상기 제 2흡수탑 상단에 타단이 연결되는 제 1트립 방지 라인과; 상기 제 2흡수탑과 제 n흡수탑의 에어 밸런스를 맞춰 트립을 방지하도록 상기 제 1흡수탑의 상단에 일단이 연결되고, 상기 제 2흡수탑 상단에 타단이 연결되는 제 n트립 방지 라인을 더 포함한다.
여기에서 또, 상기 제 1, 2, n흡수탑은 공급되는 가스를 미세공기방울을 형성하여 이산화탄소와 흡수액의 접촉을 원활하게 하도록 산기장치와; 내부에 설치되어 흡수액을 교반시키는 수중 교반기를 각각 구비한다.
여기에서 또, 상기 제 1, 2, n흡수탑은 저면 또는 상면이 수평 또는 경사면으로 형성된다.
여기에서 또, 상기 제 n흡수탑은 내부 상단에 먼지를 제거하는 먼지 제거기가 더 구비된다.
여기에서 또, 상기 pH의 기준값은 7.0~9.0이다.
여기에서 또, 상기 신규 흡수액의 pH는 11.0~13.0이다.
본 발명의 또 다른 특징은,
다단 수직형 연속 이산화탄소 제거 장치를 이용한 다단 수직형 연속 이산화탄소 제거 방법에 있어서, 배출가스를 제 1흡수탑의 하단으로 공급하여 수산화칼슘(Ca(OH)2)과 알칼리 혼화제를 혼합한 흡수액과 반응시켜 이산화탄소를 제거하는 1차 반응 공정과; 상기 제 1흡수탑에서 1차 반응되어 이산화탄소가 1차 제거된 배출가스를 배출가스 순환라인을 통해 제 2흡수탑의 하단으로 공급하여 흡수액과 2차 반응시켜 이산화탄소를 제거하여 청정가스를 청정배출가스 배출라인을 통해 연돌로 배출하는 2차 반응 공정과; 상기 제 1흡수탑 흡수액의 pH값을 입력받아 pH가 기준값 미만이면 상기 제 1흡수탑의 폐흡수액의 일부 또는 전량을 흡수액 배출 라인을 통해 저장조로 배출시키는 흡수액 배출 공정과; 상기 제 1흡수탑의 흡수액이 배출되면 흡수액 순환라인의 전자 밸브를 개방시켜 수두차에 의한 자연 낙하 방식으로 상기 제 2흡수탑의 흡수액을 상기 제 1흡수탑으로 일정 수위 공급하는 흡수액 순환 공정; 및 흡수액의 순환이 이루어지면 신규 흡수액 공급라인을 통해 공급조의 신규 흡수액을 상기 제 2흡수탑에 공급하여 일정 수위를 유지시키는 신규 흡수액 공급 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
여기에서, 상기 pH의 기준값은 7.0~9.0이다.
여기에서 또한, 상기 신규 흡수액의 pH는 11.0~13.0이다.
본 발명의 또 다른 특징은,
다단 수직형 연속 이산화탄소 제거 장치를 이용한 다단 수직형 연속 이산화탄소 제거 방법에 있어서, 배출가스를 제 1흡수탑의 하단으로 공급하여 수산화칼슘(Ca(OH)2)과 알칼리 혼화제를 혼합한 흡수액과 반응시켜 이산화탄소를 제거하는 1차 반응 공정과; 상기 제 1흡수탑에서 1차 반응되어 이산화탄소가 1차 제거된 배출가스를 배출가스 순환라인을 통해 제 2흡수탑의 하단으로 공급하여 흡수액과 2차 반응시켜 이산화탄소를 제거하여 청정가스를 청정배출가스 배출라인을 통해 연돌로 배출하는 2차 반응 공정과; 상기 제 2흡수탑에서 2차 반응되어 이산화탄소가 2차 제거된 배출가스를 배출가스 순환라인을 통해 제 n흡수탑의 하단으로 공급하여 흡수액과 n차 반응시켜 이산화탄소를 제거하여 청정가스를 청정배출가스 배출라인을 통해 연돌로 배출하는 n차 반응 공정과; 상기 제 1흡수탑 흡수액의 pH값을 입력받아 pH가 기준값 미만이면 상기 제 1흡수탑의 폐흡수액의 일부 또는 전량을 흡수액 배출 라인을 통해 저장조로 배출시키는 흡수액 배출 공정과; 상기 제 1흡수탑의 흡수액이 배출되면 제 1흡수액 순환라인의 제 1전자 밸브 및 제 n흡수액 순환라인의 제 n전자 밸브를 각각 개방시켜 수두차에 의한 자연 낙하 방식으로 상기 제 n흡수탑의 흡수액을 제 2흡수탑으로 일정 수위 공급하고, 상기 제 2흡수탑의 흡수액을 상기 제 1흡수탑으로 일정 수위 공급하는 흡수액 순환 공정; 및 흡수액의 순환이 이루어지면 신규 흡수액 공급라인을 통해 공급조의 신규 흡수액을 상기 제 n흡수탑에 공급하여 일정 수위를 유지시키는 신규 흡수액 공급 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
여기에서, 상기 pH의 기준값은 7.0~9.0이다.
여기에서 또한, 상기 신규 흡수액의 pH는 11.0~13.0이다.
상기와 같이 구성되는 본 발명인 다단 수직형 연속 이산화탄소 제거 장치 및 방법에 따르면, 흡수탑을 수직으로 다단으로 형성함으로써 설치 부지 면적을 최소화시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 상단의 흡수탑에 저장된 흡수액의 pH를 측정하여 pH가 기준 pH보다 낮게 되면 흡수액을 상단의 흡수탑에서 하단의 흡수탑으로 수두차 방식에 의해 자연 낙하시켜 연속 순환되도록 하고, 상단의 흡수탑에는 신규 흡수액을 공급함으로써 이산화탄소 제거효율을 증대시키고, 소비 전력을 최소화시킬 수 있다.
또, 본 발명에 따르면 배출가스를 하단의 흡수탑으로 송풍기를 통해 공급하고, 다시 하단의 흡수탑의 상부에 포집된 배출가스를 다른 송풍기를 통해 상단의 흡수탑으로 공급하도록 하여 각각의 송풍기의 수두를 낮춤으로써 소비 전력을 최소화시킬 수 있다.
도 1은 종래의 Ca(OH)2 수용액 수두가압식 이산화탄소 제거장치의 구성을 개략적으로 나타낸 개요도이다.
도 2는 본 발명의 제 1실시예에 따른 다단 수직형 연속 이산화탄소 제거 장치의 구성을 나타낸 계통도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 제 1실시예에 따른 다단 수직형 연속 이산화탄소 제거 장치중 흡수탑의 구성을 나타낸 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제 1실시예에 따른 다단 수직형 연속 이산화탄소 제거 장치를 복수개 설치한 상태를 개략적으로 나타낸 개요도이다.
