KR101454416B1

KR101454416B1 - Method and apparatus for supplying exaust gas from combustion apparatus to plants growing facility

Info

Publication number: KR101454416B1
Application number: KR1020140005969A
Authority: KR
Inventors: 심용식
Original assignee: 주식회사 지앤아이솔루션
Priority date: 2014-01-17
Filing date: 2014-01-17
Publication date: 2014-11-04

Abstract

Disclosed is a supply apparatus for supplying exhaust gas from a combustion unit to a plant growing facility according to an aspect of the present invention. The supply apparatus may comprise: a gas introduction unit accommodating exhaust gas generated from a combustion unit; a condensation unit condensing steam contained in the accommodated exhaust gas; and a discharge unit separating and discharging water changed from the steam by the condensation unit and carbon dioxide gas collected from the exhaust gas, and supplying at least one of the water and the carbon dioxide gas to the plant growing facility.

Description

TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method and an apparatus for supplying exhaust gas from a combustion apparatus to a plant cultivation facility,

본 발명은 친환경 산업에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 연소 장치로부터의 배기가스를 식물 재배 시설로 공급하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an environmentally friendly industry, and more particularly, to a method and apparatus for supplying exhaust gas from a combustion apparatus to a plant cultivation facility.

오늘날 인구증가와 생활패턴의 변화로 인류의 에너지(주로 화석 에너지) 소비량은 비약적으로 증가하고 있는 추세이다. 특히, 산업혁명 이후 연소장치(예컨대, 화력발전소 등)에 의한 화석에너지의 연소에 따라 대기중의 온실가스의 농도가 크게 상승하게 되었고, 이것이 지구온난화 등과 같은 심각한 지구환경문제를 야기시키는 중요한 원인이 되고 있다. Today, human population energy (mainly fossil energy) consumption is increasing dramatically due to population growth and changes in living patterns. In particular, since the Industrial Revolution, the concentration of greenhouse gases in the atmosphere has increased significantly due to the combustion of fossil energy by combustion devices (for example, thermal power plants). This is a major cause of serious global environmental problems such as global warming .

보다 구체적으로, 지구의 평균 온도가 1900년 이후 60년간은 0.14 ℃ 상승하는데 그쳤으나, 1960년 이후 45년간은 0.6 ℃나 상승하였다고 보고된다. 이러한 기후변화로 인해 현재 지구촌 곳곳에서 다양한 기상이변이 발생하고 있으며 지난 50년간 전 세계에서 삶의 터전을 잃은 환경난민도 1억 명을 상회하고 있다. 한국 또한 1980년대 후반 이후 태풍, 집중호우 등의 빈도가 증가하면서 온실효과로 인한 기상재해가 빈번히 발생하고 있는 실정이다. 기상재해에 따른 경제적 피해 규모만 보더라도 1960년대의 연평균 1천억원 대에서 1990년대에는 6천억원 대, 2000년 이후 2조 7천억원으로 급증하는 추세이다. More specifically, the average temperature of the Earth has risen 0.14 degrees Celsius for 60 years since 1900, but it has been reported that it rose 0.6 degrees Celsius for 45 years from 1960. Due to these climate changes, there are various weather conditions around the world and more than 100 million environmental refugees have lost their lives in the world over the past 50 years. In Korea, since the late 1980s, typhoons, heavy rainfall, and so on have increased frequency of weather accidents due to greenhouse effect. The economic damage caused by the weather disaster has increased rapidly from an annual average of 100 billion won in the 1960s to 600 billion won in the 1990s and 2.7 trillion won since 2000.

이러한 기후변화의 주원인은 바로 온실가스의 증가 때문이다. The main reason for this climate change is the increase of greenhouse gas.

효과적으로 온실가스의 배출을 저감하기 위해서는 온실가스의 배출량을 먼저 검토해 볼 필요가 있다. 범지구적 온실가스 배출량의 구성을 검토해보면, CO₂ (72%), CH₄ (18%) 및 N₂O (9%)의 구성을 보여주고 있다. In order to effectively reduce greenhouse gas emissions, it is necessary to first examine the emission of greenhouse gases. Looking at the composition of global GHG emissions, the composition of CO ₂ (72%), CH ₄ (18%) and N ₂ O (9%) is shown.

전술한 바와 같이 온실가스의 주된 구성으로 지목되고 있는 이산화탄소(CO₂)는 각종 기상(LNG, LPG 등), 액상(휘발유, 경유 등) 및 고상(석탄 등)의 화석연료를 연소시킬 때 주로 발생하게 된다. 현재 인류가 사용하는 열 및 동력원의 90% 정도를 이와 같은 화석연료를 이용한 연소 장치의 연소로부터 얻고 있음을 감안할 때, 이산화탄소 발생에 미치는 화석연료 연소(즉, 연소 장치에 의한 연소)의 영향은 매우 크다고 할 수 있다. 즉, 연소 장치는 온실가스의 주요 구성요소인 CO₂의 최대 배출원이며, 이러한 연소 장치에서 배출되는 이산화탄소는 석탄, 경유(또는 BC유) 및 천연가스를 연료로 사용하는 화력발전소 등과 같은 전력 분야에서 대부분 배출되고 있다. 따라서, 연소 장치를 사용하는 분야(예컨대, 전력 분야)에서의 이산화탄소 배출저감은 국가적인 차원에서 초점이 맞추어질 것으로 전망된다. 세계적인 규모에서 이산화탄소 배출량의 규제 등 여러 가지 방법이 검토되고 있지만, 특별한 조치를 취하지 않는다면 현재의 수준을 유지 하기는 매우 어려운 실정이다. As described above, carbon dioxide (CO ₂ ), which is the main constituent of greenhouse gases, is mainly generated when fossil fuels such as various gas phase (LNG, LPG, etc.), liquid phase (gasoline, light oil, etc.) and solid phase . Considering that about 90% of the heat and power sources used by mankind now come from the combustion of such fossil fuel combustion devices, the effect of fossil fuel combustion on combustion of carbon dioxide (ie, combustion by combustion devices) It can be said that it is big. That is, the combustion apparatus is the largest source of CO ₂ , which is a major component of the greenhouse gas, and the carbon dioxide emitted from such a combustion apparatus is used in a power field such as coal, diesel (or BC oil) and thermal power plants using natural gas Most are being discharged. Therefore, the reduction of carbon dioxide emission in the field of using combustion devices (for example, the electric power field) is expected to be focused at the national level. There are many ways to control carbon dioxide emissions on a global scale, but it is very difficult to maintain the current level unless special measures are taken.

또한, 연소 장치(예컨대, 소각장, 제철소, 지역난방, 화력발전소 등) 또는 연소 설비는 배기가스, 온배수 및/또는 송전설비 등으로 인해 주변 환경을 오염시킬 수도 있다. 따라서, 이러한 연소장치 또는 연소설비를 포함한 시설(들)을 설치 및 배치하기 위해서는 해당 지역의 주민들로부터의 반발을 해결해야하기 때문에, 연소장치를 포함한 시설(들)의 설치 및 배치 위치를 선정하는데 어려움 또한 존재할 수 있다. In addition, combustion devices (e.g., incinerators, steelworks, district heating, thermal power plants, etc.) or combustion plants may pollute the environment due to exhaust gases, hot water and / or transmission facilities. Therefore, in order to install and place the facility (s) including such a combustion device or combustion facility, it is difficult to select the installation and placement position of the facility (s) including the combustion device, It can also exist.

따라서, 적극적인 방법으로 연소 장치에서 배출되는 이산화탄소를 회수, 고정 및 재활용하는 방법과 연소 장치를 설치하는데 있어서 해당 지역의 주민들로부터의 반발을 효과적으로 해결하기 위한 방법이 당업계에서 요구된다. Accordingly, there is a need in the art for a method of recovering, fixing and recycling carbon dioxide discharged from a combustion device in an aggressive manner, and a method for effectively solving a reaction from the people in the area in installing the combustion device.

현재 공업화학적인 방법을 중심으로 이산화탄소 고정에 대한 연구가 추진되고 있다. 이러한 공업화학적인 방법의 일례로, 연소를 위한 산화제로 순수산소(pure oxygen)를 이용하는 순산소 연소(oxyfuel combustion) 방식이 대두되고 있다. 순산소 연소 방식이란 공기 중에서 분리된 고농도의 산소를 연소시키는 기술을 의미한다. 순산소 연소 방식을 이용하는 경우, 향상된 연소 효율을 달성할 수 있으며, 그리고 연소배기가스에 이산화탄소와 물만 존재하게되므로 물을 응축시킴으로써 손쉽게 이산화탄소를 추출해낼 수 있다. Currently, studies on the carbon dioxide fixation are being pursued centering on industrial chemical methods. As an example of such an industrial chemical method, an oxyfuel combustion method using pure oxygen as an oxidizing agent for combustion is emerging. The oxy-fuel combustion system means a technique of burning a high concentration of oxygen separated in the air. When using the oxy-fuel combustion method, improved combustion efficiency can be achieved, and since only the carbon dioxide and the water exist in the combustion exhaust gas, the carbon dioxide can be easily extracted by condensing the water.

하지만, 이러한 순산소 연소 방식을 구현하기 위해서는 산소만을 추출/분리(air separation)해내는 비용이 크게 소요되기 때문에, 산소 분리 장치(ASU:Air Separation Unit)를 별도로 제조하는데 있어서의 비용적인 부담이 발생될 수 있다. 게다가, 현재의 산소 분리 장치는 에너지를 많이 소모한다는 단점 또한 존재한다.However, in order to realize such a pure oxygen combustion method, since it takes a great deal of cost to extract only oxygen, a cost burden is exerted in separately manufacturing an air separation unit (ASU) . In addition, there is also a disadvantage that current oxygen separators consume a lot of energy.

본 발명은 전술한 내용을 감안하여 안출된 것으로, 친환경적인 연소 방식을 구현하기 위한 연소 시스템을 제공하기 위함이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances and provides a combustion system for implementing an environmentally friendly combustion method.

또한, 본 발명은, 에너지 효율적인 연소 방식을 구현하기 위한 연소 시스템을 제공하기 위함이다.The present invention also provides a combustion system for implementing an energy-efficient combustion system.

나아가, 본 발명은, 연소 장치에서 배출되는 배기가스를 효율적으로 이용하기 위함이다.Furthermore, the present invention is intended to efficiently use the exhaust gas discharged from the combustion apparatus.

더불어, 본 발명은, 식물 재배 시설에서 배출되는 산소를 효율적으로 이용하기 위함이다.In addition, the present invention is intended to efficiently utilize oxygen discharged from a plant cultivation facility.

전술한 바와 같은 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 공급 장치가 개시된다. 상기 공급 장치는, 연소 장치로부터의 배기가스를 식물 재배 시설로 공급하기 위한 공급 장치로서, 연소 장치로부터 발생되는 배기가스를 수용하는 가스유입장치; 수용된 배기가스에 포함된 수증기를 응축시키는 응축장치; 및 응축장치에 의해 수증기로부터 변화된 물과 배기가스로부터 포집된 이산화탄소 가스를 분리하여 배출하고, 그리고 물 및 이산화탄소 가스 중 적어도 하나를 식물 재배 시설로 공급하는 배출장치를 포함할 수 있다. A feeding apparatus according to an embodiment of the present invention for realizing the above-described problems is disclosed. The supply device is a supply device for supplying exhaust gas from a combustion device to a plant cultivation facility, comprising: a gas inflow device for accommodating an exhaust gas generated from a combustion device; A condensing device for condensing the water vapor contained in the accommodated exhaust gas; And a discharge device for separating and discharging the carbon dioxide gas collected from the exhaust gas and the water changed from the water vapor by the condensing device and supplying at least one of water and carbon dioxide gas to the plant cultivation facility.

더불어, 본 발명의 일 실시예에 따라, 연소 장치로부터의 배기가스를 식물 재배 시설로 공급하기 위한 방법이 개시된다. 상기 방법은, 연소 장치로부터 발생되는 배기가스를 수용하는 단계; 수용된 배기가스에 포함된 수증기를 응축시키는 단계; 응축장치에 의해 상기 수증기로부터 변화된 물과 상기 배기가스로부터 포집된 이산화탄소 가스를 분리하여 배출하는 단계 및 분리되어 배출되는 물 및 이산화탄소 가스 중 적어도 하나를 식물 재배 시설로 공급하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, a method for supplying exhaust gas from a combustion apparatus to a plant cultivation facility is disclosed. The method includes: receiving an exhaust gas generated from a combustion device; Condensing the water vapor contained in the accommodated exhaust gas; Separating and discharging the water changed from the steam by the condensing device and the carbon dioxide gas collected from the exhaust gas, and supplying at least one of water and carbon dioxide gas separately discharged to the plant cultivation facility.

본 발명의 일 실시예에 따른 연소 장치용 가스를 공급하기 위한 식물 재배 시설을 통해, 친환경적인 연소 방식을 구현하기 위한 연소 시스템을 제공할 수 있다. 즉, 본 발명은, 화력발전소와 같은 연소 장치의 배기가스를 수용할 수 있는 식물 재배 시설을 통해, 연소 장치를 포함한 화력발전소 등이 위치한 거주 환경에서의 환경악화를 줄일 수 있다.A combustion system for implementing an environmentally friendly combustion method can be provided through a plant cultivation facility for supplying gas for a combustion apparatus according to an embodiment of the present invention. That is, the present invention can reduce environmental deterioration in a residential environment where a thermal power plant including a combustion device is located, through a plant cultivation facility capable of accommodating exhaust gas from a combustion apparatus such as a thermal power plant.

또한, 본 발명은, 에너지 효율적인 연소 방식을 구현하기 위한 연소 시스템을 제공할 수 있다.Further, the present invention can provide a combustion system for implementing an energy-efficient combustion system.

나아가, 본 발명은, 연소 장치에서 배출되는 배기가스를 효율적으로 이용할 수 있다. 즉, 본 발명은, 이산화탄소를 공업화학적인 방법이 아닌 친환경적인 생물학적 방법을 통해 고정하기 때문에, 이산화탄소의 회수 및 저장에 대한 비용의 부담을 해소할 수 있으며 구체적이고 효과적인 이산화탄소의 배출을 저감시킬 수 있다.Further, the present invention can efficiently use the exhaust gas discharged from the combustion apparatus. In other words, since the present invention fixes carbon dioxide through an environmentally friendly biological method rather than an industrial chemical method, the burden of the cost for recovery and storage of carbon dioxide can be solved, and the specific and effective emission of carbon dioxide can be reduced .

더불어, 본 발명은, 식물 재배 시설에서 배출되는 산소를 효율적으로 이용할 수 있다.In addition, the present invention can efficiently utilize oxygen discharged from a plant cultivation facility.

도 1은 기존의 순산소 연소 장치를 개략적으로 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 식물 재배 시설을 포함하는 연소 시스템의 개념도를 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 식물 재배 시설을 포함하는 연소 시스템을 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 연소 장치와 식물 재배 시설 그리고 이들을 연결하기 위한 공급 장치의 컴포넌트들을 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 식물 재배 시설의 컴포넌트들과 연소 장치를 포함하는 연소 시스템을 도시한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 연소 장치로부터의 배기가스를 식물 재배 시설로 공급하기 위한 방법을 도시한다.1 schematically shows a conventional oxy-fuel combustion apparatus.
2 is a conceptual diagram of a combustion system including a plant cultivation facility according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 illustrates a combustion system including a plant cultivation facility according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 illustrates components of a combustion apparatus, a plant cultivation facility, and a supply device for connecting them according to an embodiment of the present invention.
5 illustrates a combustion system including components of a plant cultivation facility and a combustion apparatus according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 illustrates a method for supplying exhaust gas from a combustion device to a plant growing facility in accordance with an embodiment of the present invention.

다양한 실시예들 및/또는 양상들이 이제 도면들을 참조하여 개시된다. 하기 설명에서는 설명을 목적으로, 하나 이상의 양상들의 전반적 이해를 돕기 위해 다수의 구체적인 세부사항들이 개시된다. 그러나, 이러한 양상(들)은 이러한 구체적인 세부사항들 없이도 실행될 수 있다는 점 또한 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 인식될 수 있을 것이다. 이후의 기재 및 첨부된 도면들은 하나 이상의 양상들의 특정한 예시적인 양상들을 상세하게 기술한다. 하지만, 이러한 양상들은 예시적인 것이고 다양한 양상들의 원리들에서의 다양한 방법들 중 일부가 이용될 수 있으며, 기술되는 설명들은 그러한 양상들 및 그들의 균등물들을 모두 포함하고자 하는 의도이다.Various embodiments and / or aspects are now described with reference to the drawings. In the following description, for purposes of explanation, numerous specific details are set forth in order to provide a thorough understanding of one or more aspects. However, it will also be appreciated by those of ordinary skill in the art that such aspect (s) may be practiced without these specific details. The following description and the annexed drawings set forth in detail certain illustrative aspects of one or more aspects. It is to be understood, however, that such aspects are illustrative and that some of the various ways of practicing various aspects of the principles of various aspects may be utilized, and that the description set forth is intended to include all such aspects and their equivalents.

또한, 다양한 양상들 및 특징들이 다수의 장치들, 컴포넌트들 및/또는 모듈들 등을 포함할 수 있는 시스템에 의하여 제시될 것이다. 다양한 시스템들이, 추가적인 장치들, 컴포넌트들 및/또는 모듈들 등을 포함할 수 있다는 점 그리고/또는 도면들과 관련하여 논의된 장치들, 컴포넌트들, 모듈들 등 전부를 포함하지 않을 수도 있다는 점 또한 이해되고 인식되어야 한다. In addition, various aspects and features will be presented by a system that may include multiple devices, components and / or modules, and the like. It should be understood that the various systems may include additional devices, components and / or modules, etc., and / or may not include all of the devices, components, modules, etc. discussed in connection with the drawings Must be understood and understood.

본 명세서에서 사용되는 "실시예", "예", "양상", "예시" 등은 기술되는 임의의 양상 또는 설계가 다른 양상 또는 설계들보다 양호하다거나, 이점이 있는 것으로 해석되지 않을 수도 있다. As used herein, the terms "an embodiment," "an embodiment," " an embodiment, "" an embodiment ", etc. are intended to indicate that any aspect or design described is better or worse than other aspects or designs. .

