KR101501061B1 - Carbon dioxide capturing device with horizontal type incorporated reactor - Google Patents

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KR101501061B1 KR20130162363A KR20130162363A KR101501061B1 KR 101501061 B1 KR101501061 B1 KR 101501061B1 KR 20130162363 A KR20130162363 A KR 20130162363A KR 20130162363 A KR20130162363 A KR 20130162363A KR 101501061 B1 KR101501061 B1 KR 101501061B1
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이창근
배달희
박영철
조성호
진경태
선도원
박재현
류호정
문종호
이동호
이승용
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한국에너지기술연구원
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Abstract

The present invention relates to a carbon dioxide capturing device with a horizontal reactor. According to the present invention, a regeneration reactor and a pre-treatment reactor are combined with each other for overall height reduction and structural simplification, and the purity of discharged carbon dioxide can be improved because separated carbon dioxide is allowed to circulate and used as a cooling or fluidized gas. At least one of the regeneration reactor and the pre-treatment reactor is formed as a horizontal reactor or formed as a single integrated horizontal reactor.

Description

수평반응기를 가지는 이산화탄소 포집장치{Carbon dioxide capturing device with horizontal type incorporated reactor}[0001] The present invention relates to a carbon dioxide capturing device having a horizontal reactor,

본 발명은 수평반응기를 가지는 이산화탄소 포집장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 재생반응기와 전처리반응기를 하나로 합쳐서 전체 높이를 줄이면서 구조를 단순화할 수 있고, 추가적으로 분리된 이산화탄소를 순환하여 냉각 또는 유동화가스로 사용하는 것에 의해 배출되는 이산화탄소의 순도를 향상시킬 수 있는 수평반응기를 가지는 이산화탄소 포집장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a carbon dioxide capture device having a horizontal reactor, and more particularly, to a carbon dioxide capture device having a horizontal reactor, and more particularly, a regeneration reactor and a pretreatment reactor can be combined into one unit to simplify the structure while reducing the overall height, To a carbon dioxide capture device having a horizontal reactor capable of improving the purity of carbon dioxide discharged by use.

종래에 CO2회수 공정으로는 습식법에 의한 공정이 사용되었다. 즉, CO2를 포함하는 가스를 아민류 계통의 용액을 통과시켜 CO2를 흡수하게 하고 재생탑에서 그 용액을 재생하여 사용하는 방법이며, 이러한 습식법은 공정과정에 폐수가 추가로 발생되는 단점이 있다.Conventionally, a wet process was used for the CO 2 recovery process. That is, a method in which CO 2 -containing gas is passed through a solution of an amine-based system to absorb CO 2 , and the solution is regenerated and used in a regeneration tower. Such a wet method has a disadvantage in that wastewater is additionally generated in the process .