도 6은 본 발명의 제 2실시예에 따른 다단 수직형 연속 이산화탄소 제거 장치의 구성을 나타낸 계통도이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 제 2실시예에 따른 다단 수직형 연속 이산화탄소 제거 장치중 흡수탑의 구성을 나타낸 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제 2실시예에 따른 다단 수직형 연속 이산화탄소 제거 장치를 복수개 설치한 상태를 개략적으로 나타낸 개요도이다.
도 10은 본 발명의 제 1실시예에 따른 다단 수직형 연속 이산화탄소 제거 방법을 설명하기 위한 공정도이다.
도 11은 본 발명의 제 2실시예에 따른 다단 수직형 연속 이산화탄소 제거 방법을 설명하기 위한 공정도이다.
이하, 본 발명의 실시예들에 따른 다단 수직형 연속 이산화탄소 제거 장치의 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.
《제 1실시예》
도 2는 본 발명의 제 1실시예에 따른 다단 수직형 연속 이산화탄소 제거 장치의 구성을 나타낸 계통도이고, 도 3 및 도 4는 본 발명의 제 1실시예에 따른 다단 수직형 연속 이산화탄소 제거 장치중 흡수탑의 구성을 나타낸 개략적으로 나타낸 단면도이며, 도 5는 본 발명의 제 1실시예에 따른 다단 수직형 연속 이산화탄소 제거 장치를 복수개 설치한 상태를 개략적으로 나타낸 개요도이다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 제 1실시예에 따른 다단 수직형 연속 이산화탄소 제거 장치(100)는, 배출가스 공급라인(L1)과, 열교환기(110)와, 제 1흡수탑(120)과, 배출가스 순환라인(L2)과, 제 2흡수탑(130)과, 청정배출가스 배출라인(L3)과, 건조기(140)와, 공급조(150)와, 신규 흡수액 공급라인(L4)과, 흡수액 순환라인(L5)과, 흡수액 배출 라인(L6)과, 저장조(160)와, pH 센서(S1)와, 수위 측정 센서(S2)와, 컨트롤러(170) 및 트립 방지 라인(TL1)로 이루어진다.
먼저, 배출가스 공급라인(L1)은 이산화탄소를 공급하고, 라인 상에 제 1송풍기(F1)가 구비된다.
그리고, 열교환기(110)는 배출가스를 연돌(101)을 통해 외기로 배출하는 가스 배출 라인(L1) 상에 설치되어 배출가스를 냉각시킨다.
또한, 제 1흡수탑(120)은 함체 구조로 내부 상단까지 수산화칼슘(Ca(OH)2)과 알칼리 혼화제를 혼합한 흡수액이 저장되고, 흡수액 내부로 배출가스 공급라인(L1)을 통해 배출가스가 공급되며, 상부를 통해 이산화탄소가 제거된 배출가스를 배출한다. 여기에서, 제 1흡수탑(120)은 배출가스 공급라인(L1)을 통해 공급되는 배출가스를 미세공기방울을 형성하여 이산화탄소와 흡수액의 접촉을 원활하게 하도록 내부 하단에 설치되는 제 1산기장치(121)와, 내부에 설치되어 흡수액을 교반시키는 제 1수중 교반기(123)를 구비한다. 여기에서 또한, 제 1흡수탑(120)은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 저면이 수평으로 형성되거나 흡수액의 배출이 용이하도록 경사면으로 형성될 수 있고, 상면이 수평으로 형성되거나 배출가스와 흡수액의 접촉시간을 늘리도록 경사면으로 형성될 수 있다. 이때, 알칼리 혼화제는 수산화나트륨(NaOH), 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 등이 사용된다.
또, 배출가스 순환라인(L2)은 제 1흡수탑(120)의 상단으로부터 배출되는 배출가스를 제 2흡수탑(130)으로 공급하고, 라인 상에 제 2송풍기(F2)가 구비된다.
또, 제 2흡수탑(130)은 함체 구조로 제 1흡수탑(120)의 상부에서 수직으로 설치되고, 내부 상단까지 수산화칼슘(Ca(OH)2)과 알칼리 혼화제를 혼합한 흡수액이 저장되며, 흡수액 내부로 배출가스 순환라인(L2)을 통해 제 1흡수탑(120)으로부터 배출가스가 공급되고, 상부를 통해 이산화탄소가 제거된 청정가스를 배출한다. 여기에서, 제 2흡수탑(130)은 배출가스 순환라인(L2)을 통해 공급되는 배출가스를 미세공기방울을 형성하여 이산화탄소와 흡수액의 접촉을 원활하게 하도록 내부 하단에 설치되는 제 2산기장치(131)와, 내부에 설치되어 흡수액을 교반시키는 제 2수중 교반기(133) 및 먼지를 제거하도록 내부 상단에 설치되는 먼지 제거기(155)를 구비한다. 여기에서 또한, 제 2흡수탑(130)은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 저면이 수평으로 형성되거나 흡수액의 배출이 용이하도록 경사면으로 형성될 수 있고, 상면이 수평으로 형성되거나 배출가스와 흡수액의 접촉시간을 늘리도록 경사면으로 형성될 수 있다. 이때, 알칼리 혼화제는 수산화나트륨(NaOH), 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 등이 사용된다.
또, 청정배출가스 배출라인(L3)은 제 2흡수탑(130)의 상부에서 포집된 배출가스를 배출한다.
한편, 건조기(140)는 청정배출가스 배출라인(L3)에 설치되어 배출가스의 수분을 제거한다.
그리고, 공급조(150)는 제 2흡수탑(130)으로 수산화칼슘(Ca(OH)2)과 알칼리 혼화제를 혼합한 신규 흡수액을 공급하도록 신규 흡수액이 저장된다. 여기에서, 신규 흡수액의 pH는 11.0~13.0이고, 바람직하게는 pH 12.5이다. 여기에서, 알칼리 혼화제는 수산화나트륨(NaOH), 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 등이 사용된다.
또한, 신규 흡수액 공급라인(L4)은 공급조(150)의 신규 흡수액을 제 2흡수탑(130)으로 공급하고, 라인 상에 공급 펌프(P1)가 구비된다.
또, 흡수액 순환라인(L5)은 제 2흡수탑(130)의 하단과 제 1흡수탑(120)의 상단에 연결되고, 라인 상에 전자 밸브(V1)가 구비되어 컨트롤러의 제어에 따라 전자 밸브(V1)가 개폐되어 제 2흡수탑(130)의 흡수액을 제 1흡수탑(120)으로 수두 압력에 의해 자연 낙하 방식으로 공급한다.
또, 흡수액 배출 라인(L6)은 제 1흡수탑(120)의 반응 부산물이 포함된 폐흡수액을 배출하도록 라인 상에 배출 펌프(P2)가 구비된다.
한편, 저장조(160)는 제 2흡수탑(130)으로부터 흡수액 배출 라인(L6)을 통해 배출되는 폐흡수액이 저장된다. 여기에서, 저장조(160)는 폐흡수액을 교반시키는 제 3수중 교반기(161)가 구비된다.
그리고, pH 센서(S1)는 제 1흡수탑(120) 내부 흡수액의 pH를 측정한다.