더불어, 용어 "또는"은 배타적 "또는"이 아니라 내포적 "또는"을 의미하는 것으로 의도된다. 즉, 달리 특정되지 않거나 문맥상 명확하지 않은 경우에, "X는 A 또는 B를 이용한다"는 자연적인 내포적 치환 중 하나를 의미하는 것으로 의도된다. 즉, X가 A를 이용하거나; X가 B를 이용하거나; 또는 X가 A 및 B 모두를 이용하는 경우, "X는 A 또는 B를 이용한다"가 이들 경우들 어느 것으로도 적용될 수 있다. 또한, 본 명세서에 사용된 "및/또는"이라는 용어는 열거된 관련 아이템들 중 하나 이상의 아이템의 가능한 모든 조합을 지칭하고 포함하는 것으로 이해되어야 한다. In addition, the term "or" is intended to mean " exclusive or " That is, it is intended to mean one of the natural inclusive substitutions "X uses A or B ", unless otherwise specified or unclear in context. That is, X uses A; X uses B; Or when X uses both A and B, "X uses A or B" can be applied to either of these cases. It should also be understood that the term "and / or" as used herein refers to and includes all possible combinations of one or more of the listed related items.

또한, "포함한다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는, 해당 특징 및/또는 구성요소가 존재함을 의미하지만, 하나 이상의 다른 특징, 구성요소 및/또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 달리 특정되지 않거나 단수 형태를 지시하는 것으로 문맥상 명확하지 않은 경우에, 본 명세서와 청구범위에서 단수는 일반적으로 "하나 또는 그 이상"을 의미하는 것으로 해석되어야 한다.
It is also to be understood that the term " comprises "and / or" comprising " means that the feature and / or component is present, but does not exclude the presence or addition of one or more other features, components and / It should be understood that it does not. Also, unless the context clearly dictates otherwise or to the contrary, the singular forms in this specification and claims should generally be construed to mean "one or more. &Quot;

도 1을 참조하면, 기존의 순산소 연소 장치(110)가 도시된다.Referring to FIG. 1, a conventional oxy-fuel combustion apparatus 110 is shown.

본 명세서에서의 연소 장치 또는 연소 설비는 제철소, 지역난방, 소각로, 화력발전소, 보일러 및/또는 버너 등과 같이 특정한 연료들을 연소시키기 위한 다양한 타입의 장치를 의미할 수 있다. 또한, 연소 설비는 고정식 또는 이동식, 산업용 또는 가정용, 대형 또는 소형 등과 같은 다양한 타입의 연소 설비를 포함할 수 있다.The combustion device or combustion facility herein can refer to various types of devices for burning specific fuels such as steelworks, district heating, incinerators, thermal power plants, boilers and / or burners. In addition, the combustion equipment may include various types of combustion equipment, such as stationary or mobile, industrial or household, large or small.

최근 에너지 관련 연구 및 개발은 수소연료전지, 풍력, 태양광 발전 등의 신재생에너지 분야가 가장 각광을 받고 있다. 신재생에너지의 활발한 연구 및 개발은 기존의 화석에너지에 따른 자원 고갈이나 환경오염 등의 필연적인 문제들을 해결할 수 있기 때문이다. 그러나, 이러한 신재생에너지 대부분이 기존의 화석연료를 대체하기에는 여전히 해결해야 할 기술적 또는 경제적 문제들이 산적해 있다. 따라서, 기존의 화석연료를 사용하면서 지구 온난화를 유발하는 주범으로 인식되고 있는 이산화탄소를 줄이는 기술과 관련하여 많은 기술개발이 진행되고 있다. Recently, energy-related research and development has attracted the attention of renewable energy fields such as hydrogen fuel cell, wind power, and photovoltaic power generation. Active research and development of new and renewable energy can solve the inevitable problems of resource depletion and environmental pollution due to existing fossil energy. However, many of these renewable energy sources still have technological or economic problems to replace existing fossil fuels. Therefore, many technologies are being developed in relation to the technology for reducing carbon dioxide, which is recognized as a main cause of global warming while using existing fossil fuels.

이와 관련하여, 순산소 연소기술은, 공기 중의 질소 및 다른 성분을 제거하지 않고 연소 장치에 주입하는 기존의 공기연소 방식과 상이하게, 공기 중에 약 80%를 점하는 질소분을 제거한 순산소를 기존의 연소용 공기 대신 주입하여 연소시킨 후 이산화탄소의 포집을 용이하게 할 수 있다. In this regard, the pure oxygen combustion technology differs from the conventional air combustion method in which nitrogen is injected into a combustion apparatus without removing nitrogen and other components from the air, and pure oxygen, in which nitrogen content of about 80% Instead of combustion air, carbon dioxide can be easily collected after it is injected and burned.

즉, 순산소 연소는 석탄화력 발전설비 등에서의 산화제를 공기 대신에 순도 95% 이상의 고농도 산소를 이용하여 미분탄(powdered coal) 등과 같은 연료를 연소시켜 열을 발생시킨다. In other words, pure oxygen combustion generates heat by burning fuel such as powdered coal by using high-concentration oxygen having a purity of 95% or more in place of the oxidizing agent in coal-fired power generation facilities.

따라서, 도 1에서 도시되는 바와 같이, 기존의 순산소 연소 장치(110)는 산소 분리 장치(ASU)(120)를 필요로 한다. 산소 분리 장치(120)에 의해 공기 중에서의 질소와 산소를 분리하여 고순도의 산소를 추출해 낼 수 있다. 추출된 고순도의 산소는 연료(예컨대, 석탄)와 함께 순산소 연소 장치(110)로 인입되어 순산소 연소 장치(110)에 의해 연소될 수 있다. Accordingly, as shown in FIG. 1, the conventional oxy-fuel combustion apparatus 110 requires the oxygen separation unit (ASU) 120. The oxygen separator 120 separates nitrogen and oxygen in the air and extracts oxygen of high purity. The extracted high purity oxygen may be introduced into the oxyfuel combustion apparatus 110 together with the fuel (for example, coal) and burned by the oxyfuel combustion apparatus 110.

도 1에서 도시되는 바와 같이, 순산소 연소 장치(110)에 의해 배출되는 배출물들은 이산화탄소와 물(수증기)을 포함할 수 있다. 즉, 순산소 연소를 통해서 발생되는 배기가스의 대부분은 이산화탄소와 수증기로 구성될 수 있다. 따라서, 발생된 배기가스에서 수증기를 응축시키는 경우, 대부분의 이산화탄소를 포집/회수할 수 있다.As shown in FIG. 1, the emissions discharged by the oxy-fuel combustion apparatus 110 may include carbon dioxide and water (water vapor). That is, most of the exhaust gas generated through pure oxygen combustion can be composed of carbon dioxide and water vapor. Therefore, when condensing the water vapor in the generated exhaust gas, most of the carbon dioxide can be collected / recovered.

전술한 바와 같이, 순산소 연소 장치(110)는, 산화제로 고순도의 산소를 이용하기 때문에 연소 현상에 직접적으로 관여하지 않으면서도 공기 성분의 대략적으로 80% 정도를 차지하는 질소에 의한 현열 손실을 현저하게 줄일 수 있다. 나아가, 이러한 순산소 연소 장치(110)는 배기가스의 현열을 연소 이전에 산소를 고온으로 예열하는 방법으로 회수하여 에너지를 추가적으로 절감할 수 있다. 또한, 이론적으로는 순산소 연소 장치(110)에서는 이산화탄소와 물(수증기)만이 배기가스 중에 포함되어 있으므로, 이산화탄소를 효율적으로 회수함에 따라 이산화탄소의 회수 비용을 줄일 수도 있다. 추가적으로, 순산소 연소 장치(110)는 산소 연소에 의하여 연소시스템을 소형화할 수도 있으며, 나아가 열전달 효율을 극대화할 수도 있다. 게다가, 순산소 연소 장치(110)는 근본적으로 질소가 공급되지 않기 때문에 질산화물(NOx)의 배출을 현저하게 저감시킬 수 있다. As described above, since the pure oxygen combustion apparatus 110 uses oxygen of high purity as the oxidizing agent, the sensible heat loss due to nitrogen, which occupies approximately 80% of the air component without directly participating in the combustion phenomenon, Can be reduced. In addition, the oxyfuel combustion apparatus 110 can recover the sensible heat of the exhaust gas by preheating oxygen to a high temperature prior to combustion, thereby further saving energy. In addition, theoretically, since only the carbon dioxide and the water (water vapor) are contained in the exhaust gas in the pure oxy-fuel combustion apparatus 110, the cost of recovering the carbon dioxide can be reduced by efficiently recovering the carbon dioxide. In addition, the oxy-fuel combustion device 110 may miniaturize the combustion system by oxygen combustion, and may further maximize heat transfer efficiency. In addition, since the pure oxygen combustion apparatus 110 is fundamentally not supplied with nitrogen, it is possible to remarkably reduce the emission of NOx.

도 1에서 도시되는 바와 같이, 기존의 순산소 연소 공정은, 산소 분리 장치(ASU)(120), (순산소) 연소 장치(Combustor)(110) 및 정제 장치(Purification Apparatus)(130)를 이용한 동작들로 이루어질 수 있다. As shown in FIG. 1, the conventional oxy-fuel combustion process uses an oxygen separation unit (ASU) 120, a (oxygen) combustion unit 110, and a Purification Apparatus 130 Operations.

다시 말하면, 순산소 발전 플랜트는 크게 산소 분리 장치(120), 순산소 연소 장치(110), 이산화탄소 정제(및 압축) 장치(130)로 구성될 수 있다. 산소 분리 장치를 통해 질소가 분리된 고순도의 산소가 연소 장치로 인입될 수 있다. 연소 장치 내부에서 연료 연소에 필요한 산화제로 고순도의 산소를 이용한다. 배기가스의 주요 조성은 물과 이산화탄소가 대부분이 될 수 있다. In other words, the oxy-fuel power plant can be largely composed of the oxygen separator 120, the oxy-fuel combustion apparatus 110, and the carbon dioxide purification (and compression) apparatus 130. High-purity oxygen, from which nitrogen has been separated, can be introduced into the combustion device through an oxygen separator. High-purity oxygen is used as an oxidant for combustion of fuel in the combustion device. The main composition of the exhaust gas may be water and carbon dioxide.

정제 장치(130)는 배기가스에 포함된 물을 응축/제거시킴으로써 순도 높은 이산화탄소를 회수할 수 있다. 따라서, 회수된 이산화탄소를 저장시켜서 연소 장치의 이산화탄소의 배출이 최소화될 수 있다. The purification apparatus 130 can recover the high-purity carbon dioxide by condensing / removing the water contained in the exhaust gas. Thus, by storing the recovered carbon dioxide, the emission of carbon dioxide from the combustion apparatus can be minimized.

그러므로, 이러한 순산소 연소 공정을 통하여, 온실가스의 주요 인자인 이산화탄소를 따로 포집하여 저장/활용할 수 있다. 따라서, 기존의 화석연료를 사용하면서 지구 온난화를 유발하는 주범으로 인식되고 있는 이산화탄소를 효과적으로 저감할 수 있다. Therefore, through this oxy-fuel combustion process, carbon dioxide, which is a major factor of greenhouse gas, can be separately captured and stored / utilized. Therefore, it is possible to effectively reduce carbon dioxide, which is recognized as a main cause of global warming, by using existing fossil fuels.

또한, 순산소 연소 시에는 연소 장치(110)의 내부의 화염 온도가 일반적인 공기 연소 시에 비해 급격하게 올라가고 열 흡수량 역시 급격하게 늘어날 수 있다. 따라서, 도시되지는 않았지만, 순산소 연소의 경우 배기가스의 일부가 재순환되어 순산소와 혼합되어 산화제로 사용될 수도 있다. 즉, 순산소 연소의 경우, 기존의 산화제 중 하나인 질소가 이산화탄소와 수증기로 대체될 수 있다. In addition, at the time of pure oxygen combustion, the flame temperature inside the combustion apparatus 110 may be drastically increased as compared with that during normal air combustion, and the amount of heat absorption may also increase sharply. Therefore, although not shown, in the case of pure oxygen combustion, part of the exhaust gas may be recycled and mixed with pure oxygen to be used as an oxidizing agent. That is, in the case of pure oxygen combustion, one of the conventional oxidants, nitrogen, can be replaced by carbon dioxide and water vapor.

연소 장치(110) 내의 질소 성분이 이산화탄소로 대체되는 경우 질산화물(NOx)의 농도가 떨어지게 되고, 연소 장치(110) 내부의 탈질 또는 탈황 효율이 높아질 수 있다. 따라서, 기존의 탈질장치 및/또는 탈황장치 등을 최소화시킬 수도 있다.When the nitrogen component in the combustion apparatus 110 is replaced with carbon dioxide, the concentration of NOx may be lowered and the denitration or desulfurization efficiency in the combustion apparatus 110 may be increased. Accordingly, it is possible to minimize the existing denitration unit and / or the desulfurization unit.

하지만, 이러한 순산소 연소 방식을 구현하기 위해서는 산소만을 추출/분리해내는 비용이 크게 소요될 수 있다. 따라서, 산소 분리 장치(ASU)(120)를 별도로 제조하는데 있어서의 비용적인 부담이 발생될 수 있다. 게다가, 현재의 산소 분리 장치를 동작시키기 위해서는 다량의 에너지가 소모된다는 단점 또한 존재한다. 나아가, 순산소 연소 이후에 이산화탄소를 고정 및/또는 저장하기 위한 후처리 프로세스 또한 비용이 많이 소모된다는 단점이 존재한다.However, in order to implement such a oxy-fuel combustion method, it may take a great deal of cost to extract / separate only oxygen. Therefore, a costly burden may be incurred in separately manufacturing the oxygen separation unit (ASU) 120. In addition, there is also a disadvantage that a large amount of energy is consumed to operate the present oxygen separator. Furthermore, there is a disadvantage that the post-treatment process for fixing and / or storing carbon dioxide after the oxy-fuel combustion is also costly.

따라서, 공기중의 산소를 분리하여 연소 장치로 공급해주는 산소 분리 장치(120)의 산소 분리(제조) 원가 등과 같은 경제성 문제로 인해, 종래의 순산소 연소 장치로 일반적인 연소 장치를 대체하기에는 부적절할 수가 있다.Therefore, due to economical problems such as the cost of oxygen separation (production) of the oxygen separator 120 for separating the oxygen in the air and supplying it to the combustion apparatus, the conventional oxy-fuel combustion apparatus can not be suitable for replacing the general combustion apparatus have.

그러므로, 보다 효율적이고 친환경적인 연소 방식을 구현하기 위한 시스템이 당업계에서 요구된다. 이러한 친환경적인 연소 방식을 구현하기 위한 노력의 일환으로서, 광합성 식물과 세균 등에 의한 이산화탄소를 효율적으로 고정하고 산소를 배출하기 위한 생물학적 방법을 강구해볼 수 있다.
Therefore, there is a need in the art for a system for implementing a more efficient and environmentally friendly combustion method. As part of efforts to realize this environmentally friendly combustion method, biological methods for efficiently fixing carbon dioxide and releasing oxygen by photosynthetic plants and bacteria can be found.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 식물 재배 시설(210)을 포함하는 연소 시스템(200)을 개념적으로 도시한다. FIG. 2 conceptually illustrates a combustion system 200 including a plant cultivation facility 210 according to an embodiment of the present invention.

식물(plant)은 태양에너지를 이용하여 이산화탄소를 고정하고 인간에게 유익한 각종 유용자원(예컨대, 식품, 의약품 및 화학원료 등)을 제공할 수 있는 효율적인 자원이다. Plants are an efficient resource that can be used to fix carbon dioxide using solar energy and provide a variety of useful resources that are beneficial to humans (e.g., food, pharmaceuticals, chemical materials, etc.).

전술한 바와 같이, 과다하게 배출되는 이산화탄소의 대부분은 화석연료에서 유래한다. 이산화탄소를 식물에 흡수 및 고정시키려는 것은 가장 자연스럽고 환경친화적인 이산화탄소의 고정방법으로 고려해 볼 수 있다. 식물체에 고정되는 탄소는 식량과 연료는 물론 공업원료 및/또는 화학원료로서 재사용 될 수도 있기 때문이다. 이러한 측면에서 식물은 대기중 이산화탄소의 고정은 물론 지구환경문제 해결에 대단히 중요한 역할을 담당할 것이다.As mentioned above, much of the excess carbon dioxide is derived from fossil fuels. Attempting to absorb and immobilize carbon dioxide into plants is considered the most natural and environmentally friendly method of fixing carbon dioxide. Carbon fixed to plants may be reused as industrial and / or chemical raw materials as well as food and fuel. In this respect, plants will play a very important role in fixing the carbon dioxide in the atmosphere as well as solving global environmental problems.

따라서, 이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따라, 식물을 이용함으로써, 연소 장치의 배기가스를 처리하고 그리고 순산소 연소를 구현하는 기법에 대하여 설명하도록 한다.Therefore, in the following, a technique for treating exhaust gas of a combustion apparatus and implementing oxygen combustion by using plants will be described according to an embodiment of the present invention.

도 2에서 도시되는 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 순산소 연소 시스템(200)은 연소 장치(110) 및 연소 장치(110)와 연결된 식물 재배 시설(210)을 포함할 수 있다. 여기서의 연소 장치(110)는 일반적인 연소 장치이거나 또는 순산소 연소 장치일 수 있다.2, the oxy-fuel combustion system 200 according to an exemplary embodiment of the present invention may include a combustion apparatus 110 and a plant cultivation facility 210 connected to the combustion apparatus 110. As shown in FIG. The combustion apparatus 110 here may be a general combustion apparatus or a pure oxyfuel combustion apparatus.

도 2에 따른 연소 시스템(200)은 식물 재배 시설(210)에 의해 생성되어 포집된 산소를 이용할 수 있다. 따라서, 연소 시스템(200)은 도 1과 관련하여 전술한 바와 같은 산소 분리 장치(ASU)를 사용하지 않고서도 고순도의 산소를 포집할 수 있다. 나아가, 본 발명의 일 양상에 따른 연소 시스템(200)은 도 1과 관련하여 전술한 바와 같은 정제 장치를 사용하지 않고서도 이산화탄소를 활용/저장할 수 있다.The combustion system 200 according to FIG. 2 may utilize the captured oxygen generated by the plant cultivation facility 210. Thus, the combustion system 200 can capture high purity oxygen without using the oxygen separation unit ASU as described above with respect to FIG. Further, the combustion system 200 according to one aspect of the present invention can utilize / store carbon dioxide without using the purification apparatus as described above with reference to FIG.