따라서 상기 습식법의 단점을 해소하기 위한 대안으로 건식법에 의한 CO2의 회수방법이 제안되었다. 상기 건식법을 이용한 이산화탄소 포집장치(100)는 고체흡수제를 이용하여 이용하여 CO2를 회수하는 것으로, 배가스공급관(102)을 통해 회수반응기(102)에 공급된 CO2를 포함하는 배가스로부터 고체흡수제(건식흡수제)에 CO2를 흡착제거하고, 상기 고체흡수제는 재생반응기(108)로 유입되어 재생가스공급관(110)으로부터 공급되는 재생가스에 의해 흡착된 CO2를 분리하고, 상기 재생반응기(110)의 후단에 연결된 전처리반응기(118)에서 고체흡수제에 전처리가스공급관(120)을 통해 전처리가스를 공급하여 다시 회수반응기(102)에 공급하는 과정으로 이루어진다. 이 때, 상기 회수반응기(102)와 상기 재생반응기(110) 사이에는 회수싸이클론(106)이 설치되어 고체흡수제의 유출을 방지한다. 상기 회수싸이클론(106)의 분리가스배출관(108)을 통해 배가스로부터 CO2가 제거된 잔여기체가 배출된다. 또, 상기 재생반응기(108)에는 재생싸이클론(114)이 설치되어 고체흡수제의 이탈을 방지하여 이산화탄소배출관(116)을 통해서는 이산화탄소 만이 배출되도록 한다. 상기 전처리반응기(118)의 전처리가스배출관(122)에도 싸이클론이 추가로 부착될 수 있다.Accordingly, a CO 2 recovery method by a dry method has been proposed as an alternative to solve the disadvantage of the wet method. The carbon dioxide capture apparatus 100 using the dry method recovers CO 2 by using a solid absorbent to remove CO 2 from the exhaust gas containing CO 2 supplied to the recovery reactor 102 through the exhaust gas supply pipe 102 removal of CO 2 in the dry absorbent), and wherein the solid absorbent is a reproduction reactor (110 enters the reproduction reactor 108, separates the CO 2 adsorbed by the regeneration gas supplied from the reproducing gas supply pipe 110,) And supplying the pretreatment gas to the solid absorbent through the pretreatment gas supply pipe 120 and supplying the pretreatment gas to the recovery reactor 102. [ At this time, a recovery cyclone 106 is provided between the recovery reactor 102 and the regeneration reactor 110 to prevent the solid absorbent from flowing out. The residual gas from which CO 2 has been removed from the exhaust gas is discharged through the separation gas discharge pipe 108 of the recovered cyclone 106. In addition, the regeneration reactor 108 is provided with a regeneration cyclone 114 to prevent the solid absorbent from escaping, so that only carbon dioxide is discharged through the carbon dioxide discharge pipe 116. A cyclone may be further attached to the pretreatment gas discharge pipe 122 of the pretreatment reactor 118.

이산화탄소 포집장치(100)는 고체흡수제의 이동이 중력에 의존하므로, 상기 회수반응기(102)의 높이는 상기 재생반응기(110)와 상기 전처리반응기(118)의 높이의 합보다 커야 하므로, 불필요하게 장치의 높이가 높아지는 문제점이 있다.
Since the movement of the solid absorbents depends on gravity, the height of the recovery reactor 102 must be greater than the sum of the heights of the regeneration reactor 110 and the pretreatment reactor 118, There is a problem that the height increases.

등록특허 제10-0898816호Patent No. 10-0898816

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 재생반응기와 전처리반응기를 하나로 합쳐서 전체 높이를 줄일 수 있는 수평반응기를 가지는 이산화탄소 포집장치를 제공하는 데에 있다.
In order to achieve the above object, the present invention provides a carbon dioxide collecting apparatus having a horizontal reactor capable of reducing the total height by combining a regenerating reactor and a pretreatment reactor.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 유동화한 고체흡수제에 의해 배가스로부터 이산화탄소를 흡수시키는 회수반응기; 상기 회수반응기로부터 배출되는 고체흡수제와 잔존가스를 분리하는 회수싸이클론; 상기 회수싸이클론에서 공급되는 고체흡수제를 재생가스로 유동화하여 수평방향으로 이동시키면서 고체흡수제를 재생시키는 수평재생반응기; 및 상기 수평재생반응기에서 공급되는 고체흡수제를 회수반응온도로 냉각시키는 전처리반응기를 포함하는 이산화탄소 포집장치이다.In order to accomplish the above object, the present invention provides a recovering reactor comprising: a recovery reactor for absorbing carbon dioxide from an exhaust gas by a fluidized solid absorbent; A recovery cyclone for separating the solid absorbent discharged from the recovery reactor and the residual gas; A horizontal regenerating reactor for regenerating the solid absorbent while fluidizing the solid absorbent supplied from the recovered cyclone with a regeneration gas and moving the absorbent horizontally; And a pretreatment reactor for cooling the solid absorbent supplied from the horizontal regeneration reactor to a recovery reaction temperature.