또한, 수위 측정 센서(S2)는 제 1, 2흡수탑(120, 130)의 흡수액 수위를 측정한다.
또, 컨트롤러(170)는 pH 센서(S1)를 통해 제 1흡수탑(120)의 흡수액의 pH값을 입력받아 pH가 기준값 미만이면 흡수액 배출 라인(L6)의 배출 펌프(P2)를 동작시켜 제 1흡수탑(120)의 폐흡수액의 일부 또는 전량을 저장조(160)로 배출하고, 흡수액 순환라인(L5)의 전자 밸브(V1)를 개방시켜 제 2흡수탑(130)의 흡수액을 제 1흡수탑(120)으로 일정 수위 공급하며, 신규 흡수액 공급라인(L4)을 통해 공급조(150)의 신규 흡수액을 제 2흡수탑(130)에 공급하여 일정 수위를 유지시킨다. 이때, pH의 기준값은 7.0~9.0, 바람직하게 8.0이다. 이때, pH 기준값, 설정 범위값은 조건에 따라 가변이 가능하다.
또, 트립 방지 라인(TL1)은 제 1송풍기(F1)와 제 2송풍기(F2)의 용량이 동일하여 제 1흡수탑(120)에서 이산화탄소 일부가 제거되면 제 2흡수탑(130)으로 공급하는 송풀량이 줄어들어 이로 인해 트립이 발생하는 것을 방지하도록 제 1흡수탑(120)의 상단에 일단이 연결되고, 제 2흡수탑(130) 상단에 타단이 연결된다.
한편, 본 발명의 제 1실시예에 따른 다단 수직형 연속 이산화탄소 제거 장치는 도 5에 도시된 바와 같이 배출 가스의 용량이 많은 경우 배출가스 공급라인(L1)을 분기시켜 복수개를 설치할 수도 있다.
이하, 본 발명의 제 1실시예에 따른 다단 수직형 연속 이산화탄소 제거 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 10은 본 발명의 제 1실시예에 따른 다단 수직형 연속 이산화탄소 제거 방법을 설명하기 위한 공정도이다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 제 1실시예에 따른 다단 수직형 연속 이산화탄소 제거 방법은 1차 반응 공정(S100)과, 2차 반응 공정(S110)과, 흡수액 배출 공정(S120)과, 흡수액 순환 공정(S130)과, 흡수액 공급 공정(S140)으로 이루어진다.
《1차 반응 공정-S100》
배출가스 공급라인(L1)을 통해 배출가스가 제 1흡수탑(10)으로 공급되면, 흡수액과 1차 반응되어 이산화탄소가 제거된 후 배출가스 순환라인(L2)을 통해 제 2흡수탑(130)으로 배출된다. 이때, 열교환기(110)를 통해 배출가스가 냉각되어 제 1흡수탑(10)으로 공급된다.
《2차 반응 공정-S110》
배출가스 순환라인(L2)을 통해 제 2흡수탑(130)으로 공급된 배출가스는 흡수액과 2차 반응되어 이산화탄소가 제거된 후 배출가스 공급라인(L1)을 통해 연돌(101)로 배출된다. 그리고, 배출가스는 건조기(140)에서 수분이 제거되어 배출된다.
《흡수액 배출 공정-S120》
그리고, 컨트롤러(170)는 pH 센서(S1)를 통해 제 1흡수탑(120) 흡수액의 pH값을 입력받아 pH가 기준값 미만이면 제 1흡수탑(120)의 폐흡수액의 일부 또는 전량을 흡수액 배출 라인(L6)을 통해 저장조(160)로 배출시킨다. 이때, 컨트롤러(170)는 수위 측정 센서(S2)를 통해 배출량을 조절한다.
《흡수액 순환 공정-S130》
제 1흡수탑(120)의 흡수액이 배출되면, 컨트롤러(170)는 흡수액 순환라인(L5)의 전자 밸브(V1)를 개방시켜 수두차에 의한 자연 낙하 방식으로 제 2흡수탑(130)의 흡수액을 제 1흡수탑(120)으로 일정 수위 공급한다. 이때, 컨트롤러(170)는 수위 측정 센서(S2)를 통해 수위를 일정하게 유지시킨다.
《흡수액 공급 공정-S140》
이와 동시에 컨트롤러(170)는 제 2흡수탑(130)에서 배출된 흡수액을 보충하기 위해 신규 흡수액 공급라인(L4)을 통해 공급조(150)의 신규 흡수액을 제 2흡수탑(130)에 공급하여 일정 수위를 유지시킨다. 이때, 흡수액의 수위는 수위 측정 센서(S2)의 측정값을 통해 제어된다.
《제 2실시예》
도 6은 본 발명의 제 2실시예에 따른 다단 수직형 연속 이산화탄소 제거 장치의 구성을 나타낸 계통도이고, 도 7 및 도 8은 본 발명의 제 2실시예에 따른 다단 수직형 연속 이산화탄소 제거 장치중 흡수탑의 구성을 나타낸 개략적으로 나타낸 단면도이며, 도 9는 본 발명의 제 2실시예에 따른 다단 수직형 연속 이산화탄소 제거 장치를 복수개 설치한 상태를 개략적으로 나타낸 개요도이다.
도 6 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 제 2실시예에 따른 다단 수직형 연속 이산화탄소 제거 장치(100)는, 배출가스 공급라인(L1)과, 열교환기(110)와, 제 1흡수탑(120)과, 제 1배출가스 순환라인(L2)과, 제 2흡수탑(130)과, 제 n배출가스 순환라인(L7)과, 제 n흡수탑(180)과, 청정배출가스 배출라인(L3)과, 건조기(140)와, 공급조(150)와, 신규 흡수액 공급라인(L4)과, 제 1흡수액 순환라인(L5)과, 제 n흡수액 순환라인(L8)과, 흡수액 배출 라인(L6)과, 저장조(160)와, pH 센서(S1)와, 수위 측정 센서(S2)와, 컨트롤러(170)와, 제 1트립 방지 라인(LT1)과, 제 n트립 방지 라인(LTn)으로 이루어진다.
본 발명의 제 2실시예에 따른 다단 수직형 연속 이산화탄소 제거 장치(100)는 제 1실시예에서 흡수탑이 더 설치된 구성으로 흡수탑의 추가 설치에 따라 제 n배출가스 순환라인(L7)과, 제 n흡수탑(180)과, 제 n흡수액 순환라인(L8) 및 제 n트립 방지 라인(LTn)만이 추가된 구성이고, 제 1실시예의 배출가스 순환라인(L2)과, 흡수액 순환라인(L5) 및 트립 방지 라인(LT1)을 편의상 제 1배출가스 순환라인(L2)과, 제 1흡수액 순환라인(L5) 및 제 1트립 방지 라인(LT1)으로 표기하였다. 또한, 제 n흡수탑이 2개 이상 설치될 수도 있으며, 이때 상기 구성이 같이 추가 설치된다.
먼저, 배출가스 공급라인(L1)은 이산화탄소를 공급하고, 라인 상에 제 1송풍기(F1)가 구비된다.