도 2에서 도시되는 바와 같이, 식물 재배 시설(210)은 연소 장치(110)로부터 배출되는 배기가스를 공급받을 수 있다. 연소 장치(110)로부터 배출되는 배기가스는 이산화탄소를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 양상에서, 연소 장치(110) 자체의 탈황 및/또는 탈질 장치 등과 같은 정화 장치를 통해 배기가스 내에서의 질산화물 및/또는 황산화물의 대부분이 사전 필터링될 수도 있다. 본 발명의 일 양상에서, 연소 장치(110)의 순산소 연소 공정으로 인해, 식물 재배 시설(210)로 인입되는 배기가스 내의 질산화물 및/또는 황산화물의 양은 저감될 수 있다.As shown in FIG. 2, the plant cultivation facility 210 can receive the exhaust gas discharged from the combustion apparatus 110. The exhaust gas discharged from the combustion apparatus 110 may include carbon dioxide. In an aspect of the present invention, most of the nitrate and / or sulfur oxides in the exhaust gas may be prefiltered through a purifier such as a desulfurization and / or denitration apparatus of the combustion apparatus 110 itself. In an aspect of the present invention, due to the oxy-fuel combustion process of the combustion apparatus 110, the amount of nitrate and / or sulfur oxides in the exhaust gas entering the plant cultivation facility 210 can be reduced.

본 발명의 일 양상에서, 식물 재배 시설(210)은 이산화탄소를 포함하는 배기가스를 연소 장치(110)로부터 공급받을 수 있다. 연소 장치(110)에 의해 배출되는 이산화탄소는 식물 재배 시설(210) 내에 배치된 식물군락에 의해 고정 및 활용될 수 있다. 즉, 식물 재배 시설(210) 내에 포함된 식물군락은, 연소 장치(110)로부터 공급받은 이산화탄소를 이용하여 광합성 작용을 수행할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 양상에 따르면, 도 1과 관련하여 전술한 바와 같은 이산화탄소의 고정 및/또는 저장을 위한 비용소모적인 프로세스 없이도 이산화탄소가 고정 및/또는 활용될 수 있다.In an aspect of the present invention, the plant cultivation facility 210 can receive exhaust gas containing carbon dioxide from the combustion apparatus 110. The carbon dioxide discharged by the combustion apparatus 110 can be fixed and utilized by plant communities arranged in the plant cultivation facility 210. That is, the plant community included in the plant cultivation facility 210 can perform the photosynthesis action using the carbon dioxide supplied from the combustion apparatus 110. Thus, according to one aspect of the present invention, carbon dioxide can be fixed and / or utilized without the costly process for fixing and / or storing carbon dioxide as described above with respect to FIG.

일반적으로 식물군락의 식물체들은 탄수화물의 합성에 사용되는 탄소를 공기로부터 이산화탄소(CO₂)의 형태로 획득한다. 대기 중에 있는 유효한 이산화탄소의 양은 공기의 전체 용적의 약 0.03% 로서 매우 낮기 때문에 광합성 작용이 신속하게 진행되면 대기 중의 이산화탄소의 농도가 제한요인이 될 수 있다. In general, the plant of the plant communities are to obtain the carbon used in the synthesis of carbohydrates in the form of carbon dioxide (CO ₂₎ from the air. Since the effective amount of carbon dioxide in the atmosphere is very low, about 0.03% of the total volume of air, the concentration of carbon dioxide in the atmosphere can be a limiting factor if the photosynthesis action proceeds rapidly.

따라서, 식물체의 급속한 생장을 위한 다른 환경조건(예컨대, 수분, 온도 및/또는 광도(lumunous intensity) 등)이 적당할 때 이산화탄소의 공급을 증가시키면 식물의 생장이 증가될 수 있다. 그러므로, 단시간 내에 대량의 작물을 재배하기 위해서는 광합성의 원료가 되는 이산화탄소 가스의 농도를 인위적으로 증가시키는 것이 필수적이다. 예를 들어, 온실, 플라스틱 하우스 및 온상 등의 시설에서는 보온관계로 오랫동안 환기를 하지 못하는 경우, 인위적으로 이산화탄소를 공급해줌으로써 수확량을 증가시킬 수 있게 된다. 또한, 이산화탄소의 농도가 높은 경우에는 인위적으로 이산화탄소의 농도를 낮출 수도 있다. 예를 들어, 이산화탄소의 농도는 식물 재배 시설(210)로 공급되는 이산화탄소를 (응축기 또는 압축기 등에 의해) 물에 녹여서 탄산수의 형태로 보관하거나 또는 (예컨대, 조류(algae) 등과 같은 수중 식물로) 공급함으로써 낮출 수 있다. Thus, increasing the supply of carbon dioxide can increase plant growth when other environmental conditions (such as moisture, temperature and / or lumunous intensity) for the rapid growth of the plant are adequate. Therefore, in order to cultivate a large amount of crops in a short time, it is essential to artificially increase the concentration of carbon dioxide gas which is a raw material of photosynthesis. For example, in a facility such as a greenhouse, a plastic house, or a hotbed, if the ventilation can not be ventilated for a long time, the artificially supplied carbon dioxide can increase the yield. Further, when the concentration of carbon dioxide is high, the concentration of carbon dioxide may be artificially lowered. For example, the concentration of carbon dioxide may be determined by dissolving the carbon dioxide supplied to the plant cultivation facility 210 in water (by a condenser or a compressor, etc.) and storing it in the form of carbonated water or by supplying it (for example, as an underwater plant such as algae) .

전술한 바와 같이, 본 발명의 일 양상에 따라서, 이산화탄소를 인위적으로 공급하기 위한 방법의 일환으로, 연소 장치(110)로부터 배출되는 배기가스에서의 이산화탄소가 식물 재배 시설(210)로 공급될 수 있다. 본 발명의 일 양상에서, 연소 장치(110)의 배기가스가 배출되는 배출부와 식물 재배 시설(210)의 가스 유입 장치는 서로 연결될 수 있어서, 연소 장치(110)로부터의 배기가스의 적어도 일부분이 식물 재배 시설(210)로 이송될 수 있다. 본 발명의 일 양상에서, 연소 장치를 포함하는 화력발전소에서 사용되는 배기가스 배관이 그대로 식물 재배 시설의 가스배관(예컨대, 가스 유입 장치)으로 연결될 수 있다.As described above, in accordance with an aspect of the present invention, as a method for artificially supplying carbon dioxide, carbon dioxide in the exhaust gas discharged from the combustion apparatus 110 may be supplied to the plant cultivation facility 210 . In one aspect of the present invention, the discharge port from which the exhaust gas of the combustion apparatus 110 is discharged and the gas inlet apparatus of the plant cultivation facility 210 can be connected to each other so that at least a part of the exhaust gas from the combustion apparatus 110 And transferred to the plant cultivation facility 210. In one aspect of the present invention, the exhaust gas piping used in the thermal power plant including the combustion apparatus can be directly connected to the gas piping (e.g., gas inflow apparatus) of the plant cultivation facility.

본 발명의 일 양상에서, 연소 장치(110)로부터의 배기가스는 식물 재배 시설(210)로 이송될 수 있어서, 연소 시스템(200)의 외부로 배출되는 배기가스의 양은 저감될 수 있다.In an aspect of the present invention, the exhaust gas from the combustion apparatus 110 can be transferred to the plant cultivation facility 210, so that the amount of exhaust gas discharged to the outside of the combustion system 200 can be reduced.

본 발명의 추가적인 양상에서, 연소 장치(110)로부터의 배기가스의 전부가 식물 재배 시설(210)로 이송될 수 있어서, 이러한 연소 시스템(200)의 외부로는 배기가스가 배출되지 않을 수도 있다.In a further aspect of the present invention, all of the exhaust gas from the combustion apparatus 110 may be transferred to the plant cultivation facility 210, so that the exhaust gas may not be discharged outside the combustion system 200.

도 2에서 도시되는 바와 같이, 본 발명의 일 양상에서, 연소 장치(110) 및 식물 재배 시설(210) 각각은 복수의 층(layer)들로 구성될 수도 있다. 이러한 경우, 연소 장치(110)에 의해 생성되는 배기가스는 연소 장치(110) 내의 복수의 층들을 통해 분할되어 배출될 수 있다. 또한, 식물 재배 시설(210) 내의 복수의 층들 각각은, 상기 연소 장치(110) 내의 복수의 층들을 통해 분할되어 배출되는 배기가스를 분할하여 수용할 수 있다. 2, in an aspect of the present invention, each of the combustion apparatus 110 and the plant cultivation facility 210 may be composed of a plurality of layers. In this case, the exhaust gas generated by the combustion apparatus 110 may be divided and discharged through a plurality of layers in the combustion apparatus 110. In addition, each of the plurality of layers in the plant cultivation facility 210 can divide and accommodate the exhaust gas that is divided and discharged through a plurality of layers in the combustion apparatus 110.

본 발명의 일 양상에서, 식물 재배 시설(210)과 연소 장치(110)는 각각 서로 대응되는 층들로 구성될 수도 있다. 이러한 경우, 식물 재배 시설(210)의 복수의 층들 각각은 개별적인 식물군락을 포함할 수도 있다. 또는, 식물 재배 시설(210)의 복수의 층들 각각은 개별적인 조합의 식물체들을 포함할 수 있다. 나아가, 식물 재배 시설(210)의 복수의 층들은 동일한 식물체들의 조합을 포함할 수도 있다.In an aspect of the present invention, the plant cultivation facility 210 and the combustion apparatus 110 may be composed of layers corresponding to each other. In this case, each of the plurality of layers of the plant cultivation facility 210 may include individual plant communities. Alternatively, each of the plurality of layers of the plant cultivation facility 210 may include individual combinations of plants. Furthermore, the plurality of layers of the plant cultivation facility 210 may comprise the same combination of plants.

본 발명의 일 양상에서, 연소 장치(110)는 순산소 연소 장치일 수 있다. 따라서, 전술한 바와 같은 순산소 연소 공정의 특징에 따라서, 연소 장치(110)로부터 배출되는 가스의 대부분은 이산화탄소와 수증기로 구성될 수 있다.In one aspect of the present invention, the combustion apparatus 110 may be a pure oxyfuel combustion apparatus. Therefore, according to the characteristics of the oxyfuel combustion process as described above, most of the gas discharged from the combustion apparatus 110 can be composed of carbon dioxide and water vapor.

본 발명의 다른 실시예에서, 연소 장치(110) 또는 식물 재배 시설(310)(예컨대, 가스 공급 장치)은 추가적으로 탈황 및/또는 탈질 장치 등과 같은 정화 장치를 포함할 수 있다. 따라서, 이러한 경우, 정화 장치는 식물 생장을 방해할 수 있는 유해 가스들을 필터링할 수 있다.In another embodiment of the present invention, the combustion apparatus 110 or the plantation facility 310 (e.g., a gas supply apparatus) may additionally include a purifier such as a desulfurization and / or denitration apparatus. Thus, in this case, the purifier can filter noxious gases that can interfere with plant growth.

전술한 바와 같이, 연소 장치(110)로부터 공급된 이산화탄소(및 수증기)는 식물 재배 시설(210)에서의 식물체들의 생장을 위해 활용될 수 있다. 본 발명의 일 양상에서, 식물 재배 시설(210)은 식물군락 내의 식물체들을 효율적으로 생장시키기 위하여 이산화탄소의 농도, 광도, 온도 및 수분의 양 등을 모니터링하여 이들을 제어하는 제어 장치를 포함할 수 있다. 예를 들어, 식물 재배 시설(210) 내의 이산화탄소의 농도가 사전결정된 임계 농도(예컨대, 1200ppm) 이상이 된다고 측정되는 경우, 연소 장치(110)로부터 이송되는 배기가스를 배기가스 저장소(미도시)에 보관할 수 있다. 이러한 경우, 식물 재배 시설(210) 내의 이산화탄소의 농도가 임계 농도 미만이 되는 경우에, 배기가스 저장소에 저장된 연소 장치(110)로부터의 배기가스는 식물 재배 시설(210) 내의 식물 군락으로 이송될 수 있다. As described above, carbon dioxide (and water vapor) supplied from the combustion apparatus 110 can be utilized for the growth of plants in the plant cultivation facility 210. In an aspect of the present invention, the plant cultivation facility 210 may include a control device for monitoring and controlling the concentration, luminosity, temperature, and moisture amount of carbon dioxide in order to efficiently grow plants in plant communities. For example, when it is determined that the concentration of carbon dioxide in the plant cultivation facility 210 is equal to or higher than a predetermined critical concentration (for example, 1200 ppm), the exhaust gas delivered from the combustion apparatus 110 is supplied to the exhaust gas reservoir Can be stored. In this case, when the concentration of carbon dioxide in the plant cultivation facility 210 becomes less than the critical concentration, the exhaust gas from the combustion apparatus 110 stored in the exhaust gas reservoir can be transferred to the plant community in the plant cultivation facility 210 have.

본 발명의 일 양상에서, 이산화탄소의 사전결정된 임계농도는 식물체 각각의 이산화탄소 포화점에 따라 가변적일 수 있다. 본 발명의 일 양상에서, 이산화탄소의 임계농도는 식물체의 종류, 생육 단계, 광도 및/또는 수분에 적어도 부분적으로 기초하여 결정될 수도 있다. In one aspect of the present invention, the predetermined critical concentration of carbon dioxide may be variable depending on the carbon dioxide saturation point of each of the plants. In one aspect of the present invention, the critical concentration of carbon dioxide may be determined based at least in part on the type of plant, growth stage, luminosity and / or moisture.

또한, 본 발명의 일 양상에서, 식물 재배 시설(210)은, 식물체의 종류, 생육 단계, 광도 및/또는 수분에 적어도 부분적으로 기초하여 식물군락 내의 이산화탄소의 농도를 효율적으로 제어할 수 있다.In addition, in one aspect of the present invention, the plant cultivation facility 210 can efficiently control the concentration of carbon dioxide in the plant community based at least in part on the type of plant, the stage of growth, the light intensity, and / or moisture.

예를 들어, 식물 재배 시설(210)은, 광도가 낮은 경우 이산화탄소 가스의 포화점이 낮아지기 때문에 이산화탄소의 농도를 줄이고, 광도가 높은 경우 이산화탄소의 농도를 늘릴 수 있다. 또한, 식물 재배 시설(210)은 일반적으로 환기가 제한되는 저온기(예컨대, 오전 해가 뜬 후 1시간 이후로부터 2-3시간 동안)에 이산화탄소의 농도를 증대(즉, 탄산시비)시킬 수 있다. 이는 오후가 되면 광합성 효율이 떨어질 뿐만 아니라 기온이 높아져 환기를 해야될 수 있기 때문에 탄산시비의 효과가 잘 나타나지 않기 때문이다. For example, the plant cultivation facility 210 can reduce the concentration of carbon dioxide because the saturation point of the carbon dioxide gas is low when the light intensity is low, and can increase the concentration of the carbon dioxide when the light intensity is high. In addition, the plant cultivation facility 210 can increase the concentration of carbon dioxide (i. E., Carbonic acid fertilizer) in a low-temperature environment where ventilation is generally restricted (for example, from one hour to two or three hours after the morning sunrise). This is because in the afternoon, not only the efficiency of photosynthesis decreases, but also the effect of carbonation is not shown because the temperature is high and ventilation is required.

나아가, 시설 내에서는 일반적으로 바람이 없기 때문에, 기온분포와 마찬가지로 이산화탄소 또한 상하, 좌우 위치에 따라 농도가 달라질 수 있다. 식물체가 생장하여 지상부가 무성한 곳은 이산화탄소 가스의 농도가 낮고, 공기가 움직이는 통로 부근의 이산화탄소 가스의 농도는 비교적 높게 나타날 수 있다. 따라서, 식물 재배 시설(210)은 전술한 인자들을 고려하여 식물 재배 시설(210) 내의 식물군락의 이산화탄소의 농도를 최적화시켜 관리할 수 있다.Furthermore, since there is generally no wind in the facility, the concentration of carbon dioxide can also vary depending on the vertical and horizontal positions as well as the temperature distribution. Where the vegetation grows and the ground surface is thick, the concentration of carbon dioxide gas is low, and the concentration of carbon dioxide gas near the air passage may be relatively high. Therefore, the plant cultivation facility 210 can optimize and manage the concentration of carbon dioxide in the plant community in the plant cultivation facility 210 in consideration of the factors described above.

본 발명의 일 양상에 따라, 식물 재배 시설(210)에 의해 생성된 가스(예컨대, 산소 가스)는 (순산소) 연소 장치(110)로 이송될 수 있다. According to an aspect of the present invention, the gas (e.g., oxygen gas) generated by the plant cultivation facility 210 may be transferred to the (oxy-fuel) combustion apparatus 110.

식물 재배 시설(210)의 식물군락은 복수의 식물체들을 포함할 수 있다. 이러한 복수의 식물체들은 공급받은 이산화탄소를 이용하여 광합성 작용을 통해 산소가스를 배출할 수 있다. 식물 재배 시설(210)에 의해 생성된 산소 가스는 순산소 연소가 가능한 고순도의 산소로서 연소 장치(110)로 이송되어, 순산소 연소 공정에서의 산화제가 될 수 있다. The plant community of the plant cultivation facility 210 may include a plurality of plants. These plural plants can release oxygen gas through photosynthesis by using supplied carbon dioxide. The oxygen gas produced by the plant cultivation facility 210 can be transferred to the combustion apparatus 110 as oxygen of high purity capable of pure oxygen combustion, and can be an oxidizer in the pure oxygen combustion process.

본 발명의 일 양상에서, 식물 재배 시설(210)에 의해 연소 장치(110)로 공급되는 산소 가스는 식물 재배 시설(210) 내의 산소 가스 저장소에 저장될 수 있다. 산소 가스 저장소는 식물 재배 시설(210) 내의 산소 포집 장치와 연결되어 포집된 산소 가스를 저장할 수 있다. In one aspect of the present invention, the oxygen gas supplied to the combustion apparatus 110 by the plant cultivation facility 210 can be stored in the oxygen gas reservoir in the plant cultivation facility 210. [ The oxygen gas reservoir may be connected to an oxygen capture device within the plant cultivation facility 210 to store the captured oxygen gas.