또 다른 발명은, 유동화한 고체흡수제에 의해 배가스로부터 이산화탄소를 흡수시키는 회수반응기; 상기 회수반응기로부터 배출되는 고체흡수제와 잔존가스를 분리하는 회수싸이클론; 상기 회수싸이클론에서 공급되는 고체흡수제를 재생가스를 통해 고체흡수제를 재생시키는 재생반응기; 및 상기 재생반응기에서 공급되는 고체흡수제를 전처리가스로 유동화하여 수평방향으로 이동시키면서 회수반응온도로 냉각시키는 수평전처리반응기를 포함하는 이산화탄소 포집장치이다.Another invention is a recovery reactor for absorbing carbon dioxide from an exhaust gas by a fluidized solid absorbent; A recovery cyclone for separating the solid absorbent discharged from the recovery reactor and the residual gas; A regenerating reactor for regenerating the solid absorbent supplied from the recovered cyclone through the regeneration gas; And a horizontal preprocessing reactor for fluidizing the solid absorbent supplied from the regeneration reactor with a pretreatment gas and cooling it to a recovery reaction temperature while moving it in a horizontal direction.

또 다른 발명은, 유동화한 고체흡수제에 의해 배가스로부터 이산화탄소를 흡수시키는 회수반응기; 상기 회수반응기로부터 배출되는 고체흡수제와 잔존가스를 분리하는 회수싸이클론; 및 상기 회수싸이클론에서 공급되는 고체흡수제를 재생가스로 유동화하여 수평방향으로 이동시키면서 고체흡수제를 재생시키는 재생영역과, 상기 재생영역을 통과한 고체흡수제를 전처리가스로 유동화하여 수평방향으로 이동시키면서 회수반응온도로 냉각시키는 전처리영역을 가지는 수평통합반응기를 포함하는 이산화탄소 포집장치이다.Another invention is a recovery reactor for absorbing carbon dioxide from an exhaust gas by a fluidized solid absorbent; A recovery cyclone for separating the solid absorbent discharged from the recovery reactor and the residual gas; And a regeneration zone for regenerating the solid absorbent while fluidizing the solid absorbent supplied from the recovered cyclone and moving the regenerant gas in the horizontal direction; and a solid absorbent having passed through the regeneration zone, which is fluidized with a pretreatment gas, And a horizontal integration reactor having a pretreatment zone for cooling to the reaction temperature.

상기 재생영역과 상기 전처리영역 사이에 격리판이 형성되어 재생가스와 전처리가스가 혼합되는 것을 방지하는 것을 특징으로 한다.A separator is formed between the regeneration zone and the pretreatment zone to prevent the regeneration gas from mixing with the pretreatment gas.

또, 상기 재생영역과 상기 전처리영역 사이에 고체흡수제가 상기 재생영역보다 낮게 이동하는 격리영역이 형성되고, 상기 격리영역에는 전처리가스가 공급되는 것을 방지하는 것을 특징으로 한다.In addition, an isolation region in which the solid absorbent moves lower than the regeneration region is formed between the regeneration region and the pretreatment region, and prevents the pretreatment gas from being supplied to the isolation region.

또, 상기 격리영역의 상측으로 상기 재생영역과 상기 전처리영역을 이격시키는 분리부가 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, a separating portion separating the regeneration region from the pretreatment region is formed above the isolation region.

또, 상기 격리영역의 단면적은, 상기 재생영역의 단면적 및 상기 전처리영역의 단면적보다 작은 것을 특징으로 한다.
The cross-sectional area of the isolation region is smaller than the cross-sectional area of the regeneration region and the cross-sectional area of the pretreatment region.

본 발명을 통하여, 전체 높이를 줄일 수 있는 수평형 반응기 또는 수평형 통합반응기를 제작할 수 있으며, 이산화탄소 포집장치의 설치용적을 줄일 수 있다.
Through the present invention, it is possible to manufacture a horizontal type reactor or a horizontal type integrated reactor capable of reducing the overall height, and the installation volume of the carbon dioxide collecting apparatus can be reduced.