그리고, 열교환기(110)는 배출가스를 연돌(101)을 통해 외기로 배출하는 가스 배출 라인(L1) 상에 설치되어 배출가스를 냉각시킨다.
또한, 제 1흡수탑(120)은 함체 구조로 내부 상단까지 수산화칼슘(Ca(OH)2)과 알칼리 혼화제를 혼합한 흡수액이 저장되고, 흡수액 내부로 배출가스 공급라인(L1)을 통해 배출가스가 공급되며, 상부를 통해 이산화탄소가 제거된 배출가스를 배출한다. 여기에서, 제 1흡수탑(120)은 배출가스 공급라인(L1)을 통해 공급되는 배출가스를 미세공기방울을 형성하여 이산화탄소와 흡수액의 접촉을 원활하게 하도록 내부 하단에 설치되는 제 1산기장치(121)와, 내부에 설치되어 흡수액을 교반시키는 제 1수중 교반기(123)를 구비한다. 여기에서 또한, 제 1흡수탑(120)은 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 저면이 수평으로 형성되거나 흡수액의 배출이 용이하도록 경사면으로 형성될 수 있고, 상면이 수평으로 형성되거나 배출가스와 흡수액의 접촉시간을 늘리도록 경사면으로 형성될 수 있다. 이때, 알칼리 혼화제는 수산화나트륨(NaOH), 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 등이 사용된다.
또, 제 1배출가스 순환라인(L2)은 제 1흡수탑(120)의 상단으로부터 배출되는 배출가스를 제 2흡수탑(130)으로 공급하고, 라인 상에 제 2송풍기(F2)가 구비된다.
또, 제 2흡수탑(130)은 함체 구조로 제 1흡수탑(120)의 상부에서 수직으로 설치되고, 내부 상단까지 수산화칼슘(Ca(OH)2)과 알칼리 혼화제를 혼합한 흡수액이 저장되며, 흡수액 내부로 제 1배출가스 순환라인(L2)을 통해 제 1흡수탑(120)으로부터 배출가스가 공급되고, 상부를 통해 이산화탄소가 제거된 청정가스를 배출한다. 여기에서, 제 2흡수탑(130)은 제 1배출가스 순환라인(L2)을 통해 공급되는 배출가스를 미세공기방울을 형성하여 이산화탄소와 흡수액의 접촉을 원활하게 하도록 내부 하단에 설치되는 제 2산기장치(131)와, 내부에 설치되어 흡수액을 교반시키는 제 2수중 교반기(133)를 구비한다. 여기에서 또한, 제 2흡수탑(130)은 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 저면이 수평으로 형성되거나 흡수액의 배출이 용이하도록 경사면으로 형성될 수 있고, 상면이 수평으로 형성되거나 배출가스와 흡수액의 접촉시간을 늘리도록 경사면으로 형성될 수 있다. 이때, 알칼리 혼화제는 수산화나트륨(NaOH), 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 등이 사용된다.
한편, 제 n배출가스 순환라인(L7)은 제 2흡수탑(130)의 상단으로부터 배출되는 배출가스를 제 n흡수탑(180)으로 공급하고, 라인 상에 제 n송풍기(Fn)가 구비된다.
그리고, 제 n흡수탑(180)은 함체 구조로 제 2흡수탑(130)의 상부에서 수직으로 설치되고, 내부 상단까지 수산화칼슘(Ca(OH)2)과 알칼리 혼화제를 혼합한 흡수액이 저장되며, 흡수액 내부로 제 n배출가스 순환라인(L7)을 통해 제 2흡수탑(130)으로부터 배출가스가 공급되고, 상부를 통해 이산화탄소가 제거된 청정가스를 배출한다. 여기에서, 제 n흡수탑(180)은 제 n배출가스 순환라인(L7)을 통해 공급되는 배출가스를 미세공기방울을 형성하여 이산화탄소와 흡수액의 접촉을 원활하게 하도록 내부 하단에 설치되는 제 n산기장치(181)와, 내부에 설치되어 흡수액을 교반시키는 제 n수중 교반기(183)와, 먼지를 제거하도록 내부 상단에 설치되는 먼지 제거기(185)를 구비한다. 여기에서 또한, 제 n흡수탑(180)은 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 저면이 수평으로 형성되거나 흡수액의 배출이 용이하도록 경사면으로 형성될 수 있고, 상면이 수평으로 형성되거나 배출가스와 흡수액의 접촉시간을 늘리도록 경사면으로 형성될 수 있다. 이때, 알칼리 혼화제는 수산화나트륨(NaOH), 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 등이 사용된다. 한편, 제 n흡수탑(180)은 적어도 한 개 이상 설치될 수 있는 데, 즉, 흡수탑이 3단, 4단 등으로 연속적으로 설치될 수 있다.
또한, 청정배출가스 배출라인(L3)은 제 n흡수탑(180)의 상부에서 포집된 배출가스를 배출한다.
또, 건조기(140)는 청정배출가스 배출라인(L3)에 설치되어 배출가스의 수분을 제거한다.
한편, 공급조(150)는 제 n흡수탑(180)(즉, 최상위 흡수탑)으로 수산화칼슘(Ca(OH)2)과 알칼리 혼화제를 혼합한 신규 흡수액을 공급하도록 신규 흡수액이 저장된다. 여기에서, 신규 흡수액의 pH는 11.0~13.0이고, 바람직하게는 pH 12.5이다. 여기에서, 알칼리 혼화제는 수산화나트륨(NaOH), 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 등이 사용된다.
그리고, 신규 흡수액 공급라인(L4)은 공급조(150)의 신규 흡수액을 제 n흡수탑(180)으로 공급하고, 라인 상에 공급 펌프(P1)가 구비된다.
또한, 제 1흡수액 순환라인(L5)은 제 2흡수탑(130)의 하단과 제 1흡수탑(120)의 상단에 연결되고, 라인 상에 제 1전자 밸브(V1)가 구비되어 컨트롤러의 제어에 따라 제 1전자 밸브(V1)가 개폐되어 제 2흡수탑(130)의 흡수액을 제 1흡수탑(120)으로 수두 압력에 의해 자연 낙하 방식으로 공급한다.
또, 제 n흡수액 순환라인(L8)은 제 n흡수탑(180)의 하단과 제 2흡수탑(130)의 상단에 연결되고, 라인 상에 제 n전자 밸브(Vn)가 구비되어 컨트롤러의 제어에 따라 제 n전자 밸브(Vn)가 개폐되어 제 n흡수탑(180)의 흡수액을 제 2흡수탑(130)으로 수두 압력에 의해 자연 낙하 방식으로 공급한다.
또, 흡수액 배출 라인(L6)은 제 1흡수탑(120)의 반응 부산물이 포함된 폐흡수액을 배출하도록 라인 상에 배출 펌프(P2)가 구비된다.
한편, 저장조(160)는 제 1흡수탑(120)으로부터 흡수액 배출 라인(L6)을 통해 배출되는 폐흡수액이 저장된다. 여기에서, 저장조(160)는 폐흡수액을 교반시키는 제 3수중 교반기(161)가 구비된다.