식물 재배 시설(210)은 농도 측정 장치를 더 포함할 수 있다. 상기 농도 측정 장치는, 식물 재배 시설(210) 또는 식물 재배 시설(210)의 산소 가스 저장소 내의 산소 가스의 농도를 측정하여 측정 데이터를 제어 장치로 전송할 수 있다. The plant cultivation facility 210 may further include a concentration measuring device. The concentration measuring device may measure the concentration of oxygen gas in the oxygen gas reservoir of the plant cultivation facility 210 or the plant cultivation facility 210 and transmit measurement data to the control device.

식물 재배 시설(210)의 제어 장치는, 측정된 산소 가스의 농도를 포함하는 데이터를 농도 측정 장치로부터 수신하여 측정된 산소 가스의 농도와 사전설정된 임계농도를 비교할 수 있다. 측정된 농도가 사전설정된 임계농도 미만인 경우, 제어 장치는 산소 가스 저장소가 상기 포집된 산소 가스를 저장하도록 제어할 수 있다. 또한, 측정된 농도가 상기 사전설정된 임계농도 이상인 경우, 제어 장치는, 산소 배기 장치가 저장된 산소를 연소 장치(110)로 이송하도록 제어할 수 있다.The control device of the plant cultivation facility 210 can receive data including the concentration of the measured oxygen gas from the concentration measuring device and compare the concentration of the measured oxygen gas with a predetermined threshold concentration. When the measured concentration is less than the predetermined threshold concentration, the control device can control the oxygen gas reservoir to store the captured oxygen gas. Further, when the measured concentration is equal to or higher than the predetermined threshold concentration, the control device can control the oxygen exhaust device to transfer stored oxygen to the combustion device 110. [

따라서, 식물 재배 시설(210)로부터 연소 장치(110)로는 산소가 공급될 수 있으며, 연소 장치(110)로부터 식물 재배 시설(210)로는 이산화탄소와 물이 공급될 수 있다. Therefore, oxygen can be supplied to the combustion apparatus 110 from the plant cultivation facility 210, and carbon dioxide and water can be supplied to the plant cultivation facility 210 from the combustion apparatus 110.

그러므로, 식물 재배 시설(210)과 연소 장치(110) 각각은 서로에게 필요한 자원들을 생성하여 공급할 수 있다. 따라서, 연소 장치(110) 입장에서는 별도의 산소 분리 장치(ASU)를 사용하지 않을 수 있으며, 그리고 식물 재배 시설(210) 입장에서는 식물을 재배하는데 필요한 별도의 이산화탄소 공급 장치를 사용하지 않을 수 있다.Therefore, each of the plant cultivation facility 210 and the combustion apparatus 110 can generate and supply necessary resources to each other. Therefore, it is not necessary to use a separate oxygen separation unit (ASU) in the combustion apparatus 110, and the plant 210 may not use a separate carbon dioxide supplying apparatus for growing the plant.

본 발명의 일 양상에서, 연소 장치(110)로부터 식물 재배 시설(210)로 공급되는 배기가스 내에 포함된 이산화탄소와 물은, 식물 재배 시설(210)에서의 식물군락이 필요로하는 자원들인 물, 이산화탄소 및 온도를 제어하는데 사용될 수 있다. In an aspect of the present invention, the carbon dioxide and water contained in the exhaust gas supplied from the combustion apparatus 110 to the plant cultivation facility 210 are mixed with the resources required by the plant community in the plant cultivation facility 210, Can be used to control carbon dioxide and temperature.

예를 들어, 배기가스 내에 포함된 이산화탄소는 전술한 바와 같이 식물군락의 생장을 위해 필요한 적절한 농도로 식물군락으로 제공될 수 있다. 또한, 배기가스 내에 포함된 물은 식물군락의 생장을 위해 필요한 적절한 농도로 식물군락의 식물 재배용 배관으로 제공될 수 있다. 나아가, 배기가스 내에 포함된 물은 식물 재배 시설(210)의 냉난방용 배관으로 공급되어, 식물 재배 시설(210) 내의 온도를 최적의 온도로 유지시킬 수 있다. 즉, 배기가스 내에 포함된 물 중 일부는 온도를 낮추어 식물군락으로 직접적으로 제공되고, 다른 일부는 식물군락의 생장을 위한 적절한 실내 온도를 유지시키기 위해 냉난방용으로 사용될 수 있다.For example, the carbon dioxide contained in the exhaust gas can be provided to plant communities at the appropriate concentrations necessary for plant community growth, as described above. In addition, the water contained in the exhaust gas can be provided as plant growing tubing in a plant community at an appropriate concentration necessary for plant community growth. Further, the water contained in the exhaust gas may be supplied to the piping for cooling and heating the plant cultivation facility 210, so that the temperature in the plant cultivation facility 210 can be maintained at the optimum temperature. That is, some of the water contained in the exhaust gas may be used for cooling and heating to lower the temperature and be supplied directly to the plant communities, while others may be used to maintain a suitable room temperature for the growth of plant communities.

또한, 배기가스 내의 포함된 수증기가 응축되어 물로 변환되는 경우, 배기가스에 포함된 이산화탄소를 물에 녹여 탄산수가 식물군락으로 제공될 수도 있다. 따라서, 식물군락 내에서 공기 중의 이산화탄소의 농도를 적절히 제어할 수 있다. 나아가, 후술될 바와 같이, 식물군락 내에서는 육상식물 뿐만 아니라 수중식물(예컨대, 조류)또한 존재할 수 있다. 따라서, 수중식물로 이산화탄소를 효율적으로 공급하기 위해서는, 이러한 탄산수를 수중식물로 공급하는 것이 바람직할 것이다. 그러므로, 식물 재배 시설(210)로 공급되는 물 중의 일부는 냉낸방용으로 사용되고, 일부는 육상식물의 생장을 위해 사용되고, 그리고 나머지 일부는 수중식물의 생장을 위해 탄산수의 형태로 사용될 수 있다. Further, when the water vapor contained in the exhaust gas is condensed and converted into water, the carbon dioxide contained in the exhaust gas may be dissolved in water, and the carbonated water may be supplied to the plant community. Therefore, the concentration of carbon dioxide in the air can be appropriately controlled in the plant community. Further, as will be described below, not only onshore plants but also aquatic plants (e.g., algae) may be present in plant communities. Therefore, in order to efficiently supply carbon dioxide to aquatic plants, it is desirable to supply such carbonated water to aquatic plants. Therefore, some of the water supplied to the plant 210 may be used for cold water, some used for the growth of land plants, and some used in the form of carbonated water for the growth of aquatic plants.

본 발명의 일 양상에서, 식물 재배 시설(210)은 식물군락으로 빛을 공급하기 위한 광공급 모듈(미도시)을 포함할 수 있다. 상기 광공급 모듈은 다양한 타입의 모듈들을 포함할 수 있다.In one aspect of the invention, the plant cultivation facility 210 may include a light supply module (not shown) for supplying light to the plant community. The light supply module may include various types of modules.

일례로, 식물 재배 시설(210)은 식물군락으로 빛을 공급하기 위하여 식물성장에 필요한 특정파장의 빛을 갖는 LED 모듈을 광공급 모듈로서 이용할 수 있다. 본 발명의 일 양상에서, LED 모듈은 복수의 LED가 직렬로 연결된 LED 바의 형태를 가질 수 있다. LED는 전력소모가 극히 적기 때문에 그만큼 전기를 빛으로 바꾸는 효율이 뛰어나다. 또한, LED는 각각 다른 특정파장의 빛을 발광하도록 생산되므로 용도에 맞게 선별해서 사용할 수 있어서 편리할뿐만 아니라 필요 없는 빛의 손실을 막아줄 수 있다. 또한, LED는 고속 ON/OFF 특성을 가지고 있어서 아주 빠르게 점멸시킬 수 있다. 더불어, LED는 다른 전기제품들과는 다르게 과도전류현상(Rush Current)이 없어서 아무리 빠르게 점멸해도 전력 손실이 없다는 장점이 있다.For example, the plant cultivation facility 210 may use an LED module having light of a specific wavelength necessary for plant growth as a light supply module to supply light to a plant community. In one aspect of the invention, the LED module may have the form of an LED bar in which a plurality of LEDs are connected in series. LEDs are extremely efficient in converting electricity into light because of their extremely low power consumption. In addition, LEDs are produced so as to emit light of different specific wavelengths, so that they can be selectively used according to the application, which is convenient and can prevent unnecessary light loss. In addition, the LED has a high speed ON / OFF characteristic and can be turned on very quickly. In addition, unlike other electrical products, LEDs do not have a rush current, so there is no power loss even if they flash quickly.

그러므로, 이러한 LED 모듈을 사용하는 경우, 24시간 점등이 가능하므로 식물군락의 성장을 촉진시킬 수 있다. 나아가, LED 모듈은 식물 성장에 필요한 몇가지 파형의 빛을 효과적으로 혼합시킬뿐만 아니라 짧은 시간에 반복적으로 점멸됨으로써 식물성장을 촉진시킬 수 있다. 추가적으로, LED 모듈의 순간 점멸을 통해 식물 재배 시설(210)에서 소비되는 전력 또한 감소될 수 있다. 더불어, LED 모듈에서 발생하는 열은 식물 재배 시설(210)의 추가적인 난방 효과를 제공할 수도 있다. Therefore, when such an LED module is used, it is possible to light for 24 hours, thereby promoting the growth of the plant community. Furthermore, the LED module not only effectively mixes the light of several waveforms required for plant growth, but also flickers repeatedly in a short time to promote plant growth. In addition, the power consumed in the plant cultivation facility 210 can also be reduced through instant flashing of the LED module. In addition, the heat generated by the LED module may provide additional heating effect of the plant cultivation facility 210.

본 발명의 일 양상에서, LED의 점멸 시간, 개수, 사용전압 및 출력용량 등은 식물군락의 형태 및 크기에 따라서 가변적일 수 있다. 또한, 보다 효율적인 빛의 혼합을 위해서 다른 보조 광원(들)이 사용될 수도 있다.
In one aspect of the present invention, the blink time, number, voltage and output capacity of the LED may vary depending on the type and size of the plant community. Also, other auxiliary light source (s) may be used for more efficient mixing of light.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 식물 재배 시설(310)을 포함하는 연소 시스템(300)의 개념도를 도시한다.FIG. 3 shows a conceptual diagram of a combustion system 300 including a plant cultivation facility 310 according to another embodiment of the present invention.

도 3에서 도시되는 바와 같이, 식물 재배 시설(310)과 연소 장치(110)의 결합은 다양한 형태로 이루어질 수 있다.As shown in FIG. 3, the combination of the plant cultivation facility 310 and the combustion apparatus 110 may take various forms.

도 3에서 도시되는 바와 같이, 식물 재배 시설(310)은 연소 장치(110)의 외부를 둘러싸는 형태로 배치될 수 있다. 또한, 연소 시스템(300)은 복수의 층들을 포함할 수 있다. As shown in FIG. 3, the plant cultivation facility 310 may be arranged to surround the outside of the combustion apparatus 110. In addition, the combustion system 300 may include a plurality of layers.

본 발명의 일 양상에서, 연소 시스템(300)의 각각의 층들은 각각 연소 장치(110)와 식물 재배 시설(310)을 독립적으로 포함할 수 있다. 따라서, 각각의 층 별로 연소 장치(110)와 식물 재배 시설(310)은 산소와 이산화탄소/물을 서로 교환할 수 있다. 다시 말하면, 각각의 층 별로, 연소 장치(110)로부터의 배기가스는 식물 재배 시설(310)로 이송되고, 식물 재배 시설(310)로부터의 산소는 연소 장치(110)로 이송될 수 있다. In one aspect of the present invention, each of the layers of the combustion system 300 may independently include the combustion apparatus 110 and the plant cultivation facility 310, respectively. Accordingly, the combustion apparatus 110 and the plant cultivation facility 310 can exchange oxygen and carbon dioxide / water with each other. In other words, for each layer, the exhaust gas from the combustion apparatus 110 is transferred to the plant cultivation facility 310, and oxygen from the plant cultivation facility 310 can be transferred to the combustion apparatus 110.

이러한 배기가스 및 산소의 이송 프로세스는, 연소 시스템(300) 내의 연소 장치(110)와 식물 재배 시설(310)을 연결하는 공급 장치에 의해 구현될 수 있다. 본 발명의 일 양상에서, 공급 장치는 송풍 장치를 포함할 수 있어서, 송풍 장치에 의해 이송 프로세스가 구현될 수 있다. 본 발명의 다른 양상에서, 이러한 이송 프로세스는, 압력차에 의한 이송 또는 밀도차에 의한 이송 등을 통해 구현될 수도 있다.Such an exhaust gas and oxygen transfer process can be realized by a supply device connecting the combustion apparatus 110 in the combustion system 300 and the plant cultivation facility 310. In one aspect of the present invention, the feeding device may include a blowing device so that the feeding process can be implemented by the blowing device. In another aspect of the present invention, such a transfer process may be implemented through transfer by pressure difference or transfer by density difference or the like.

전술한 도 3과 같은 연소 시스템(300)의 구조를 통해, 하나의 연소 시스템 내부에 식물 재배 시설(310)과 연소 장치(110)가 포함될 수 있다. 따라서, 이러한 경우 연소 시스템(300) 외부로의 배기가스의 배출 또한 저감될 수 있다.The plant cultivation facility 310 and the combustion apparatus 110 can be included in one combustion system through the structure of the combustion system 300 as shown in FIG. Therefore, in this case, the exhaust of the exhaust gas to the outside of the combustion system 300 can also be reduced.

본 발명의 추가적인 양상에서, 연소 시스템(300)의 각각의 층들은 서로 연결될 수도 있다. 즉, 연소 시스템(300)은 상이한 층에서의 식물 재배 시설들, 연소 장치들, 또는 식물 재배 시설과 연소 장치를 서로 연결시키기 위한 공급 장치를 추가로 포함할 수도 있다. 따라서, 식물 재배 시설(310)의 특정한 층에서 잉여 산소가 존재하는 경우, 이러한 잉여 산소를 필요로 하는 특정한 층에서의 연소 장치(110)로 잉여 산소가 이송될 수도 있다.
In a further aspect of the present invention, each of the layers of the combustion system 300 may be interconnected. That is, the combustion system 300 may further include planting facilities in different layers, combustion devices, or a feeder for connecting the plant and plant with the combustion device. Thus, in the presence of excess oxygen in a particular layer of the plantation facility 310, excess oxygen may be transferred to the combustion apparatus 110 in a particular layer requiring such excess oxygen.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 연소 장치(110)와 식물 재배 시설(410) 그리고 이들을 연결하기 위한 공급 장치(420)의 컴포넌트들을 도시한다.FIG. 4 illustrates components of a combustion apparatus 110, a plant cultivation facility 410, and a feeder 420 for connecting them according to an embodiment of the present invention.

도 4에서 도시되는 바와 같이, 본 발명의 일 양상에 따른 시스템(400)은 연소 장치(110), 식물 재배 시설(410) 및 연소 장치와 식물 재배 시설을 연결하기 위한 공급 장치(420)를 포함할 수 있다. 4, the system 400 according to an aspect of the present invention includes a combustion apparatus 110, a plant cultivation facility 410, and a supply device 420 for connecting the combustion apparatus with a plant cultivation facility can do.

앞서 설명한 바와 같이, 연소 장치(110)로부터 배출되는 배기가스는 공급 장치(420)를 통하여 식물 재배 시설(410)로 이송될 수 있다. 또한, 식물 재배 시설(410)로부터 배출되는 산소 가스는 이송관(495)을 통하여 연소 장치(110)로 이송될 수 있다. 즉, 공급 장치(420)는 연소 장치(110)의 배기부로부터 발생되는 배기가스를 수용할 수 있도록, 연소 장치(110)와 식물 재배 시설(410) 사이에 배치되어 연소 장치(110)와 식물 재배 시설(410)을 연결할 수 있다.As described above, the exhaust gas discharged from the combustion apparatus 110 can be transferred to the plant cultivation facility 410 through the supply apparatus 420. In addition, the oxygen gas discharged from the plant cultivation facility 410 can be transferred to the combustion apparatus 110 through the transfer pipe 495. That is, the supply device 420 is disposed between the combustion device 110 and the plant cultivation facility 410 so as to receive the exhaust gas generated from the exhaust part of the combustion device 110, The cultivation facility 410 can be connected.

본 발명의 일 양상에서, 이송관(495)은 관(pipe)의 형태뿐만 아니라, 공급 장치(420)와 같은 별개의 독립적인 장치로 구성될 수도 있다. 또는, 이송관(495)은 공급 장치(420) 내에 포함되어, 공급 장치(420)의 내부 컴포넌트로서 동작할 수도 있다.In one aspect of the present invention, the transfer tube 495 may be configured as a separate, independent device, such as the supply device 420, as well as in the form of a pipe. Alternatively, the transfer tube 495 may be included within the supply device 420 and may operate as an internal component of the supply device 420.

도 4에서 도시되는 바와 같이, 공급 장치(420)는 가스 유입 장치(430), 송풍 장치(440), 응축 장치(450), 배출장치(460), 센서(470), 제어 장치(480), 정화 장치(490), 열교환 장치(491) 및 저장소(492)를 포함할 수 있다. 4, the supply device 420 includes a gas inlet device 430, a blower device 440, a condenser device 450, a discharge device 460, a sensor 470, a control device 480, A purifier 490, a heat exchanger 491, and a reservoir 492.

본 발명의 일 양상에서, 공급 장치(420)는 전술한 컴포넌트들의 일부로 구성될 수 있거나 또는 전술한 컴포넌트들 이외의 다른 컴포넌트들을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 공급 장치(420)는 식물 재배 시설(410)의 냉난방용 배관(493) 및/또는 식물 재배용 배관(494)을 포함할 수도 있다. 또는, 공급 장치(420)는 식물 재배 시설(410)로부터 연소 장치(110)로 산소를 공급하기 위한 이송관(495)을 더 포함할 수도 있다. In an aspect of the present invention, the supply device 420 may be configured as part of the above-described components, or may include components other than those described above. For example, the feeder 420 may include a cooling and heating pipe 493 and / or a plant growing pipe 494 of the plant cultivation facility 410. Alternatively, the supply device 420 may further include a transfer pipe 495 for supplying oxygen from the plant cultivation facility 410 to the combustion apparatus 110.