도 1은 종래기술에 따른 이산화탄소 포집장치의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 실시예1에 따른 수평반응기를 가지는 이산화탄소 포집장치의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 실시예2에 따른 수평반응기를 가지는 이산화탄소 포집장치의 개략도이다.
도 4는 본 발명의 실시예3에 따른 수평반응기를 가지는 이산화탄소 포집장치의 개략도이다.1 is a schematic view of a conventional carbon dioxide capture device.
2 is a schematic view of a carbon dioxide capture apparatus having a horizontal reactor according to a first embodiment of the present invention.
3 is a schematic view of a carbon dioxide capture apparatus having a horizontal reactor according to a second embodiment of the present invention.
4 is a schematic view of a carbon dioxide capture apparatus having a horizontal reactor according to a third embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and the same or similar components are denoted by the same reference numerals throughout the specification.

본 발명에서는 종래기술의 문제점인 이산화탄소 포집장치 전체의 높이를 줄이기 위해, 재생반응기와 전처리반응기 중 어느 하나 이상을 수평반응기를 이용하거나, 하나의 통합된 수평반응기로 재생반응와 전처리반응을 동시에 수행하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, in order to reduce the height of the entire carbon dioxide collecting apparatus, which is a problem of the prior art, at least one of the regeneration reactor and the pretreatment reactor is performed using a horizontal reactor or a regeneration reaction and a pre- .

먼저, 도 2에 도시된 실시예 1에 따른 이산화탄소 포집장치(200)는 재생반응기(210)와 전처리반응기(222) 모두를 수평반응기로 사용한 것으로, 상술한 바와 같이 어느 하나만 수평반응기로 구성하는 것도 가능하다.The carbon dioxide collecting apparatus 200 according to the first embodiment shown in FIG. 2 uses both the regenerating reactor 210 and the pretreatment reactor 222 as horizontal reactors. As described above, either one of the horizontal reactors It is possible.

상기 이산화탄소 포집장치(200)는 유동화한 고체흡수제에 의해 배가스로부터 이산화탄소를 흡수시키는 회수반응기(202)와, 상기 회수반응기로(202)로부터 배출되는 고체흡수제와 잔존가스를 분리하는 회수싸이클론(206)과, 상기 회수싸이클론(206)에서 공급되는 고체흡수제를 재생가스로 유동화하여 수평방향으로 이동시키면서 고체흡수제를 재생시키는 수평재생반응기(210)와, 상기 수평재생반응기(210)에서 공급되는 고체흡수제를 전처리가스로 유동화하여 수평방향으로 이동시키면서 회수반응온도로 냉각시키는 수평전처리반응기(222)를 포함한다.The carbon dioxide trapping apparatus 200 includes a recovery reactor 202 for absorbing carbon dioxide from exhaust gas by a fluidized solid absorbent and a recovery cyclone 206 for separating the solid absorbent discharged from the recovery reactor 202 and the residual gas A horizontal regeneration reactor 210 for regenerating the solid absorbent while fluidizing the solid absorbent supplied from the recovered cyclone 206 with regeneration gas and moving the same in a horizontal direction; And a horizontal pretreatment reactor 222 for cooling the absorbent with a pretreatment gas and cooling it to a recovery reaction temperature while moving it in a horizontal direction.

상기 회수반응기(202)는 유동화 방식의 반응기로써, 공지의 유동화 반응기를 사용할 수 있으며, 적어도 상기 수평재생반응기(210) 및 상기 수평전처리반응기(222)의 최대수직길이보다 길이가 길게 형성된다. 상기 회수반응기(202)의 배가스공급관(204)으로는 이산화탄소가 포함되는 배가스가 공급된다.The recovering reactor 202 may be a fluidizing type reactor and may be a known fluidizing reactor and is formed to be at least longer than the maximum vertical length of the horizontal regenerating reactor 210 and the horizontal preprocessing reactor 222. An exhaust gas containing carbon dioxide is supplied to the exhaust gas supply pipe 204 of the recovery reactor 202.