그리고, pH 센서(S1)는 제 1흡수탑(120) 내부 흡수액의 pH를 측정한다.
또한, 수위 측정 센서(S2)는 제 1, 2흡수탑(120, 130)의 흡수액 수위를 측정한다.
또, 컨트롤러(170)는 pH 센서(S1)를 통해 제 1흡수탑(120)의 흡수액의 pH값을 입력받아 pH가 기준값 미만이면 흡수액 배출 라인(L6)의 배출 펌프(P2)를 동작시켜 제 1흡수탑(120)의 폐흡수액의 일부 또는 전량을 저장조(160)로 배출하고, 제 1흡수액 순환라인(L5)의 제 1전자 밸브(V1)를 개방시켜 제 2흡수탑(130)의 흡수액을 제 1흡수탑(120)으로 일정 수위 공급하며, 제 n흡수액 순환라인(L8)의 제 n전자 밸브(Vn)를 개방시켜 제 n흡수탑(180)의 흡수액을 제 2흡수탑(130)으로 일정 수위 공급하며, 신규 흡수액 공급라인(L4)을 통해 공급조(150)의 신규 흡수액을 제 n흡수탑(180)에 공급하여 일정 수위를 유지시킨다. 이때, pH의 기준값은 7.0~9.0, 바람직하게 8.0이다. 이때, pH 기준값, 설정 범위값은 조건에 따라 가변이 가능하다.
또, 제 1트립 방지 라인(TL1)은 제 1송풍기(F1)와 제 2송풍기(F2)의 용량이 동일하여 제 1흡수탑(110)에서 이산화탄소 일부가 제거되면 제 2흡수탑(120)으로 공급하는 송풀량이 줄어들어 이로 인해 트립이 발생하는 것을 방지하도록 제 1흡수탑(110)의 상단에 일단이 연결되고, 제 2흡수탑(120) 상단에 타단이 연결된다.
또, 제 n트립 방지 라인(TLn)은 제 2송풍기(F2)와 제 n송풍기(Fn)의 용량이 동일하여 제 2흡수탑(130)에서 이산화탄소 일부가 제거되면 제 n흡수탑(180)으로 공급하는 송풀량이 줄어들어 이로 인해 트립이 발생하는 것을 방지하도록 제 2흡수탑(130)의 상단에 일단이 연결되고, 제 n흡수탑(180) 상단에 타단이 연결된다. 이때, 제 n트립 방지 라인(TLn)은을 제 1트립 방지 라인(TL1)과 연결할 수도 있다.
한편, 본 발명의 제 2실시예에 따른 다단 수직형 연속 이산화탄소 제거 장치는 도 9에 도시된 바와 같이 배출 가스의 용량이 많은 경우 배출가스 공급라인(L1)을 분기시켜 복수개를 설치할 수도 있다.
이하, 본 발명의 제 2실시예에 따른 다단 수직형 연속 이산화탄소 제거 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 11은 본 발명의 제 2실시예에 따른 다단 수직형 연속 이산화탄소 제거 방법을 설명하기 위한 공정도이다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 제 2실시예에 따른 다단 수직형 연속 이산화탄소 제거 방법은 1차 반응 공정(S200)과, 2차 반응 공정(S210)과, n차 반응 공정(S220)과, 흡수액 배출 공정(S230)과, 흡수액 순환 공정(S240)과, 흡수액 공급 공정(S240)으로 이루어진다.
《1차 반응 공정-S200》
배출가스 공급라인(L1)을 통해 배출가스가 제 1흡수탑(10)으로 공급되면, 흡수액과 1차 반응되어 이산화탄소가 제거된 후 제 1배출가스 순환라인(L2)을 통해 제 2흡수탑(130)으로 배출된다. 이때, 열교환기(110)를 통해 배출가스가 냉각되어 제 1흡수탑(10)으로 공급된다.
《2차 반응 공정-S210》
제 1배출가스 순환라인(L2)을 통해 제 2흡수탑(130)으로 공급된 배출가스는 흡수액과 2차 반응되어 이산화탄소가 제거된 후 제 n배출가스 순환라인(L7)을 통해 제 n흡수탑(180)으로 배출된다.
《n차 반응 공정-S220》
제 n배출가스 순환라인(L7)을 통해 제 n흡수탑(180)으로 공급된 배출가스는 흡수액과 n차 반응되어 이산화탄소가 제거된 후 배출가스 공급라인(L1)을 통해 연돌(101)로 배출된다. 그리고, 배출가스는 건조기(140)에서 수분이 제거되어 배출된다.
《흡수액 배출 공정-S230》
그리고, 컨트롤러(170)는 pH 센서(S1)를 통해 제 1흡수탑(120) 흡수액의 pH값을 입력받아 pH가 기준값 미만이면 제 1흡수탑(120)의 폐흡수액의 일부 또는 전량을 흡수액 배출 라인(L6)을 통해 저장조(160)로 배출시킨다. 이때, 컨트롤러(170)는 수위 측정 센서(S2)를 통해 배출량을 조절한다.
《흡수액 순환 공정-S240》
제 1흡수탑(120)의 흡수액이 배출되면, 컨트롤러(170)는 제 1흡수액 순환라인(L5)의 제 1전자 밸브(V1)를 개방시켜 제 2흡수탑(130)의 흡수액을 제 1흡수탑(120)으로 일정 수위 공급함과 동시에 제 n흡수액 순환라인(L8)의 제 n전자 밸브(Vn)를 개방시켜 제 n흡수탑(180)의 흡수액을 제 2흡수탑(130)으로 일정 수위 공급한다. 이때, 컨트롤러(170)는 수위 측정 센서(S2)를 통해 수위를 일정하게 유지시킨다.
《흡수액 공급 공정-S250》
이와 동시에 컨트롤러(170)는 제 n흡수탑(180)에서 배출된 흡수액을 보충하기 위해 신규 흡수액 공급라인(L4)을 통해 공급조(150)의 신규 흡수액을 제 n흡수탑(180)에 공급하여 일정 수위를 유지시킨다. 이때, 흡수액의 수위는 수위 측정 센서(S2)의 측정값을 통해 제어된다.
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.