또한, 도 4에서 도시되는 공급 장치(420)의 컴포넌트들의 배치는 예시적인 것일 뿐이며, 다양한 조합의 순서로 공급 장치(420)의 컴포넌트들이 배치될 수도 있다.Also, the arrangement of the components of the feeder 420 shown in FIG. 4 is exemplary only, and the components of the feeder 420 may be arranged in various combinations.

본 발명의 일 양상에서, 가스 유입 장치(430)는 연소 장치(110)로부터 발생되는 배기가스를 수용할 수 있다. 따라서, 연소 장치(110)로부터 발생되는 배기가스는 가스 유입 장치(430)에 의해 직접적으로 혹은 간접적으로 수용될 수 있다. In an aspect of the present invention, the gas inlet device 430 can receive the exhaust gas generated from the combustion device 110. Therefore, the exhaust gas generated from the combustion apparatus 110 can be directly or indirectly received by the gas inflow device 430. [

여기서 배기가스는 연소 장치에 의해 배출되는 이산화탄소, 수증기(물), 미세먼지, 황산화물 및/또는 질산화물 등을 포함할 수 있다. 본 발명의 일 양상에서, 연소 장치(110)는 탈황 및 탈질 프로세스를 구현하는 정화 장치를 더 포함할 수 있다. 따라서, 연소 장치(110)로부터 배출되는 배기가스에서의 황산화물 및 질산화물의 농도는 저감될 수도 있다.Here, the exhaust gas may include carbon dioxide, water vapor (water), fine dust, sulfur oxides, and / or oxides discharged by the combustion apparatus. In an aspect of the present invention, the combustion apparatus 110 may further include a purifier for implementing a desulfurization and denitrification process. Therefore, the concentrations of sulfur oxides and nitric oxides in the exhaust gas discharged from the combustion apparatus 110 may be reduced.

도 4에서 도시된 바와 같이, 가스 유입 장치(430)는 송풍 장치(440)을 포함할 수 있다. 본 발명의 일 양상에서, 송풍 장치(440)는 가스 유입 장치(430) 외부에 위치하여 독립적으로 동작할 수도 있다. 따라서, 송풍 장치(440)는 상기 수용된 배기가스를 응축 장치(450)로 이송시킬 수 있다. 송풍 장치(440)는 다양한 타입의 디바이스들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 송풍 장치(440)는 프로펠러 등을 회전시켜 공기를 빨아내거나 또는 송풍할 수 있다. 이 경우, 송풍 장치(440)는 원심형 팬, 축류형 팬 및/또는 용적형 팬 등을 포함할 수 있다. 다른 예시로, 송풍 장치(440)는 기체의 밀도 차이를 이용하여 배기가스를 이송시킬 수도 있다.As shown in FIG. 4, the gas inlet device 430 may include a blower 440. In one aspect of the present invention, the blower 440 may be located outside the gas inlet 430 and operate independently. Therefore, the blower 440 can transfer the received exhaust gas to the condenser 450. [ The blower 440 may include various types of devices. For example, the blower 440 can blow air or blow air by rotating a propeller or the like. In this case, the blowing device 440 may include a centrifugal fan, an axial fan, and / or a volumetric fan. In another example, the blower 440 may transfer the exhaust gas using the density difference of the gas.

가스 유입 장치(430)로 수용된 배기가스는 송풍 장치(440)에 의해 응축 장치(450)로 이송될 수 있다. 응축 장치(450)는 수용된 배기가스에 포함된 수증기를 응축시킬 수 있다. 따라서, 응축 장치(450)에 의해 배기가스 내에 포함된 수증기가 물로 응축될 수 있다. 물과 이산화탄소의 응축되는 온도의 차이를 이용하여, 특정 온도(예컨대, 90℃) 하에서는 이산화탄소는 응축되지 않고 수증기가 물로 상태 변화를 일으킬 수 있다. The exhaust gas contained in the gas inflow device 430 can be transferred to the condenser 450 by the blower 440. Condenser 450 can condense the water vapor contained in the contained exhaust gas. Therefore, the water vapor contained in the exhaust gas by the condenser 450 can be condensed into water. Using the difference in temperature at which water and carbon dioxide are condensed, under a certain temperature (e.g., 90 DEG C), carbon dioxide can not condense and water vapor can cause a state change to water.

따라서, 응축 장치(450)는 수증기 응축을 통해, 배기가스 내의 물과 이산화탄소를 물리적으로 분리시킬 수 있다. 본 발명의 다른 양상에 따라서, 물과 이산화탄소의 분리는 배출 장치(460)에 의해 구현될 수도 있다. 이러한 경우, 배출 장치(460)는 액체 상태의 수증기와 기체 상태의 이산화탄소를 분류하여 냉난방용 배관(492) 및/또는 식물 재배용 배관(494)으로 이송할 수 있다.Thus, the condenser 450 can physically separate water and carbon dioxide in the exhaust gas through water vapor condensation. In accordance with another aspect of the present invention, the separation of water and carbon dioxide may be implemented by the draining device 460. In this case, the discharge device 460 can classify the liquid state vapor and the gaseous carbon dioxide and transfer them to the cooling / heating piping 492 and / or the plant growing piping 494.

응축 장치(450)는 증기를 냉각해 열을 빼앗아서 응축 변화시키는 장치를 의미할 수 있다. 예를 들어, 응축 장치(450)는 압축기로 고압 고온으로 압축된 냉매를 이용하여 증기를 냉각하고 응축열을 제거함으로써 증기를 액화시킬 수 있다. 또한, 응축 장치(450)는 열 교환장치를 포함할 수도 있다.Condenser 450 may refer to a device that cools and condenses steam by cooling it. For example, the condenser 450 may utilize a refrigerant compressed to a high pressure and a high temperature by a compressor to cool the steam and remove condensation heat to liquefy the steam. The condensing device 450 may also include a heat exchange device.

본 발명의 일 양상에서, 응축 장치(450)는 다양한 타입의 응축 방법을 이용할 수 있다. 예를 들어, 이러한 응축 방법에는 수냉, 공냉 및/또는 증발식 등이 있다. 또한, 응축 장치(450)는 파이프벽을 사이에 두고 증기와 냉각액이 간접적으로 접촉하는 표면 응축 방법 또는 양자를 직접 접촉시키는 접촉 응축 방법을 이용할 수도 있다.In one aspect of the present invention, the condenser 450 may utilize various types of condensation methods. For example, such condensation methods include water cooling, air cooling and / or evaporation. Also, the condenser 450 may use a surface condensation method in which steam and cooling liquid indirectly come in contact with each other with the pipe wall therebetween, or a contact condensation method in which both are in direct contact with each other.

본 발명의 일 양상에서, 배기가스 내의 포함된 수증기가 응축되어 물로 변환되는 경우, 응축 장치(450)는 배기가스에 포함된 이산화탄소 가스를 물에 용해시킬 수 있다. 이러한 경우, 이산화탄소 가스가 용해된 물이 식물군락으로 이송될 수 있다. 또한, 응축 장치(450)는 배기가스 및/또는 수증기의 압력을 제어할 수 있어서, 이산화탄소 가스의 용해 정도를 제어할 수 있다.In one aspect of the present invention, when the water vapor contained in the exhaust gas is condensed and converted into water, the condenser 450 can dissolve the carbon dioxide gas contained in the exhaust gas in water. In this case, the dissolved carbon dioxide gas can be transferred to the plant community. Further, the condenser 450 can control the pressure of the exhaust gas and / or the water vapor, so that the degree of dissolution of the carbon dioxide gas can be controlled.

따라서, 이산화가스를 물에 용해시킴으로써 식물군락 내에서 공기 중의 이산화탄소의 농도를 적절히 제어할 수 있다. 식물군락 내에서는 육상식물 뿐만 아니라 수중식물(예컨대, 조류)또한 존재할 수 있기 때문에, 수중식물로 이산화탄소를 효율적으로 공급하기 위해서는, 이러한 탄산수를 수중식물로 공급하는 것이 바람직할 것이다. 그러므로, 식물 재배 시설(210)로 공급되는 물 중의 일부는 냉낸방용으로 사용되고, 일부는 육상식물의 생장을 위해 사용되고, 그리고 나머지 일부는 수중식물의 생장을 위해 탄산수의 형태로 사용될 수 있다. Therefore, by dissolving the carbon dioxide gas in water, the concentration of carbon dioxide in the air can be appropriately controlled in the plant community. In order to efficiently supply carbon dioxide to aquatic plants, it may be desirable to supply such carbonated water to aquatic plants, because not only land plants but also aquatic plants (e.g., algae) may be present in plant communities. Therefore, some of the water supplied to the plant 210 may be used for cold water, some used for the growth of land plants, and some used in the form of carbonated water for the growth of aquatic plants.

배출 장치(460)는, 응축 장치(450)에 의해 수증기로부터 변화된 물과 배기가스로부터 포집된 이산화탄소 가스를 분리하여 배출할 수 있다. 즉, 배출 장치(460)는 물 및 이산화탄소 가스 중 적어도 하나를 분류하여 식물 재배 시설(410)로 공급할 수 있다.The discharge device 460 can separate and discharge the water that has been changed from the water vapor and the carbon dioxide gas collected from the exhaust gas by the condenser 450. That is, the discharge device 460 may classify at least one of water and carbon dioxide gas and supply the same to the plant cultivation facility 410.

본 발명의 일 양상에서, 배출 장치(460)는 물 중 일부를 식물 재배 시설(410)의 냉난방용 배관(493)으로 공급하고, 그리고 나머지 일부를 상기 식물 재배 시설(410)의 식물 재배용 배관(494)으로 공급할 수 있다. 본 발명의 다른 양상에서, 배출 장치(460)는, 물 중 일부를 식물 재배 시설(410)의 냉난방을 위한 열교환 장치로 공급하고, 그리고 나머지 일부를 식물 재배 시설(410)의 식물 재배용 배관(494)으로 공급할 수 있다.In one aspect of the present invention, the discharge device 460 supplies a portion of the water to the heating / cooling pipe 493 of the plant cultivation facility 410 and the remaining part of the water to the plant cultivation pipe 410 of the plant cultivation facility 410 494). In another aspect of the present invention, the discharge device 460 supplies a portion of the water to the heat exchange device for cooling and heating the plant cultivation facility 410 and the remaining part is supplied to the plant cultivation pipe 494 ).

도 4에서 도시되는 바와 같이, 배출 장치(460)는 센서(470), 제어 장치(480), 정화 장치(490), 열교환 장치(491) 및 저장소(492)를 포함할 수 있다. 전술한 바와 같이, 배출 장치(460)는 전술한 컴포넌트들 이외의 다른 컴포넌트들을 포함할 수 있거나 또는 전술한 컴포넌트들의 일부만을 포함할 수도 있다.4, the draining device 460 may include a sensor 470, a control device 480, a purifier 490, a heat exchanger 491, and a reservoir 492. [ As described above, the draining device 460 may include other components than the above-described components, or may include only some of the components described above.

일례로, 배출 장치(460)는, 수용된 배기가스 내의 황산화물 및 질산화물 중 적어도 하나의 농도를 검출하는 센서(470), 황산화물 및 질산화물 중 적어도 하나의 농도가 임계농도 이상인지 여부를 결정하는 제어 장치(480), 및 임계농도 이상이라고 결정되는 경우, 결정된 황산화물 및 질산화물 중 적어도 하나의 농도에 기반하여 탈질 및 탈황 처리 중 적어도 하나를 추가로 수행하는 정화 장치(490)를 포함할 수 있다. In one example, the exhaust device 460 includes a sensor 470 that detects the concentration of at least one of the sulfur oxides and the nitrate in the received exhaust gas, a control 470 that determines whether the concentration of at least one of the sulfur oxides and the nitrate is above a threshold concentration An apparatus 480 and a purifier 490 for further performing at least one of denitrification and desulfurization processes based on the concentration of at least one of the determined sulfur oxides and nitric oxides when determined to be above a critical concentration.

정화 장치(490)는, 탈황기, 탈질기 등과 같이, 식물의 생장을 방해하는 배기가스의 필터링을 수행할 수 있다. 본 발명의 일 양상에서, 정화 장치(490)는 정화 기능을 갖는 식물체들로 구성될 수도 있다. 예를 들어, 이러한 식물체들은, 정화 능력이 탁월한, 피닉스야자, 네프롤레피스, 보스턴고사리, 행운목, 아이비, 인도고무나무, 산세베리아, 싱고니움, 벤자민고무나무, 스파티필럼, 산세베리아, 파키라, 국화, 관음죽, 벤자민 및/또는 맥문동 등을 포함할 수 있다. 본 발명의 다른 양상에서, 전술한 식물체들 이외의 다른 식물체들이 정화 장치(490)를 구성할 수도 있다. The purifier 490 can perform the filtering of the exhaust gas which obstructs the growth of the plant, such as a desulfurizer, a denitzer, and the like. In one aspect of the present invention, the purifier 490 may be comprised of plants having a purifying function. These plants, for example, can be used for a variety of plants, such as phoenix palms, nephrolates, Boston ferns, luck birds, ivy, Indian rubber trees, Siberia, Singgani, Benjamin rubber trees, spatulium, Sansevieria, , Benjamin and / or McDonald's, and the like. In another aspect of the present invention, plants other than the above-described plants may constitute a purification device 490. [

예를 들어, 전술한 바와 같은 정화 능력을 가진 식물들은 미세 먼지 또한 제거할 수 있다. 미세 먼지는 입자의 직경에 따라 2.5㎛ 미만의 미세입자와 2.5㎛이상의 거대입자로 분류할 수 있다. 미세먼지는 약 20-30㎛ 정도 크기의 식물기공에 의해 직접 흡수 되거나, 잎 표면에 있는 털 등에 흡착되어 제거 된다. 또한, 일반적으로 플러스(+)로 대전되어 있는 미세먼지는 식물에서 발생한 음이온에 의해 제거될 수도 있다. For example, plants with the ability to purify as described above can also remove fine dust. Fine dust can be classified into fine particles smaller than 2.5 μm and larger particles larger than 2.5 μm depending on the diameter of the particles. The fine dust is directly absorbed by plant pores of about 20 to 30 탆 in size, or adsorbed to fur on the leaf surface and removed. In addition, fine dust which is generally positively charged may be removed by anions generated in the plant.

본 발명의 일 양상에서, 배출 장치(460)는 연소 장치(110) 또는 식물 재배 시설(410)과 신호를 송수신하기 위한 통신 장치(미도시) 및 물 및 이산화탄소 가스의 공급을 제어하기 위한 제어 장치(480)를 포함할 수도 있다. 여기서, 제어 장치(480)는, 식물 재배 시설(410)로부터 수신된 신호를 기초로 하여 물 및 이산화탄소 가스 중 적어도 하나를 식물 재배 시설(410)로 공급하도록 배출 장치(460)를 제어할 수 있다. 여기서, 수신된 신호는 식물 재배 시설(410) 내에서의 물 및 이산화탄소 중 적어도 하나에 대한 농도값을 포함할 수 있다. 또한, 통신 장치(미도시)는 공급 장치(420)의 내부 컴포넌트들 사이에서 신호를 송수신할 수 있도록 구성될 수도 있다. In one aspect of the present invention, the discharge device 460 includes a communication device (not shown) for transmitting and receiving signals to and from the combustion device 110 or the plant cultivation facility 410 and a control device for controlling the supply of water and carbon dioxide gas (480). Here, the control device 480 may control the discharge device 460 to supply at least one of water and carbon dioxide gas to the plant cultivation facility 410 based on the signal received from the plant cultivation facility 410 . Here, the received signal may include a concentration value for at least one of water and carbon dioxide in the plant cultivation facility 410. In addition, a communication device (not shown) may be configured to send and receive signals between the internal components of the supply device 420.

또한, 저장소(492)는 식물 재배 시설(410)로부터 수신된 신호를 기초로 하여 물 및 이산화탄소 가스 중 적어도 하나를 식물 재배 시설(410)로 공급하기 전까지 이들을 보관할 수 있다. 본 발명의 일 양상에서, 저장소(492)는 배출장치(460)의 외부에 독립적으로 위치할 수도 있다. 또는, 저장소(492)는 공급 장치(420)의 외부에서 독립적으로 위치할 수도 있다. 이러한 경우, 저장소(492)와 공급 장치(420) 사이에 배치된 통로부를 서로 연결될 수 있다.The reservoir 492 may also store the water and the carbon dioxide gas until they are supplied to the plant cultivation facility 410 based on the signal received from the plant cultivation facility 410. In an aspect of the invention, the reservoir 492 may be located independently of the outlet device 460. Alternatively, the reservoir 492 may be located independently of the outside of the feeder 420. In this case, the passage portions disposed between the reservoir 492 and the supply device 420 can be connected to each other.

본 발명의 일 양상에서, 고온의 이산화탄소와 물은 열교환장치(491)를 통하여 식물 재배 및 냉난방에 적합한 온도로 변환될 수 있다.In one aspect of the present invention, hot carbon dioxide and water can be converted to temperatures suitable for plant cultivation and cooling and heating through heat exchanger 491.

따라서, 연소 장치(110)로부터의 배기가스 중 물과 이산화탄소는 서로 분리될 수 있으며, 여기서 이산화탄소는 식물 재배용 배관으로 그리고 물은 냉난방용 배관과 식물 재배용 배관으로 분리되어 공급될 수 있다. Therefore, the water and the carbon dioxide in the exhaust gas from the combustion apparatus 110 can be separated from each other, wherein the carbon dioxide can be supplied to the plant cultivation pipe and the water can be supplied separately to the cooling and heating pipe and the plant cultivation pipe.