이산화탄소의 흡수에 사용되는 고체흡수제는 K계열 또는 Na계열의 고체흡수제를 사용할 수 있다. 대표적으로는 K2CO2 또는 Na2CO3를 사용하는 것이 가능하다. 그밖의 다른 공지의 고체흡수제를 사용하는 것도 가능하다.The solid absorbents used for the absorption of carbon dioxide may be K-based or Na-based solid absorbents. Typically, it is possible to use K 2 CO 2 or Na 2 CO 3 . It is also possible to use other solid absorbents known in the art.

또, 상기 회수반응기(202)로부터 배출되는 고체흡수제와 잔존가스가 공급되는 상기 회수싸이클론(206)은 공지의 장치를 사용할 수 있다.The recovery cyclone 206 to which the solid absorbent discharged from the recovery reactor 202 and the residual gas are supplied may be a known apparatus.

상기 회수싸이클론(206)을 통해 배출되는 이산화탄소가 제거된 잔존가스는 분리가스배출관(208)을 통해 외부로 배출된다. 그리고, 상기 회수싸이클론(206)에는 상기 수평재생반응기(210)이 연결되어 상기 회수싸이클론(206)에 의해 분리되는 고체흡수제는 상기 수평재생반응기(210)에 공급된다.The residual gas from which the carbon dioxide discharged through the recovered cyclone 206 is removed is discharged to the outside through the separation gas discharge pipe 208. The recovered cyclone 206 is connected to the horizontal regeneration reactor 210 so that the solid absorbent separated by the recovered cyclone 206 is supplied to the horizontal regeneration reactor 210.

상기 수평재생반응기(210)는 하우징 내부에 재생이 이루어지는 공간인 재생영역(212)과, 상기 재생영역(212) 하부에서 재생가스를 공급하여 고체흡수제를 유동화시키는 재생가스챔버(216)을 포함하여 이루어진다. 상기 재생가스챔버(216)와 상기 재생영역(212)은 다공의 분배판(215)으로 구분되며, 상기 재생영역(212)에는 고체흡수제의 체류시간을 늘리기 위한 방해판(214)이 설치된다. 그리고, 이산화탄소배출관(220)이 상기 고체흡수제의 출력측에 배치되어 분리된 이산화탄소를 배출하는 역할을 한다.The horizontal regeneration reactor 210 includes a regeneration zone 212 as a space for regeneration inside the housing and a regeneration gas chamber 216 for regeneration of the solid absorbent by supplying a regeneration gas at a lower portion of the regeneration zone 212 . The regeneration gas chamber 216 and the regeneration zone 212 are divided into a porous distribution plate 215 and a baffle plate 214 for increasing the residence time of the solid absorbent is installed in the regeneration zone 212. A carbon dioxide exhaust pipe 220 is disposed on the output side of the solid absorbent to discharge carbon dioxide.

상기 재생가스챔버(216)에는 재생가스가 공급되는 재생가스공급관(218)이 연결되며, 재생가스로는 스팀 또는 질소를 사용할 수 있다. 스팀은 이산화탄소가 용해되기 쉽고, 분리시킨 이후에 냉각시켜 응결하는 분리방법으로 손쉽게 이산화탄소만을 분리시키는 것이 가능하여 바람직하다.The regeneration gas chamber 216 is connected to a regeneration gas supply pipe 218 through which regeneration gas is supplied, and steam or nitrogen may be used as regeneration gas. Steam is preferable because it is easy to dissolve carbon dioxide, and it is possible to easily separate only carbon dioxide by a separation method in which it is cooled and then condensed after being separated.

상기 수평재생반응기(210)를 통과하여 이산화탄소가 분리된 고체흡수제는 상기 전처리반응기(222)로 유입된다.The solid absorbents having passed through the horizontal regeneration reactor 210 and separated from carbon dioxide are introduced into the pretreatment reactor 222.