110 : 열교환기 120, 130 : 제 1, 2흡수탑
140 : 건조기 150 : 공급조
160 : 저장조 170 : 컨트롤러
180 : 제 n흡수탑 L1 : 배출가스 공급라인
L2 : 배출가스 순환라인, 제 1배출가스 순환라인
L3 : 청정배출가스 배출라인 L4 : 신규 흡수액 공급라인
L5 : 흡수액 순환라인, 제 1흡수액 순환라인
L6 : 흡수액 배출 라인 L7: 제 n배출가스 순환라인
L8 :　제 n흡수액 순환라인 S1 : pH 센서
S2 : 수위 측정 센서

Claims (22)

  1. 배출가스를 공급하고, 라인 상에 제 1송풍기가 구비되는 배출가스 공급라인과;
    외부로부터 수산화칼슘(Ca(OH)2)과 알칼리 혼화제를 혼합한 흡수액을 공급받아 일정수두 이상으로 흡수액이 저장되고, 흡수액 내부로 상기 배출가스 공급라인을 통해 배출가스를 공급받아 반응시켜 이산화탄소를 흡수하고, 배출가스를 배출하는 제 1흡수탑과;
    상기 제 1흡수탑으로부터 배출되는 배출가스를 공급하고, 라인 상에 제 2송풍기가 구비되는 배출가스 순환라인과;
    상기 제 1흡수탑의 상부에 수직으로 설치되고, 외부로부터 흡수액을 공급받아 일정수두 이상으로 흡수액이 저장되며, 흡수액 내부로 상기 배출가스 순환라인을 통해 상기 제 1흡수탑으로부터 배출가스를 공급받아 반응시켜 이산화탄소를 흡수하고, 청정가스를 배출하는 제 2흡수탑과;
    상기 제 2흡수탑의 청정가스를 연돌로 배출하는 청정배출가스 배출라인과;
    상기 제 1흡수탑으로 신규 흡수액을 공급하도록 신규 흡수액이 저장되는 공급조와;
    상기 공급조의 신규 흡수액을 상기 제 1흡수탑으로 공급하고, 라인 상에 공급 펌프가 구비되는 신규 흡수액 공급라인; 및
    상기 제 2흡수탑의 하단과 상기 제 1흡수탑의 상단에 연결되고, 라인 상에 전자 밸브가 구비되어 외부의 제어에 따라 상기 전자 밸브가 개폐되어 상기 제 2흡수탑의 흡수액을 상기 제 1흡수탑으로 수두 압력에 의해 공급하는 흡수액 순환라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 다단 수직형 연속 이산화탄소 제거 장치.
  2. 배출가스를 공급하고, 라인 상에 제 1송풍기가 구비되는 배출가스 공급라인과;
    외부로부터 수산화칼슘(Ca(OH)2)과 알칼리 혼화제를 혼합한 흡수액을 공급받아 일정수두 이상으로 흡수액이 저장되고, 흡수액 내부로 상기 배출가스 공급라인을 통해 배출가스를 공급받아 반응시켜 이산화탄소를 흡수하고, 배출가스를 배출하는 제 1흡수탑과;
    상기 제 1흡수탑으로부터 배출되는 배출가스를 공급하고, 라인 상에 제 2송풍기가 구비되는 제 1배출가스 순환라인과;
    상기 제 1흡수탑의 상부에 수직으로 설치되고, 외부로부터 흡수액을 공급받아 일정수두 이상으로 흡수액이 저장되며, 흡수액 내부로 상기 배출가스 순환라인을 통해 상기 제 1흡수탑으로부터 배출가스를 공급받아 반응시켜 이산화탄소를 흡수하고, 청정가스를 배출하는 제 2흡수탑과;
    상기 제 2흡수탑으로부터 배출되는 배출가스를 공급하고, 라인 상에 제 n송풍기가 구비되는 제 n배출가스 순환라인과;
    상기 제 2흡수탑의 상부에 수직으로 설치되고, 외부로부터 흡수액을 공급받아 일정수두 이상으로 흡수액이 저장되며, 흡수액 내부로 상기 제 n배출가스 순환라인을 통해 상기 제 2흡수탑으로부터 배출가스를 공급받아 반응시켜 이산화탄소를 흡수하고, 청정가스를 배출하는 제 n흡수탑과;
    상기 제 n흡수탑의 청정가스를 연돌로 배출하는 청정배출가스 배출라인과;
    상기 제 1흡수탑으로 신규 흡수액을 공급하도록 신규 흡수액이 저장되는 공급조와;
    상기 공급조의 신규 흡수액을 상기 제 1흡수탑으로 공급하고, 라인 상에 공급 펌프가 구비되는 신규 흡수액 공급라인과;
    상기 제 2흡수탑의 하단과 상기 제 1흡수탑의 상단에 연결되고, 라인 상에 제 1전자 밸브가 구비되어 외부의 제어에 따라 상기 제 1전자 밸브가 개폐되어 상기 제 2흡수탑의 흡수액을 상기 제1흡수탑으로 수두 압력에 의해 공급하는 제 1흡수액 순환라인; 및
    상기 제 n흡수탑의 하단과 상기 제 2흡수탑의 상단에 연결되고, 라인 상에 제 n전자 밸브가 구비되어 외부의 제어에 따라 상기 제 n전자 밸브가 개폐되어 상기 제 n흡수탑의 흡수액을 상기 제 2흡수탑으로 수두 압력에 의해 공급하는 제 n흡수액 순환라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 다단 수직형 연속 이산화탄소 제거 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 다단 수직형 연속 이산화탄소 제거 장치는,
    상기 제 1송풍기 전단인 상기 배출가스 공급라인 상에 설치되어 배출가스를 냉각시키는 열교환기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다단 수직형 연속 이산화탄소 제거 장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 다단 수직형 연속 이산화탄소 제거 장치는,
    상기 청정배출가스 배출라인에 설치되어 청정가스의 수분을 제거하는 건조기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다단 수직형 연속 이산화탄소 제거 장치.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 다단 수직형 연속 이산화탄소 제거 장치는,
    상기 제 1흡수탑의 반응 부산물이 포함된 폐흡수액을 배출하도록 라인 상에 배출 펌프가 구비되는 흡수액 배출 라인과;
    상기 흡수액 배출 라인으로부터 배출되는 상기 제 2흡수탑의 폐흡수액을 저장하는 저장조를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다단 수직형 연속 이산화탄소 제거 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 다단 수직형 연속 이산화탄소 제거 장치는,
    상기 제 1흡수탑 내부 흡수액의 pH를 측정하는 pH 센서와;
    상기 제 1흡수탑과, 제 2흡수탑의 흡수액 수위를 측정하는 수위 측정 센서; 및
    상기 pH 센서를 통해 제 1흡수탑 흡수액의 pH값을 입력받아 pH가 기준값 미만이면 상기 흡수액 배출 라인의 배출 펌프를 동작시켜 상기 제 1흡수탑의 폐흡수액의 일부 또는 전량을 상기 저장조로 배출하고, 상기 흡수액 순환라인의 전자 밸브를 개방시켜 상기 제 2흡수탑의 흡수액을 상기 제 1흡수탑으로 일정 수위 공급하며, 상기 신규 흡수액 공급라인을 통해 상기 공급조의 신규 흡수액을 상기 제 2흡수탑에 공급하여 일정 수위를 유지시키는 컨트롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다단 수직형 연속 이산화탄소 제거 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 다단 수직형 연속 이산화탄소 제거 장치는,
    상기 제 1흡수탑 내부 흡수액의 pH를 측정하는 pH 센서와;
    상기 제 1흡수탑과, 제 2흡수탑 및 제 n흡수탑의 흡수액 수위를 측정하는 수위 측정 센서; 및
    상기 pH 센서를 통해 제 1흡수탑 흡수액의 pH값을 입력받아 pH가 기준값 미만이면 상기 흡수액 배출 라인의 배출 펌프를 동작시켜 상기 제 1흡수탑의 폐흡수액의 일부 또는 전량을 상기 저장조로 배출하고, 상기 제 1흡수액 순환라인의 제 1전자 밸브와 상기 제 n흡수액 순환라인의 제 n전자 밸브를 개방시켜 상기 제 n흡수탑의 흡수액을 상기 제 2흡수탑으로, 상기 제 2흡수탑의 흡수액을 상기 제 1흡수탑으로 각각 일정 수위 공급하며, 상기 신규 흡수액 공급라인을 통해 상기 공급조의 신규 흡수액을 상기 제 n흡수탑에 공급하여 일정 수위를 유지시키는 컨트롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다단 수직형 연속 이산화탄소 제거 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 다단 수직형 연속 이산화탄소 제거 장치는,
    상기 제 1흡수탑과 제 2흡수탑의 에어 밸런스를 맞춰 트립을 방지하도록 상기 제 1흡수탑의 상단에 일단이 연결되고, 상기 제 2흡수탑 상단에 타단이 연결되는 트립 방지 라인을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다단 수직형 연속 이산화탄소 제거 장치.