나아가, 본 발명의 일 양상에서, 식물재배용 배관(494)은 적어도 두개의 독립적인 배관들로 구성될 수 있다. 따라서, 식물 재배 시설(410)로부터의 피드백 데이터를 기초로 하여, 적절한 양의 물과 이산화탄소가 독립적으로 제어되어 공급될 수 있다.Further, in one aspect of the present invention, the plant growing line 494 may be composed of at least two independent lines. Therefore, an appropriate amount of water and carbon dioxide can be independently controlled and supplied based on the feedback data from the plant cultivation facility 410.

본 발명의 일 양상에서, 냉난방용 배관은 열교환 장치를 포함할 수도 있다. 이러한 경우, 예를 들어, 열교환 장치는 환형, 원형 및 판형 등의 다양한 구조를 가질 수 있다. 또한, 이러한 열교환 장치는 유체가 직접 접촉하여 열교환하는 직접 접촉식, 열교환되는 유차 사이에 격벽(즉, 전열면)을 통해 간접적으로 열교환하는 격벽식, 및 고체의 축열(heat storage)제를 고온의 유체에 접촉시켜 고온 유체의 열을 흡수한 다음 저온 유체와 접속하여 저 유체에 열을 전달하는 축열식 등과 같은 다양한 원리로 동작될 수 있다. In one aspect of the present invention, the piping for cooling and heating may include a heat exchange device. In this case, for example, the heat exchanging device may have various structures such as an annular shape, a circular shape, and a plate shape. Such a heat exchange apparatus is also classified into a direct contact type in which fluid contacts directly and heat is exchanged, a partition type in which heat is indirectly exchanged through a partition (that is, a heat transfer surface) between heat exchanged oil lances, A regenerative type which absorbs the heat of the high temperature fluid in contact with the fluid and then connects the low temperature fluid to transfer the heat to the low fluid, and the like.

식물 재배 시설(410)로 공급되는 배기가스는 물과 이산화탄소를 포함할 수 있다. 추가적으로, 물과 이산화탄소 이외의 배기가스(예컨대, 미세 먼지, 황산화물 및/또는 질산화물)는 식물 재배 시설(410) 내부의 정화장치를 통하여 추가로 필터링될 수도 있다.
The exhaust gas supplied to the plant cultivation facility 410 may include water and carbon dioxide. Additionally, exhaust gases other than water and carbon dioxide (e.g., fine dust, sulfur oxides, and / or nitrous oxide) may be further filtered through a purifier within the plant cultivation facility 410.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 식물 재배 시설(505)의 컴포넌트들과 연소 장치(110)를 도시한다.FIG. 5 illustrates components of a plant cultivation facility 505 and a combustion apparatus 110 according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 양상에서, 도 5에서 컴포넌트들을 연결하는 관(pipe)은 배기가스, 산소 및 물 등이 이동하는 통로를 의미할 수 있다. 또한, 도 5에서 컴포넌트들을 연결하는 장선은 데이터 등과 같은 신호가 이동하는 것을 의미할 수 있다.In one aspect of the present invention, the pipe connecting the components in FIG. 5 may refer to a passage through which exhaust gas, oxygen, water, and the like travel. In FIG. 5, a joining line connecting the components may mean that a signal such as data is moved.

본 발명의 일 양상에 따른 식물 재배 시설(505)은, 연소 장치(110)로부터 공급받은 가스 및 물을 이용하여 광합성 작용을 통해 산소 가스를 배출하는 식물들이 배치된 식물군락(510), 식물군락(510)으로부터 배출된 산소 가스를 포집하는 산소 포집 장치(520), 및 산소 포집 장치(520)에 의해 포집된 산소 가스를 연소 장치(110)로 이송하는 산소 배기 장치(530)를 포함할 수 있다.The plant cultivation facility 505 according to one aspect of the present invention includes a plant community 510 in which plants for discharging oxygen gas through a photosynthesis action using the gas and water supplied from the combustion apparatus 110 are disposed, An oxygen collecting apparatus 520 for collecting the oxygen gas discharged from the oxygen collecting apparatus 510 and an oxygen discharging apparatus 530 for transferring the oxygen gas collected by the oxygen collecting apparatus 520 to the combustion apparatus 110 have.

추가적으로, 식물 재배 시설(505) 또는 식물 재배 시설(505)의 산소 포집 장치(520)는 산소 분리 장치(550), 산소가스 저장소(560) 및/또는 농도측정장치(570)를 포함할 수 있다.Additionally, the oxygen collection device 520 of the plant cultivation facility 505 or the plant cultivation facility 505 may include an oxygen separation device 550, an oxygen gas reservoir 560, and / or a concentration measuring device 570 .

본 발명의 일 양상에서, 도 5에서 도시되는 바와 같이, 연소 장치(110)로부터 배출되는 이산화탄소 및 수증기(물) 등을 포함하는 배기가스는 공급 장치(580)를 통해 식물 군락(510) 또는 식물 재배 시설(505)로 인입될 수 있다. 5, the exhaust gas containing carbon dioxide and water vapor (water) discharged from the combustion apparatus 110 is supplied to the plant community 510 or the plant body 510 through the supply device 580. In this case, And can be brought into the cultivation facility 505.

본 발명의 추가적인 양상에서, 공급 장치(580)는 식물군락(510) 이외의 식물 재배 시설(505)의 다른 컴포넌트들로 연결될 수도 있다. 이러한 경우, 식물군락(510)은 식물 재배 시설(505)의 다른 컴포넌트들로부터 이산화탄소 및/또는 물을 공급받을 수 있다. In a further aspect of the invention, the feeder 580 may be connected to other components of the plantation facility 505 other than the plant community 510. In such a case, the plant community 510 may be supplied with carbon dioxide and / or water from other components of the plant cultivation facility 505.

본 발명의 다른 양상에서, 도시되지는 않았지만, 공급 장치(580)는 도 4에서 설명한 컴포넌트들 이외에 추가적인 컴포넌트들을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 공급 장치(580)는 유입된 배기가스를 사전결정된 타겟(target) 온도로 승온시키기 위한 가열 장치를 포함할 수 있다. 따라서, 이러한 가열 장치에 의한 승온 프로세스에 의해, 유입된 배기가스의 상태(phase)가 변경되지 않고서 목적지(예컨대, 식물 재배 시설(505))까지 배기가스가 적절한 속도로 도달할 수 있다. In another aspect of the invention, although not shown, the supply device 580 may include additional components in addition to the components described in FIG. For example, the supply device 580 may include a heating device for raising the temperature of the incoming exhaust gas to a predetermined target temperature. Therefore, by the heating process by this heating device, the exhaust gas can reach the destination (for example, the plant cultivation facility 505) at an appropriate speed without changing the phase of the introduced exhaust gas.

이러한 경우, 연소 장치(110)로부터의 배기가스는 상태 변화가 없도록 승온되기 때문에, 식물 재배 시설(505)까지 응축 현상 없이 이송될 수도 있다. 따라서, 수증기 유실 및 공급 장치(580)의 부식 현상이 방지될 수 있다. 이러한 경우, 수증기의 응축은 식물 재배 시설(505) 내에서 구현될 수도 있다.In this case, since the exhaust gas from the combustion apparatus 110 is heated so that there is no change in state, it may be transferred to the plant cultivation facility 505 without condensation. Therefore, the vapor leakage and the corrosion phenomenon of the supply device 580 can be prevented. In such a case, the condensation of water vapor may be implemented in the plant cultivation facility 505.

본 발명의 일 양상에서, 배기가스를 승온시킬 타겟 온도는 연소 장치(110)와 식물 재배 시설(505) 간의 거리를 기초로 하여 사전결정될 수 있다.In one aspect of the present invention, the target temperature for raising the exhaust gas may be predetermined based on the distance between the combustion apparatus 110 and the plant cultivation facility 505. [

추가적으로, 배기가스의 최적의 속도를 달성하기 위하여, 연소 장치(110)의 평균 배기가스 배출량 및 연소 장치(110)와 식물 재배 시설(505)까지의 거리 중 적어도 하나를 기초로 하여 공급 장치(580)의 단면적이 결정될 수 있다. Additionally, in order to achieve an optimum rate of exhaust gas, a supply device 580 (not shown) is installed on the basis of at least one of the average exhaust emission amount of the combustion device 110 and the distance to the combustion apparatus 110 and the plant cultivation facility 505 Can be determined.

본 발명의 일 양상에서, 공급 장치(580) 내의 또는 공급 장치(580)와 연결된 정화 장치는 연소 장치(110)로부터 배출된 배기가스 내의 포함된 황산화물(SOx), 질산화물(NOx) 및/또는 미세 먼지 등을 추가적으로 제거/정화시킬 수도 있다. 이러한 정화 장치는 탈질/탈황 장치일 수 있거나 또는 도 4와 관련하여 앞서 설명된 정화식물들을 포함할 수도 있다. In one aspect of the present invention, the purifier in or connected to the feeder 580 may include sulfur oxides (SOx), nitrous oxides (NOx), and / or sulfur oxides in the exhaust gas discharged from the combustion device 110 Fine dust and the like may be additionally removed / purified. This purifier may be a denitrification / desulfurizer or may comprise the purifier plants described above in connection with FIG.

식물 재배 시설(505)의 식물군락(510)은 도 3과 관련하여 전술한 바와 같이, 식물체들을 재배하기 위한 최적의 환경 조건(예컨대, 온도, 물, 이산화탄소 및 광도)을 유지시킬 수 있다. 또는, 이러한 동작은 식물 재배 시설(505)의 제어 장치(540)에 의해 구현될 수도 있다. 추가적으로, 식물 재배 시설(505) 또는 식물 군락(510)은 밀폐된 구조로 이루어질 수 있어서, 양호한 단열성으로 인해 냉/난방의 손실을 줄일 수 있다. The plant community 510 of the plantation facility 505 may maintain optimal environmental conditions (e.g., temperature, water, carbon dioxide and brightness) for planting the plants, as described above in connection with FIG. Alternatively, this operation may be implemented by the control unit 540 of the plant cultivation facility 505. [ Additionally, the plant cultivation facility 505 or the plant community 510 can be made of a closed structure, so that the loss of cooling / heating can be reduced due to good thermal insulation.

본 발명의 일 양상에서, 식물 재배 시설(505)은 식물군락(510) 내의 식물체들의 생장에 필요한 원소들을 포함하는 크놉액(수소, 산소, 질소, 황, 인, 철, 마그네슘, 칼륨 및 칼슘) 등을 공급할 수 있다.In one aspect of the present invention, the plant cultivation facility 505 includes a plurality of plants, such as a plant, such as a plant, Can be supplied.

식물군락(510)은 다양한 타입의 식물체들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 공기 정화 능력이 탁월한, 피닉스야자, 네프롤레피스, 보스턴고사리, 행운목, 아이비, 인도고무나무, 산세베리아, 싱고니움, 벤자민고무나무, 스파티필럼, 산세베리아, 파키라, 국화, 관음죽, 벤자민 및/또는 맥문동 등의 식물체들이 식물군락(510)을 구성할 수 있다. 본 발명의 다른 양상에서, 전술한 식물체들 이외의 다른 식물체들이 식물 군락(510)을 구성할 수도 있다. Plant communities 510 may include various types of plants. For example, you can use a variety of colors, such as phoenix palm, nephrorepis, boston bark, lucky lanterns, ivy, Indian rubber trees, Siberia, Singaporean, Benjamin rubber tree, spatulium, sanseverberry, pakira, chrysanthemum, / RTI > and / or < / RTI > In another aspect of the present invention, plants other than the above-described plants may constitute plant communities 510.

본 발명의 일 양상에서, 식물군락(510)은 하나의 종의 식물체들로 구성될 수 있거나 또는 복수의 종들의 식물체들의 조합으로 구성될 수도 있다. 추가적으로, 식물군락(510) 대신에 인공 광합성 및/또는 광합성 가능 미생물에 의한 광합성 등이 본 발명의 일 양상에 따라 이용될 수도 있다. In one aspect of the invention, the plant community 510 may be composed of one species of plants or a combination of plants of a plurality of species. In addition, artificial photosynthesis and / or photosynthesis by photosyntable microorganisms instead of plant community 510 may be used according to one aspect of the present invention.

본 발명의 일 양상에서, 수경재배 및/또는 토경재배 등의 재배 방식에 의해 식물군락(510) 내의 식물체들이 재배될 수 있다. 본 발명의 일 양상에서, 일정한 공간 하에서의 효율적인 재배를 위해, 바람직하게는 수경재배에 의해 식물군락(510) 내의 식물체들이 재배될 수 있다.In an aspect of the present invention, plants in the plant community 510 may be grown by a cultivation method such as hydroponic cultivation and / or soil cultivation. In one aspect of the invention, plants within the plant community 510 can be grown for efficient cultivation under constant space, preferably by hydroponics.

본 발명의 일 양상에서, 식물군락(510)은 일반적인 육상 식물 및/또는 조류(algae)와 같은 수중 식물로 구성될 수 있다. 따라서, 육상 식물의 경우 이산화탄소 가스를 공급받아 광합성을 수행할 수 있으며, 수중 식물의 경우 물에 용해된 이산화탄소를 공급받아 광합성을 수행할 수 있다. 그러므로, 식물 재배 시설의 내부 공간의 형상 및 사용자 설정 등에 따라서, 이러한 식물군락(510)은 육상 식물과 수중 식물의 다양한 조합으로 이루어질 수 있다.In one aspect of the invention, the plant community 510 can be composed of aquatic plants such as common land plants and / or algae. Thus, in the case of land plants, photosynthesis can be performed by supplying carbon dioxide gas. In the case of an underwater plant, photosynthesis can be performed by supplying carbon dioxide dissolved in water. Therefore, depending on the shape of the interior space of the plant cultivation facility and the user setting, the plant community 510 may be composed of various combinations of land plants and aquatic plants.

예를 들어, 수중 식물의 경우, 조류와 같은 바이오메스들을 경작하기 위한 예컨대, 바이오리액터(bioreactor)와 같은 광원이 식물군락(510)에 포함될 수 있다. 미세조류의 경우 육상식물보다 수배 내지 수십배 정도의 높은 광합성 효율을 가질 수도 있다. 따라서, 미세조류의 높은 탄소 고정률을 이용함으로써, 효율적인 이산화탄소의 고정을 달성할 수 있다.For example, in the case of an aquatic plant, the plant community 510 may include a light source, such as a bioreactor, for cultivating biomes such as algae. In the case of microalgae, it may have a high photosynthetic efficiency of several times to several tens of times higher than that of land plants. Therefore, efficient carbon dioxide fixation can be achieved by using the high carbon fixation rate of microalgae.

본 발명의 일 양상에서, 미세 조류의 예시로, 남조류(스피룰리나,Spirulina) 또는 헤마토코쿠스(헤마토코쿠스 플루비알리스,Haematococcus Pluvialis Flotow) 등과 같은 조류는, 풍부한 단백질, 광물질, 비타민과 효소, 항산화제, 아스타잔틴 등 인체에 이로운 많은 종류의 영양 성분을 함유하고 있다. 심지어 이러한 미세 조류로부터 바이오 디젤이 추출될 수 있어서 종국적으로 에너지원으로도 사용될 수 있다. 미세 조류에 의한 광합성을 유도하기 위해서는 배양액이 요구될 수 있다. 조류의 배양액은 광합성 시스템을 통해 광합작용을 충족시키고, 조류 세포가 필요로 하는 양분을 만족시키며, 배양액 중에 생겨나는 산소를 배출하고, 조류가 대량으로 생장 번식할 수 있도록 할 수 있다. 따라서, 식물군락(510)은 이러한 미세 조류의 생장 및 번식을 위한 배양액을 공급할 수도 있다.In one aspect of the present invention, by way of example of microalgae, algae such as cyanobacteria (Spirulina) or hematococcus (Haematococcus Pluvialis Flotow) and the like, contain abundant proteins, minerals, vitamins and enzymes , Antioxidants, astaxanthin and many other nutritional ingredients that are beneficial to the body. Even biodiesel can be extracted from these microalgae and ultimately be used as an energy source. A culture medium may be required to induce photosynthesis by microalgae. The algae culture meets the light joints through the photosynthesis system, satisfies the nutrients needed by the algae cells, releases the oxygen generated in the culture medium, and allows the algae to grow and propagate in large quantities. Thus, the plant community 510 may also provide a culture medium for growth and propagation of such microalgae.

본 발명의 추가적인 양상에서, 수중 식물은 물에 용해된 이산화탄소를 흡수하기 때문에, 이산화탄소 가스는 육상식물로 공급되고 이산화탄소가 용해된 물은 수중식물로 공급되는 방식을 통해, 식물군락(510) 내의 이산화탄소 가스의 농도를 제어할 수 있다. 따라서, 이를 통해, 이산화탄소 가스의 농도가 지나치게 높아져 식물군락(510) 내의 예컨대, 육상식물의 생장이 억제되는 것을 방지할 수 있다.In a further aspect of the present invention, since an aquatic plant absorbs carbon dioxide dissolved in water, the carbon dioxide gas is supplied to land plants and the carbon dioxide dissolved water is supplied to the aquatic plant, The concentration of the gas can be controlled. Accordingly, it is possible to prevent the concentration of carbon dioxide gas from becoming excessively high, for example, suppressing the growth of the terrestrial plants in the plant community 510.

식물군락(510)에 의해 생성된 산소 가스는 산소 포집 장치(520)로 이송될 수 있다. 본 발명의 일 양상에서, 산소 포집 장치(520)는 이산화탄소와 산소를 분리하기 위한 산소 분리 장치(550)를 포함할 수 있다. 따라서, 이산화탄소와 산소의 분리를 보다 용이하게 하기 위해 산소 포집 장치(520)는, 식물 재배 시설(505)의 상부에 배치될 수 있다. 즉, 이산화탄소의 분자량이 산소의 분자량보다 크기 때문에, 산소의 포집을 보다 용이하게 하기 위해 산소 포집 장치(520)는 식물 재배 시설(505)의 상부에 위치하는 것이 바람직 할 수 있다. The oxygen gas produced by the plant community 510 may be transferred to the oxygen scavenger device 520. In one aspect of the present invention, the oxygen capture device 520 may include an oxygen separation device 550 for separating carbon dioxide and oxygen. Therefore, in order to facilitate the separation of carbon dioxide and oxygen, the oxygen collecting apparatus 520 can be disposed at an upper portion of the plant cultivation facility 505. That is, since the molecular weight of carbon dioxide is greater than the molecular weight of oxygen, it may be preferable to place the oxygen collecting apparatus 520 at the upper part of the plant cultivation facility 505 in order to facilitate the collection of oxygen.