  9. 제 2 항에 있어서,
    상기 다단 수직형 연속 이산화탄소 제거 장치는,
    상기 제 1흡수탑과 제 2흡수탑의 에어 밸런스를 맞춰 트립을 방지하도록 상기 제 1흡수탑의 상단에 일단이 연결되고, 상기 제 2흡수탑 상단에 타단이 연결되는 제 1트립 방지 라인과;
    상기 제 2흡수탑과 제 n흡수탑의 에어 밸런스를 맞춰 트립을 방지하도록 상기 제 1흡수탑의 상단에 일단이 연결되고, 상기 제 2흡수탑 상단에 타단이 연결되는 제 n트립 방지 라인을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다단 수직형 연속 이산화탄소 제거 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1, 2흡수탑은,
    공급되는 가스를 미세공기방울을 형성하여 이산화탄소와 흡수액의 접촉을 원활하게 하도록 산기장치와;
    내부에 설치되어 흡수액을 교반시키는 수중 교반기를 각각 구비하는 것을 특징으로 하는 다단 수직형 연속 이산화탄소 제거 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1, 2흡수탑은,
    저면 또는 상면이 수평 또는 경사면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 다단 수직형 연속 이산화탄소 제거 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2흡수탑은,
    내부 상단에 먼지를 제거하는 먼지 제거기가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 다단 수직형 연속 이산화탄소 제거 장치.
  13. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1, 2, n흡수탑은,
    공급되는 가스를 미세공기방울을 형성하여 이산화탄소와 흡수액의 접촉을 원활하게 하도록 산기장치와;
    내부에 설치되어 흡수액을 교반시키는 수중 교반기를 각각 구비하는 것을 특징으로 하는 다단 수직형 연속 이산화탄소 제거 장치.
  14. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1, 2, n흡수탑은,
    저면 또는 상면이 수평 또는 경사면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 다단 수직형 연속 이산화탄소 제거 장치.
  15. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 n흡수탑은,
    내부 상단에 먼지를 제거하는 먼지 제거기가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 다단 수직형 연속 이산화탄소 제거 장치.
  16. 제 7 항에 있어서,
    상기 pH의 기준값은,
    7.0~9.0인 것을 특징으로 하는 다단 수직형 연속 이산화탄소 제거 장치.
  17. 제 6 항에 있어서,
    상기 pH의 기준값은,
    7.0~9.0인 것을 특징으로 하는 다단 수직형 연속 이산화탄소 제거 장치.
  18. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 신규 흡수액의 pH는,
    11.0~13.0인 것을 특징으로 하는 다단 수직형 연속 이산화탄소 제거 장치.
  19. 다단 수직형 연속 이산화탄소 제거 장치를 이용한 다단 수직형 연속 이산화탄소 제거 방법에 있어서,
    배출가스를 제 1흡수탑의 하단으로 공급하여 수산화칼슘(Ca(OH)2)과 알칼리 혼화제를 혼합한 흡수액과 반응시켜 이산화탄소를 제거하는 1차 반응 공정과;
    상기 제 1흡수탑에서 1차 반응되어 이산화탄소가 1차 제거된 배출가스를 배출가스 순환라인을 통해 제 2흡수탑의 하단으로 공급하여 흡수액과 2차 반응시켜 이산화탄소를 제거하여 청정가스를 청정배출가스 배출라인을 통해 연돌로 배출하는 2차 반응 공정과;
    상기 제 1흡수탑 흡수액의 pH값을 입력받아 pH가 기준값 미만이면 상기 제 1흡수탑의 폐흡수액의 일부 또는 전량을 흡수액 배출 라인을 통해 저장조로 배출시키는 흡수액 배출 공정과;
    상기 제 1흡수탑의 흡수액이 배출되면 흡수액 순환라인의 전자 밸브를 개방시켜 수두차에 의한 자연 낙하 방식으로 상기 제 2흡수탑의 흡수액을 상기 제 1흡수탑으로 일정 수위 공급하는 흡수액 순환 공정; 및
    흡수액의 순환이 이루어지면 신규 흡수액 공급라인을 통해 공급조의 신규 흡수액을 상기 제 2흡수탑에 공급하여 일정 수위를 유지시키는 신규 흡수액 공급 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다단 수직형 연속 이산화탄소 제거 방법.
  20. 다단 수직형 연속 이산화탄소 제거 장치를 이용한 다단 수직형 연속 이산화탄소 제거 방법에 있어서,
    배출가스를 제 1흡수탑의 하단으로 공급하여 수산화칼슘(Ca(OH)2)과 알칼리 혼화제를 혼합한 흡수액과 반응시켜 이산화탄소를 제거하는 1차 반응 공정과;
    상기 제 1흡수탑에서 1차 반응되어 이산화탄소가 1차 제거된 배출가스를 배출가스 순환라인을 통해 제 2흡수탑의 하단으로 공급하여 흡수액과 2차 반응시켜 이산화탄소를 제거하여 청정가스를 청정배출가스 배출라인을 통해 연돌로 배출하는 2차 반응 공정과;
    상기 제 2흡수탑에서 2차 반응되어 이산화탄소가 2차 제거된 배출가스를 배출가스 순환라인을 통해 제 n흡수탑의 하단으로 공급하여 흡수액과 n차 반응시켜 이산화탄소를 제거하여 청정가스를 청정배출가스 배출라인을 통해 연돌로 배출하는 n차 반응 공정과;
    상기 제 1흡수탑 흡수액의 pH값을 입력받아 pH가 기준값 미만이면 상기 제 1흡수탑의 폐흡수액의 일부 또는 전량을 흡수액 배출 라인을 통해 저장조로 배출시키는 흡수액 배출 공정과;
    상기 제 1흡수탑의 흡수액이 배출되면 제 1흡수액 순환라인의 제 1전자 밸브 및 제 n흡수액 순환라인의 제 n전자 밸브를 각각 개방시켜 수두차에 의한 자연 낙하 방식으로 상기 제 n흡수탑의 흡수액을 제 2흡수탑으로 일정 수위 공급하고, 상기 제 2흡수탑의 흡수액을 상기 제 1흡수탑으로 일정 수위 공급하는 흡수액 순환 공정; 및
    흡수액의 순환이 이루어지면 신규 흡수액 공급라인을 통해 공급조의 신규 흡수액을 상기 제 n흡수탑에 공급하여 일정 수위를 유지시키는 신규 흡수액 공급 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다단 수직형 연속 이산화탄소 제거 방법.
  21. 제 19 항 또는 제 20 항에 있어서,
    상기 pH의 기준값은,
    7.0~9.0인 것을 특징으로 하는 다단 수직형 연속 이산화탄소 제거 방법.
  22. 제 19 항 또는 제 20 항에 있어서,
    상기 신규 흡수액의 pH는,
    11.0~13.0인 것을 특징으로 하는 다단 수직형 연속 이산화탄소 제거 방법.
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Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101711466B1 (ko) 2016-06-01 2017-03-02 (주)아이시스텍 회전형 반응기를 이용한 이산화탄소 포집장치
CN110314522A (zh) * 2019-08-07 2019-10-11 苏州仕净环保科技股份有限公司 一种废气分级处理系统
KR20190142921A (ko) * 2018-06-19 2019-12-30 고등기술연구원연구조합 격벽식 이산화탄소 광물화 반응기
KR20200132552A (ko) * 2019-05-17 2020-11-25 한국전력공사 산성가스 포집공정 자동제어 장치 및 그 제어방법
KR102250574B1 (ko) 2020-12-08 2021-05-12 김병환 슬래그 누적방지를 위한 반응액 순환형 이산화탄소 연속 분리 시스템
CN113899649A (zh) * 2021-09-23 2022-01-07 福建瓮福蓝天氟化工有限公司 一种测定氟化钠中碳酸盐含量的装置及方法
KR102432476B1 (ko) * 2022-01-21 2022-08-16 (주)로우카본 인공숲 조성 시스템
KR102470189B1 (ko) * 2021-05-31 2022-11-23 (주)로우카본 육상용 이산화탄소 및 황산화물 포집, 및 탄소자원화 시스템
WO2023140440A1 (ko) * 2022-01-21 2023-07-27 (주)로우카본 시멘트 제조 설비용 이산화탄소 포집 및 탄소자원화 시스템
WO2023140439A1 (ko) * 2022-01-21 2023-07-27 (주)로우카본 제철소용 이산화탄소 포집 및 탄소자원화 시스템
WO2023140441A1 (ko) * 2022-01-21 2023-07-27 (주)로우카본 석탄화력발전용 이산화탄소 및 황산화물 포집, 및 탄소자원화 시스템
WO2023210874A1 (ko) * 2022-04-27 2023-11-02 (주)로우카본 제철소용 이산화탄소 포집 및 탄소자원화, 및 수소 생산 시스템
WO2023210873A1 (ko) * 2022-04-27 2023-11-02 (주)로우카본 석탄가스화 복합발전용 이산화탄소 및 황산화물 포집, 및 탄소자원화 시스템

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002273163A (ja) 2001-03-19 2002-09-24 Susumu Otsuki 燃焼排ガスに含まれる二酸化炭素の除去方法
KR20100029430A (ko) * 2008-09-08 2010-03-17 글롭텍엔지니어링(주) 가변형 다단 충돌 및 응축식 산 가스 세정장치
KR101187004B1 (ko) 2012-08-28 2012-10-02 (주)대우건설 바이오가스 고도정제를 위한 선택적 다단 흡수 장치 및 방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002273163A (ja) 2001-03-19 2002-09-24 Susumu Otsuki 燃焼排ガスに含まれる二酸化炭素の除去方法
KR20100029430A (ko) * 2008-09-08 2010-03-17 글롭텍엔지니어링(주) 가변형 다단 충돌 및 응축식 산 가스 세정장치
KR101187004B1 (ko) 2012-08-28 2012-10-02 (주)대우건설 바이오가스 고도정제를 위한 선택적 다단 흡수 장치 및 방법

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101711466B1 (ko) 2016-06-01 2017-03-02 (주)아이시스텍 회전형 반응기를 이용한 이산화탄소 포집장치
KR20190142921A (ko) * 2018-06-19 2019-12-30 고등기술연구원연구조합 격벽식 이산화탄소 광물화 반응기
KR102567914B1 (ko) 2018-06-19 2023-08-17 고등기술연구원연구조합 격벽식 이산화탄소 광물화 반응기
KR20200132552A (ko) * 2019-05-17 2020-11-25 한국전력공사 산성가스 포집공정 자동제어 장치 및 그 제어방법
KR102325364B1 (ko) 2019-05-17 2021-11-11 한국전력공사 산성가스 포집공정 자동제어 장치
CN110314522A (zh) * 2019-08-07 2019-10-11 苏州仕净环保科技股份有限公司 一种废气分级处理系统
KR102250574B1 (ko) 2020-12-08 2021-05-12 김병환 슬래그 누적방지를 위한 반응액 순환형 이산화탄소 연속 분리 시스템
KR102470189B1 (ko) * 2021-05-31 2022-11-23 (주)로우카본 육상용 이산화탄소 및 황산화물 포집, 및 탄소자원화 시스템
WO2022255591A1 (ko) * 2021-05-31 2022-12-08 (주)로우카본 육상용 이산화탄소 및 황산화물 포집, 및 탄소자원화 시스템
CN113899649A (zh) * 2021-09-23 2022-01-07 福建瓮福蓝天氟化工有限公司 一种测定氟化钠中碳酸盐含量的装置及方法
CN113899649B (zh) * 2021-09-23 2024-04-12 福建瓮福蓝天氟化工有限公司 一种测定氟化钠中碳酸盐含量的装置及方法
KR102432476B1 (ko) * 2022-01-21 2022-08-16 (주)로우카본 인공숲 조성 시스템
WO2023140440A1 (ko) * 2022-01-21 2023-07-27 (주)로우카본 시멘트 제조 설비용 이산화탄소 포집 및 탄소자원화 시스템
WO2023140439A1 (ko) * 2022-01-21 2023-07-27 (주)로우카본 제철소용 이산화탄소 포집 및 탄소자원화 시스템
WO2023140437A1 (ko) * 2022-01-21 2023-07-27 (주)로우카본 인공숲 조성 시스템
WO2023140441A1 (ko) * 2022-01-21 2023-07-27 (주)로우카본 석탄화력발전용 이산화탄소 및 황산화물 포집, 및 탄소자원화 시스템
WO2023210874A1 (ko) * 2022-04-27 2023-11-02 (주)로우카본 제철소용 이산화탄소 포집 및 탄소자원화, 및 수소 생산 시스템
WO2023210873A1 (ko) * 2022-04-27 2023-11-02 (주)로우카본 석탄가스화 복합발전용 이산화탄소 및 황산화물 포집, 및 탄소자원화 시스템

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