본 발명의 추가적인 양상에서, 산소 포집 장치(520)는 식물 재배 시설(310)에서의 다양한 위치에 배치될 수도 있다. 또는, 산소 포집 장치(520)는 식물 재배 시설(310)의 외부에서 독립적으로 배치될 수도 있다.In a further aspect of the present invention, the oxygen capture device 520 may be disposed at various locations in the plant cultivation facility 310. Alternatively, the oxygen capture device 520 may be independently disposed outside the plant cultivation facility 310.

본 발명의 추가적인 양상에서, 산소 포집 장치(520)는 식물 재배 시설(310)의 식물군락(510)을 구성하는 식물의 종류에 따라 가변적인 형상 또는 구조를 가질 수도 있다. In an additional aspect of the present invention, the oxygen capture device 520 may have a variable shape or structure depending on the type of plant constituting the plant community 510 of the plant cultivation facility 310.

예를 들어, 식물군락(510)이 조류와 같은 수중식물을 포함하는 경우, 조류가 배출하는 산소 가스는 조류 식물군락의 상층에 있는 질소 가스 보다 하부에 존재할 가능성이 높다. 따라서, 산소 포집 장치(520)는 상층의 질소 가스를 우선적으로 강제 배출시킨 후에 조류가 배출하는 산소 가스를 식물군락의 상층부로 이동시킨 후 산소 가스를 포집할 수 있다. 이러한 경우, 산소 포집 장치(520)는 별도의 센서를 포함하고 있어서, 질소 가스의 농도를 검출하여 질소 가스를 강제로 배출하는 것을 제어할 수 있다. 전술한 방식의 산소 포집 방식의 경우, 새로운 공기가 유입되지 않는 한, 질소 가스의 배출로 인하여 연속적인 산소 가스의 포집이 가능할 수 있다. For example, if the plant community 510 includes aquatic plants such as algae, the oxygen gas emitted by the algae is likely to be below the nitrogen gas in the upper layer of the algae plant community. Therefore, the oxygen collecting apparatus 520 can preferentially forcibly discharge the nitrogen gas in the upper layer, then move the oxygen gas discharged from the algae to the upper layer of the plant community, and then collect the oxygen gas. In this case, the oxygen trapping apparatus 520 includes a separate sensor, so that it is possible to detect the concentration of the nitrogen gas and to control the forced discharge of the nitrogen gas. In the case of the above-described oxygen trapping system, it is possible to continuously capture the oxygen gas due to the discharge of the nitrogen gas, unless fresh air is introduced.

예를 들어, 식물군락(510)이 육상식물을 포함하는 경우, 이산화탄소 가스와 산소 가스를 분리를 용이하게 하기 위해서, 산소 포집 장치(520)는 공기의 흐름을 안정화시킬 수 있는 안정화 장치(미도시)를 추가로 포함할 수도 있다. 또는, 산소 포집 장치(520)는 식물 재배 시설(310)의 공기의 흐름을 안정화시킬 수 있는 별도의 공간에서 산소 가스와 이산화탄소 가스를 분리(즉, 산소 가스를 포집)할 수도 있다.For example, in the case where the plant community 510 includes land plants, in order to facilitate separation of carbon dioxide gas and oxygen gas, the oxygen trapping apparatus 520 includes a stabilizer (not shown) capable of stabilizing the flow of air ). &Lt; / RTI > Alternatively, the oxygen trapping apparatus 520 may separate the oxygen gas and the carbon dioxide gas (that is, collect the oxygen gas) in a separate space that can stabilize the flow of air in the plant cultivation facility 310.

전술한 바와 같이, 산소 포집 장치(520)는 이산화탄소 가스와 산소 가스를 분리할 수 있거나 또는 배기가스 내에서 산소 가스를 포집할 수 있다. 이러한 동작들은 산소 포집 장치(520) 내의 산소 분리 장치(550)에 의해 구현될 수도 있다. 따라서, 산소 분리 장치(550)는 식물 재배 시설(310) 내에서 존재하는 가스에서 산소 가스를 분리해낼 수 있다. 또는, 산소 분리 장치(550)는 식물 재배 시설(310) 내에서 존재하는 이산화탄소, 수증기 및 산소 중에서 이산화탄소의 적어도 일부를 분리할 수 있다. 본 발명의 추가적인 양상에서, 산소 분리 장치(550)는 식물 재배 시설(310) 내에서 존재하는 이산화탄소와 산소를 분리시킬 수 있다. 본 발명의 추가적인 양상에서, 산소 분리 장치(550)는 이산화탄소 흡수제를 침착시킨 필터(들)를 포함할 수 있어서, 이러한 필터에 의해 이산화탄소가 필터링될 수도 있다.As described above, the oxygen trapping apparatus 520 can separate the carbon dioxide gas and the oxygen gas, or can capture the oxygen gas in the exhaust gas. These operations may be implemented by the oxygen separation device 550 in the oxygen capture device 520. [ Thus, the oxygen separation device 550 can separate the oxygen gas from the gas present in the plant cultivation facility 310. Alternatively, the oxygen separation device 550 may separate at least a portion of the carbon dioxide from the carbon dioxide, water vapor, and oxygen present in the plant cultivation facility 310. In a further aspect of the present invention, the oxygen separation apparatus 550 may separate the carbon dioxide and oxygen present in the plant cultivation facility 310. In a further aspect of the present invention, the oxygen separation apparatus 550 may include a filter (s) in which the carbon dioxide absorbent is deposited, so that the carbon dioxide may be filtered by such a filter.

본 발명의 일 양상에서, 식물군락이 수중식물들로 구성된 경우에, 수중식물들에 의해 배출된 산소는 물에 용해된 상태로 존재할 수 있다. 따라서, 산소 포집 장치(520)는 물에 용해된 산소를 분리 및/또는 포집하기 위한 개별적인 컴포넌트(들)를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 산소 포집 장치(520)는 수중식물이 생성한 산소가 용해되어 있는 물의 일부를 포집하여, 물의 온도를 승온시켜 기체의 용해도를 낮추어 수증기와 이산화탄소 가스를 포집하여 이들을 분리할 수 있다. 또는, 산소 포집 장치(520)는 전기분해를 통해 용존산소에서 산소 가스를 분리할 수도 있다. 또는, 산소 포집 장치(520)는 막접촉기(membrane contactor)와 같은 가스 제거/분리 장치를 이용함으로서 용존 산소 중 산소 가스를 추출할 수도 있다. 이외에도, 산소 포집 장치(520)는 다양한 방식을 통해 물속에 용해된 산소를 포집할 수 있다. 또한, 이러한 동작들은 산소 포집 장치(520) 내의 산소 분리 장치(550)에 의해 수행될 수도 있다.In one aspect of the invention, when plant communities are composed of aquatic plants, oxygen released by aquatic plants may be present in dissolved form in water. Thus, the oxygen capture device 520 may include separate component (s) for separating and / or collecting dissolved oxygen in water. For example, the oxygen trapping apparatus 520 may collect a part of water in which oxygen generated by aquatic plants is dissolved, raise the temperature of the water, lower the solubility of the gas, collect the water vapor and the carbon dioxide gas, and separate them. Alternatively, the oxygen scavenger device 520 may separate oxygen gas from dissolved oxygen through electrolysis. Alternatively, the oxygen capture device 520 may extract oxygen gas in dissolved oxygen by using a gas removal / separation device such as a membrane contactor. In addition, the oxygen trapping apparatus 520 can collect oxygen dissolved in water through various methods. These operations may also be performed by the oxygen separation device 550 in the oxygen capture device 520.

추가적으로, 산소 포집 장치(520) 또는 식물군락(510)은 용존 산소 센서(미도시)를 포함할 수도 있어서, 수중식물군락 내에서의 용존 산소의 농도를 감지하여, 산소를 포집할 시점 등을 결정할 수도 있다.In addition, the oxygen capture device 520 or plant community 510 may include a dissolved oxygen sensor (not shown) to sense the concentration of dissolved oxygen in the aquatic plant community to determine when to capture oxygen, It is possible.

본 발명의 일 양상에서, 전술한 바와 같은, 공기 정화 식물(예컨대, 산세베리아)은 이산화탄소 제거 능력 또한 뛰어나기 때문에, 산소 분리 장치(550)는 공기 정화 식물들을 활용하여 이산화탄소를 필터링할 수도 있다. In one aspect of the present invention, since the air purification plant (e.g., San Severa) as described above is also excellent in carbon dioxide removal capability, the oxygen separation apparatus 550 may filter the carbon dioxide using air purification plants.

또한, 공기 정화 식물은 조류와 같은 수중 식물을 포함할 수도 있다. 이러한 경우, 배기가스의 수증기가 응축되면서 물로 변화되었을 때, 물에 용해된 이산화탄소, 황산화물, 질산화물 및/또는 중금속과 같은 불순물에 대한 추가적인 정화 또한 수중 식물에 의해 구현될 수 있다. In addition, air purifying plants may include aquatic plants such as algae. In this case, additional purification of impurities such as carbon dioxide, sulfuric acid, nitric oxide and / or heavy metals dissolved in the water when the water vapor of the exhaust gas is condensed and changed into water can also be realized by an aquatic plant.

앞서 설명한 바와 같이, 이산화탄소와 산소의 분자량의 차이로 인해, 식물 재배 시설(505)의 상부에 위치한 산소 분리 장치(550)는 효율적으로 산소만을 포집할 수도 있다.As described above, due to the difference in the molecular weights of carbon dioxide and oxygen, the oxygen separator 550 located at the upper part of the plant cultivation facility 505 can efficiently collect only oxygen.

추가적으로, 이산화탄소의 포집 기술은 흡수법 (absorption), 흡착법(adsorption) 및 막분리법(membrane) 등을 포함할 수 있다. 이들 중 흡수법은 기술적 성숙도가 높고, 이산화탄소의 대량 처리가 용이하여 이산화탄소의 회수 및 저장 기술의 상용화에 가장 근접한 포집 기술이라 할 수 있다. 현재 가장 많은 연구가 이루어지고 있는 대표적인 CO₂ 흡수제인 아민계 흡수제는 높은 재생 온도 (~140℃), 열화 및 부식, 흡수제의 높은 가격 등의 문제점을 가지고 있기 때문에 이를 대체하기 위한 흡수제 개발이 활발하게 이루어지고 있다. 아민과 함께 CO₂ 흡수제로 각광을 받고 있는 암모니아 수는 오래전부터 산성가스의 처리를 위해 사용되어 왔으며 저렴한 흡수제 비용, 높은 화학적 안정성, 높은 CO₂ 포집량, 낮은 재생에너지 등 많은 장점이 존재한다.In addition, the capture technique of carbon dioxide may include absorption, adsorption, and membrane separation. Among them, the absorption method is a capture technique that is the closest to commercialization of carbon dioxide recovery and storage technology because of its high technical maturity and easy handling of large amount of carbon dioxide. Since the amine-based absorbent, which is the most popular CO ₂ absorbent currently under study, has problems such as high regeneration temperature (~ 140 ° C), deterioration and corrosion, high price of absorbent, etc., . Ammonia, which is in the spotlight as a CO ₂ absorber with amines, has long been used for the treatment of acid gases and has many advantages such as low cost of absorbent, high chemical stability, high CO ₂ uptake, and low renewable energy.

본 발명의 추가적인 양상에서, 산소 포집 장치(520)는 순산소 연소가 가능한 순도의 산소를 포집할 수 있거나 또는 일반적인 연소를 위한 순도의 산소를 포집할 수도 있다. 즉, 산소 포집 장치(520)는 산소 포집에 소모되는 비용적 측면을 고려하여, 가변적인 순도의 산소를 포집할 수 있다. 따라서, 산소 포집 장치(520)에 의해 포집된 가스에는 산소 가스 이외의 불순물(예컨대, 이산화탄소, 질소 및/또는 중금속 등)이 포함될 수도 있다.In a further aspect of the present invention, the oxygen scavenging device 520 may capture oxygen of a purity that permits pure oxygen combustion, or may capture oxygen of a purity for normal combustion. That is, the oxygen trapping apparatus 520 can collect oxygen of varying purity in consideration of the cost aspect consumed in the oxygen trapping. Therefore, impurities other than oxygen gas (e.g., carbon dioxide, nitrogen, and / or heavy metals) may be contained in the gas trapped by the oxygen trapping apparatus 520.

본 발명의 일 양상에서, 포집된 산소는 산소 가스 저장소(560)에 의해 임시적으로 저장될 수도 있다. In one aspect of the present invention, the trapped oxygen may be temporarily stored by the oxygen gas reservoir 560.

추가적으로, 산소 가스 저장소(560)는 농도 측정 장치(570)를 포함할 수 있어서, 저장된 산소 가스의 농도가 측정될 수 있다. 이러한 경우, 측정된 산소 가스의 농도가 사전결정된 임계 농도 이상인 경우에 한해, 산소 배기 장치(530)를 통해 산소 가스가 연소 장치(110)로 공급될 수 있다. 이러한 산소 가스의 배출을 제어하는 동작들은 제어 장치(540)에 의해 수행될 수 있다.Additionally, the oxygen gas reservoir 560 can include a concentration measuring device 570, so that the concentration of stored oxygen gas can be measured. In this case, the oxygen gas can be supplied to the combustion apparatus 110 through the oxygen exhaust apparatus 530 only when the concentration of the measured oxygen gas is equal to or higher than the predetermined threshold concentration. Operations for controlling the discharge of such oxygen gas may be performed by the control device 540. [

본 발명의 일 양상에서, 제어 장치(540)는, 측정된 산소 가스의 농도를 포함하는 데이터를 농도 측정 장치로부터 수신하여 측정된 산소 가스의 농도와 사전설정된 임계농도를 비교할 수 있다. 제어 장치(540)는 측정된 농도가 사전설정된 임계농도 미만인 경우, 산소 가스 저장소(560)가 포집된 산소 가스를 저장하도록 제어하고, 그리고 측정된 농도가 사전설정된 임계농도 이상인 경우, 산소 배기 장치(530)가 저장된 산소를 연소 장치(110)로 이송하도록 제어할 수 있다.In an aspect of the present invention, the control device 540 can receive data including the concentration of the measured oxygen gas from the concentration measuring device, and compare the concentration of the measured oxygen gas with a predetermined threshold concentration. The controller 540 controls the oxygen gas reservoir 560 to store the captured oxygen gas when the measured concentration is less than the predetermined threshold concentration and the oxygen concentration in the oxygen exhaust apparatus 560 when the measured concentration is equal to or higher than the predetermined threshold concentration 530 may transfer the stored oxygen to the combustion apparatus 110. [

본 발명의 일 양상에서, 제어 장치(540)는 식물 재배 시설(505) 내의 컴포넌트들의 전체적인 동작들을 제어할 수도 있다.In one aspect of the present invention, the control device 540 may control the overall operations of components within the plant cultivation facility 505. [

본 발명의 일 양상에서, 산소 배기 장치(530)는 식물 재배 시설(505)로부터 생성된 산소 가스를 (순산소) 연소 장치(110)로 공급할 수 있다. 예를 들어, 산소 배기 장치(530)는 산소 가스 이송 장치를 포함하며, 상기 산소 가스 이송장치는, 식물 재배 시설(505)과 연소 장치(110)에서의 산소 가스의 밀도차에 의해 연소 장치(110)로 포집된 산소 가스를 이송하도록 구성될 수 있다. 다른 예시로, 산소 배기 장치(530)는 송풍 장치를 포함하며, 상기 송풍 장치는, 압력 에너지를 가함으로써 상기 포집된 산소 가스를 연소 장치(110)로 이송하도록 구성될 수 있다.In one aspect of the present invention, the oxygen exhaust apparatus 530 can supply oxygen gas generated from the plant cultivation facility 505 to the (pure oxygen) combustion apparatus 110. [ For example, the oxygen exhausting apparatus 530 includes an oxygen gas transferring apparatus, which is operated by a difference in density of oxygen gas between the plant cultivation facility 505 and the combustion apparatus 110 110). &Lt; / RTI > In another example, the oxygen exhaust apparatus 530 includes a blowing device, and the blowing device can be configured to transfer the collected oxygen gas to the combustion apparatus 110 by applying pressure energy.

상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 순산소 연소 시스템은 순산소 연소 장치로 고순도의 산소 가스를 효율적으로 제공할 수 있을뿐만 아니라, 순산소 연소 장치에 의해 발생되는 배기가스 내의 이산화탄소와 물을 효율적으로 활용할 수 있다. As described above, the pure oxy-fuel combustion system according to an embodiment of the present invention not only can efficiently provide oxygen gas of high purity with a pure oxy-fuel combustion device, but also can efficiently supply carbon dioxide Water can be utilized efficiently.

즉, 도 1과 관련하여 상술한 종래의 순산소 연소 장치 및 순산소 연소 공정과는 달리, 본 발명의 일 실시예에 따른 순산소 연소 공정은, 산소 분리 장치(ASU)를 이용하지 않고서도 고순도의 산소 가스를 순산소 연소 장치로 공급할 수 있다. 나아가, 순산소 연소 장치로부터 배출되는 배기 가스를 식물 군락에 필요한 영양소로 활용하기 때문에, 이러한 배기가스를 후처리하는데 드는 비용을 절약할 수 있다.That is, unlike the conventional pure oxyfuel combustion apparatus and the pure oxyfuel combustion process described above with reference to FIG. 1, the pure oxyfuel combustion process according to an embodiment of the present invention is capable of performing high- Can be supplied to the pure oxygen combustion device. Furthermore, since the exhaust gas discharged from the oxyfuel combustion apparatus is used as a nutrient for the plant community, the cost of post-treatment of such exhaust gas can be saved.

더불어, 앞서 설명한 바와 같이, 온실효과의 주 원인인 이산화탄소를 공업화학적인 방법이 아닌 친환경적인 생물학적 방법을 통해 고정하기 때문에, 이산화탄소의 회수 및 저장에 대한 비용의 부담 또한 해소될 수 있다. 다시 말하면, 본 발명의 일 양상에 따른 기법을 통해, 보다 구체적이고 효과적인 온실가스(예컨대, 이산화탄소)의 배출을 저감시킬 수 있다.In addition, as described above, since carbon dioxide, which is a main cause of the greenhouse effect, is fixed through an environmentally friendly biological method rather than an industrial chemical method, the burden of the cost for recovering and storing carbon dioxide can also be solved. In other words, through a technique according to one aspect of the present invention, more specific and effective emissions of greenhouse gases (e.g., carbon dioxide) can be reduced.

나아가, 화력발전소와 같은 연소 장치의 배기가스를 수용할 수 있는 식물 재배 시설을 통해, 연소 장치를 포함한 화력발전소 등이 위치한 거주 환경에서의 환경 악화를 줄일 수 있다. 즉, 식물 재배 시설을 활용하여, 식물 재배 시설에 의해 배출되는 산소 가스 중 일부를 발전소 이외의 주민들의 힐링 시설 등으로 이송시킴으로써, 산소 가스의 사용 효율을 극대화시킬 수 있다. 따라서, 화력발전소와 결합되어 있는 식물 재배 시설을 통해 화력발전소의 설치 위치를 결정하는 것이 보다 용이해질 수 있다.Further, through the plant cultivation facility capable of accommodating the exhaust gas of the combustion apparatus such as the thermal power plant, it is possible to reduce the environmental deterioration in the residential environment where the thermal power plant including the combustion apparatus is located. That is, by utilizing a plant cultivation facility, a part of the oxygen gas discharged by the plant cultivation facility is transferred to a healing facility of residents other than the power plant, thereby maximizing the use efficiency of the oxygen gas. Therefore, it may be easier to determine the installation location of the thermal power plant through the plant cultivation facility combined with the thermal power plant.

추가적으로, 화력발전소 등과 같은 연소 장치가 식물 재배 시설과 결합될 수 있기 때문에, 인구밀도가 높은 도심 지역에도 거부감 없이 화력발전소가 설치될 수도 있다. 이로 인해, 화력발전소와 실제로 전력을 사용하는 소비자들 간의 거리가 줄어들 수 있어서, 발전소에서 생산된 전력의 전달 과정에서 손실되는 전력량 또한 최소화될 수 있다.In addition, since combustion devices such as thermal power plants can be combined with plant cultivation facilities, thermal power plants may be installed in densely populated urban areas without objection. This can reduce the distance between the thermal power plant and consumers actually using the power, so that the amount of power lost during the transfer of the power produced by the power plant can be minimized.

게다가, 본 발명의 일 실시예에 따른 식물 재배 시설은 자연환경이나 입지조건에 영향을 받지 않고 안정적으로 농작물 등을 생산할 수 있다. 즉, 심각한 기후변화는 기온, 강수량, 일조량 등을 변화시켜 국내 농업 생산성 저하를 초래할 수 있으나, 식물 재배 시설을 통해 태풍 등의 기상 조건 하에서도 안정적인 농작물 생산이 가능해질 수 있다.In addition, the plant cultivation facility according to one embodiment of the present invention can produce the crops stably without being affected by the natural environment or the location conditions. In other words, severe climate change can cause a decrease in domestic agricultural productivity by changing temperature, precipitation, and sunshine, but it is possible to produce stable crops even under weather conditions such as typhoons through plant cultivation facilities.

더불어, 본 발명의 일 실시예에 따른 식물 재배 시설은 실내 또는 지하공간에서의 녹색공간을 창출할 수 있기 때문에, 인구가 밀집되어 있는 지역에서 상용화 되었을 때 도시열섬효과를 감소시키며 발전 시설을 도시로 이동시킴으로써 송전비용 및 송전손실 또한 감소될 수 있다. In addition, since the plant cultivation facility according to an embodiment of the present invention can create a green space in an indoor or underground space, when the plant is commercialized in a dense region, the effect of the urban heat island is reduced, Transmission costs and transmission losses can also be reduced by moving.

나아가, 본 발명의 일 실시예에 따른 식물 재배 시설은 수경재배를 기반으로 하고 있기 때문에, 특별한 토양관리 및 연작에 따른 토지약화 피해로 인한 문제점이 해결될 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 식물 재배 시설을 통해 생육기간의 단축뿐만 아니라 단위 면적당 높은 토지 생산성을 통한 연중 안정적인 영농 또한 가능해질 수 있다.
Furthermore, since the plant cultivation facility according to an embodiment of the present invention is based on hydroponic cultivation, the problems due to the damage of land due to special soil management and sequencing can be solved. In addition, through the plant cultivation facility according to one embodiment of the present invention, it is possible not only to shorten the growth period but also to make stable farming throughout the year through high land productivity per unit area.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 연소 장치로부터의 배기가스를 식물 재배 시설로 공급하기 위한 방법을 도시한다.Figure 6 illustrates a method for supplying exhaust gas from a combustion device to a plant growing facility in accordance with an embodiment of the present invention.

도 6에서 도시되는 단계들 이외의 추가적인 단계들 또한 본 발명의 권리 범위 내에 포함될 수 있다. 나아가, 도 6에서 도시되는 단계들의 일부분만이 본 발명의 일 양상에 따라 구현될 수도 있다.Additional steps other than those shown in Figure 6 may also be included within the scope of the present invention. Further, only a portion of the steps shown in FIG. 6 may be implemented in accordance with an aspect of the present invention.

도 6를 참조하면, 공급 장치에 의해 수행되는, 연소 장치용 가스를 공급하기 위한 방법이 개시된다. Referring to Fig. 6, a method for supplying gas for a combustion device, which is performed by a supply device, is disclosed.

상기 방법은, 연소 장치로부터 발생되는 배기가스를 수용하는 단계(601)를 포함할 수 있다. 즉, 공급 장치는 (순산소) 연소 장치로부터 배출된 이산화탄소 및 수증기 등이 포함된 배기가스를 수용할 수 있다. 이러한 연소 장치로부터의 배기가스는 탈질 및/또는 탈황 처리가 되어 대다수의 이산화탄소와 수증기로 구성될 수도 있다. The method may include the step of receiving (601) the exhaust gas generated from the combustion device. That is, the supply device can accommodate exhaust gas including carbon dioxide and water vapor discharged from a (pure oxygen) combustion device. The exhaust gas from such a combustion device may be denitrified and / or desulfurized to be composed of a majority of carbon dioxide and water vapor.

그리고나서, 공급 장치는, 수용된 배기가스에 포함된 수증기를 응축시키기 위해 수용된 배기가스를 이송시킬 수 있다(603). 다시 말하면, 공급 장치는 수용된 배기가스에 포함된 수증기를 응축시킬 수 있다. 이러한 응축을 통해 배기가스 내에서의 수증기는 물로 변환되기 때문에, 배기 가스 내의 물과 이산화탄소는 물리적으로 분리될 수 있다. 따라서, 응축을 통해, 수증기로부터 변화된 물과 배기가스로부터 포집된 이산화탄소 가스를 분리할 수 있다.The feeder may then deliver the received exhaust gas to condense the water vapor contained in the contained exhaust gas (603). In other words, the supply device can condense the water vapor contained in the contained exhaust gas. Because of this condensation, the water vapor in the exhaust gas is converted into water, so that water and carbon dioxide in the exhaust gas can be physically separated. Therefore, through the condensation, it is possible to separate the carbon dioxide gas captured from the exhaust gas from the water that has changed from the water vapor.

본 발명의 추가적인 양상에서, 응축을 통해, 수증기로부터 변화된 물에 배기가스로부터 포집된 이산화탄소가 용해될 수도 있다. 이러한 경우, 응축 프로세스를 수행하는 응축 장치는 압력의 세기를 제어함으로써 이산화탄소 가스의 용해 정도를 조절할 수 있다. In a further aspect of the present invention, through condensation, the carbon dioxide captured from the exhaust gas may be dissolved in water that has changed from water vapor. In such a case, the condenser performing the condensation process can control the degree of dissolution of the carbon dioxide gas by controlling the intensity of the pressure.

공급 장치는 응축 단계에 의해 수증기로부터 변화된 물과 배기가스로부터 포집된 이산화탄소 가스를 분리하여 배출할 수 있다(605). 그리고나서, The feeder can separate and discharge the carbon dioxide gas captured from the exhaust gas and the water that has been changed from the water vapor by the condensing step (605). Then the,

분리되어 배출되는 물 및 이산화탄소 가스 중 적어도 하나는 식물 재배 시설로 공급될 수 있다(607). 예를 들어, 공급 장치는 이산화탄소 가스를 식물 재배용 배관으로 공급할 수 있다. 또한, 공급 장치는 응축된 물을 식물 재배용 배관과 냉난방용 배관으로 분리하여 공급할 수 있다. 본 발명의 일 양상에서, 물 및 이산화탄소 가스 중 적어도 하나의 온도는 식물 재배 및 냉난방 중 적어도 하나에 적합한 온도로 변환될 수 있다.At least one of the separately discharged water and carbon dioxide gas may be supplied to the plant cultivation facility (607). For example, the feeder may supply carbon dioxide gas to a plant growing line. In addition, the feeding device can separate and supply the condensed water to the plant growing pipe and the cooling / heating pipe. In one aspect of the present invention, the temperature of at least one of water and carbon dioxide gas can be converted to a temperature suitable for at least one of plant cultivation and heating / cooling.

본 발명의 일 양상에서, 공급 장치는 식물 재배 시설로부터 수신된 신호를 기초로 하여 물 및 이산화탄소 가스 중 적어도 하나를 식물 재배 시설로 공급하는 것을 제어할 수 있다. 이러한 경우, 식물 재배 시설로부터 수신된 신호는 식물 재배 시설 내에서의 물 및 이산화탄소 중 적어도 하나에 대한 농도값을 포함할 수 있다. 즉, 공급 장치는 식물 재배 시설 내에서의 물과 이산화탄소 가스의 농도값에 따라서, 식물 재배 시설로 물과 이산화탄소 가스를 공급하는 것을 적절히 제어할 수 있다.In one aspect of the invention, the feeding device can control feeding of at least one of water and carbon dioxide gas to the plant growing facility based on the signal received from the plant growing facility. In such a case, the signal received from the plant cultivation facility may include a concentration value for at least one of water and carbon dioxide in the plant cultivation facility. That is, the supply device can appropriately control the supply of water and carbon dioxide gas to the plant cultivation facility, depending on the concentration of water and carbon dioxide gas in the plant cultivation facility.

나아가, 식물 재배 시설 내에서 재배되는 식물이 육상식물 및 수중식물인 경우에, 이산화탄소는 물에 용해된 형태 또는 공기 중에 존재하는 기체의 형태로 각각 수중식물 및 육상식물로 공급될 수 있다. Furthermore, when plants grown in a plant growing plant are terrestrial plants and aquatic plants, carbon dioxide can be supplied to aquatic plants and terrestrial plants, respectively, in the form dissolved in water or in the form of gases present in the air.

또한, 공급 장치는, 수용된 배기가스 내의 황산화물 및 질산화물 중 적어도 하나의 농도를 검출하고, 그리고 황산화물 및 질산화물 중 적어도 하나의 농도가 임계농도 이상인지 여부를 결정할 수 있다. 따라서, 임계농도 이상이라고 결정되는 경우, 공급 장치는, 결정된 황산화물 및 질산화물 중 적어도 하나의 농도에 기반하여 정화 처리(예컨대, 탈질 및 탈황)를 수행할 수도 있다.The feeding device can also detect the concentration of at least one of the sulfur oxides and the oxides in the contained exhaust gas and determine whether the concentration of at least one of the sulfur oxides and the oxides is above the threshold concentration. Thus, if it is determined to be above a critical concentration, the feeder may perform a purification treatment (e.g., denitrification and desulfurization) based on the concentration of at least one of the determined sulfur oxides and nitrates.

본 발명의 일 양상에서, 공급 장치 자체 또는 공급 장치를 포함하는 연소 시스템 또는 공급 장치를 포함하는 식물 재배 시설은 각각 복수의 단계의 정화 절차를 수행할 수도 있다. In an aspect of the present invention, each of the plant cultivation facilities including the supply system itself or the combustion system including the feeder or the feeder may each perform a plurality of stages of purification procedures.

예를 들어, 공급 장치는 연소 장치 내부의 탈질 및/또는 탈황 프로세스를 수행하는 정화 장치에 의해 정화처리된 배기가스를 연소 장치로부터 수신할 수 있다. 그리고나서, 공급 장치 내부의 정화 장치에 의해 탈질, 탈황, 미세먼지 및/도는 중금속 등에 대한 정화 처리가 수행될 수 있다. 일례로, 이러한 정화 처리는 정화 장치 내의 조류와 같은 수중식물에 의해 수행될 수도 있다. 즉, 공급 장치의 응축 장치에 의한 응축 프로세스에 의해 황산화물, 질산화물 및 중금속 미립자 등이 물에 함께 용해되어 배기가스와 분리될 수 있다. 이러한 경우, 미립자 등이 포함된 물을 조류와 같은 정화 기능을 가진 수중 식물로 공급함으로써, 추가적인 정화 처리가 구현될 수 있다. 그리고나서, 배기가스 및/또는 물은 식물군락으로 공급되어, 식물군락 내의 정화장치(예컨대, 조류와 같은 수중식물)에 의해 추가적인 정화 처리가 될 수 있다.For example, the supply device can receive the exhaust gas purified from the combustion device by the purifier that performs a denitration and / or desulfurization process inside the combustion device. Then, a purification treatment for denitrification, desulfurization, fine dust, and / or heavy metals can be performed by a purification device inside the supply device. In one example, such purification treatment may be performed by an aquatic plant such as algae in a purification apparatus. That is, sulfuric acid, nitric oxide, heavy metal fine particles, etc. may be dissolved together in the water and separated from the exhaust gas by the condensation process by the condenser of the supply device. In this case, by supplying water containing fine particles and the like to an underwater plant having a purifying function such as algae, an additional purification treatment can be realized. The exhaust gas and / or water may then be fed into the plant community and subjected to further purification treatment by a purification device (e.g., an aquatic plant such as algae) in the plant community.

공급받은 배기가스 내의 이산화탄소는 식물 재배 시설의 식물군락으로 제공되어 식물군락 내의 식물의 생장에 필요한 자원으로 활용될 수 있다. 나아가, 공급받은 배기가스 내의 물(수증기) 중 일부는 응축되어 식물군락 내의 식물의 생장에 필요한 자원으로 활용될 수 있다. 물(수증기) 중 다른 일부는 식물군락 내에서 식물의 생장에 적합한 온도를 유지하도록 냉난방용으로 공급될 수 있다.The carbon dioxide in the supplied exhaust gas can be provided as a plant community of a plant cultivation facility and utilized as a resource necessary for plant growth in the plant community. Further, some of the water (water vapor) in the supplied exhaust gas can be condensed and utilized as resources necessary for plant growth in the plant community. Other parts of the water (water vapor) can be supplied for cooling and heating to maintain a temperature suitable for plant growth within the plant community.

제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다. The description of the disclosed embodiments is provided to enable any person skilled in the art to make or use the present invention. Various modifications to these embodiments will be readily apparent to those skilled in the art, and the generic principles defined herein may be applied to other embodiments without departing from the scope of the invention. Thus, the present invention is not intended to be limited to the embodiments shown herein but is to be accorded the widest scope consistent with the principles and novel features presented herein.

Claims

A feeding device for feeding exhaust gas from a fixed industrial combustion plant to a plant cultivation facility,
A gas inflow device for accommodating an exhaust gas generated from the combustion facility;
A condenser for condensing water vapor contained in the accommodated exhaust gas to generate water and dissolving at least a portion of the carbon dioxide gas extracted from the accommodated exhaust gas in the generated water to generate carbonated water; And
A discharge device for supplying the carbonated water generated by the condensing device to the plant cultivation facility;
/ RTI >
Supply device.

The method according to claim 1,
The plant cultivation facility includes an aquatic plant and a land plant,
The condenser is further configured to extract carbon dioxide gas from the exhaust gas, and
Wherein the discharge device is further configured to supply the generated carbonated water to aquatic plants and terrestrial plants and to supply the extracted carbon dioxide gas to terrestrial plants,
Supply device.

The method according to claim 1,
Wherein the discharge device further comprises a heat exchange device,
Wherein the heat exchange apparatus is configured to convert at least one of the carbonated water and the carbon dioxide gas to a temperature for at least one of plant cultivation and cooling /
Supply device.

The method according to claim 1,
The feeding device may further comprise:
A burning unit for burning the flue gas discharged from the combustion plant to the flue gas treating unit;
Supply device.

The method according to claim 1,
Wherein the feeding device further comprises a blowing device connected to the gas inlet device,
Wherein the blower device is configured to deliver the accommodated exhaust gas to the condenser,
Supply device.

The method according to claim 1,
Wherein the discharge device further comprises a communication device for transmitting and receiving signals to and from the combustion facility or the plant cultivation facility and a control device for controlling the supply of the carbonated water and the carbon dioxide gas,
The control device is configured to control the discharge device to supply at least one of the carbonated water and the carbon dioxide gas to the plant cultivation facility based on a signal received from the plant cultivation facility,
Wherein the received signal comprises a concentration value for at least one of carbonated water and carbon dioxide in the plant cultivation facility,
Supply device.

The method according to claim 1,
A sensor for detecting a concentration of at least one of sulfur oxides and nitrous oxides in the accommodated exhaust gas;
A control device for determining whether the concentration of at least one of the sulfur oxides and the nitrate is not less than a critical concentration; And
Further comprising a purifier further performing at least one of denitrification and desulfurization based on the concentration of at least one of the determined sulfur oxides and nitric oxides when determined to be above the critical concentration,
Supply device.

delete

The method according to claim 1,
The condensing device includes:
Further comprising means for controlling the pressure of the condensed water vapor to assist in dissolving the carbon dioxide gas,
Supply device.

delete

A method for supplying exhaust gas from a fixed industrial combustion plant to a plant cultivation facility,
Receiving the exhaust gas generated from the combustion facility;
Condensing water vapor contained in the accommodated exhaust gas to produce water;
Dissolving at least a portion of the carbon dioxide gas extracted from the accommodated exhaust gas into the generated water to generate carbonated water; And
Supplying carbonated water generated by the condensing step to the plant cultivation facility;
/ RTI >
A method for supplying exhaust gas from a fixed industrial combustion plant to a plant cultivation facility.