상기 수평전처리반응기(222)는 하우징 내부에 냉각이 이루어지는 공간인 전처리영역(224)과, 상기 전처리영역(224) 하부에서 전처리가스를 공급하여 고체흡수제를 유동화시키는 전처리가스챔버(226)을 포함하여 이루어진다. 상기 전처리가스챔버(226)와 상기 전처리영역(224)은 다공의 분배판(225)으로 구분되며, 상기 전처리영역(224)에는 고체흡수제의 체류시간을 늘리기 위한 방해판(228)이 설치된다. 그리고, 전처리가스배출관(232)이 상기 고체흡수제의 출력측에 배치되어 전처리가스를 배출하는 역할을 한다.The horizontal pretreatment reactor 222 includes a pretreatment zone 224 that is a space where cooling is performed inside the housing and a pretreatment gas chamber 226 that supplies a pretreatment gas at a lower portion of the pretreatment zone 224 to fluidize the solid absorbent . The pretreatment gas chamber 226 and the pretreatment region 224 are divided into a porous partition plate 225 and a blocking plate 228 is provided in the pretreatment region 224 to increase the residence time of the solid absorbent. A pretreatment gas discharge pipe 232 is disposed on the output side of the solid absorbent to discharge the pretreatment gas.

상기 전처리가스챔버(226)와 상기 전처리영역(224)은 다공의 분배판(225)으로 구분되며, 상기 전처리영역(224)에는 고체흡수제의 체류시간을 늘리기 위한 방해판(228)이 설치된다. 그리고, 전처리가스배출관(232)이 상기 전처리영역(224)에서 고체흡수제의 출력측에 배치되어 전처리가스를 배출하는 역할을 한다.The pretreatment gas chamber 226 and the pretreatment region 224 are divided into a porous partition plate 225 and a blocking plate 228 is provided in the pretreatment region 224 to increase the residence time of the solid absorbent. A pretreatment gas discharge pipe 232 is disposed on the output side of the solid absorbent in the pretreatment region 224 to discharge the pretreatment gas.

상기 전처리가스챔버(226)에는 전처리가스가 공급되는 전처리가스공급관(230)이 연결되며, 재생가스로는 스팀 또는 질소를 사용할 수 있다. 스팀은, 조습에 의해 이산화탄소의 흡습이 가능한 상태로 변화하는 K계열 또는 Na계열과 같은 고체흡수제를 사용하는 경우에 사용할 수 있다.The pretreatment gas chamber 226 is connected to a pretreatment gas supply pipe 230 through which a pretreatment gas is supplied, and steam or nitrogen may be used as the regeneration gas. The steam can be used in the case of using a solid absorbent such as K series or Na series which changes into a state capable of absorbing carbon dioxide by humidity control.

상기 수평전처리반응기(222)를 통과하여 회수온도까지 냉각된 고체입자는 다시 상기 회수반응기(202)로 복귀한다.The solid particles passed through the horizontal pre-treatment reactor 222 and cooled to the recovery temperature are returned to the recovery reactor 202 again.

다음으로, 도 3에 도시된 실시예 2에 따른 이산화탄소 포집장치(300)는, 실시예1의 이산화탄소 포집장치(200)와 달리 재생반응과 전처리반응이 하나의 수평통합반응기(310)에서 이루어지는 차이가 있다. 따라서, 실시예1과 동일한 회수반응기(302), 배가스공급관(304), 회수싸이클론(306), 분리가스배출관(308)에 대한 설명은 생략한다.Next, the carbon dioxide capture device 300 according to the second embodiment shown in FIG. 3 differs from the carbon dioxide capture device 200 according to the first embodiment in that the regeneration reaction and the pretreatment reaction are different from each other in the horizontal integration reactor 310 . Therefore, the description of the same recovery reactor 302, the exhaust gas supply pipe 304, the recovery cyclone 306, and the separation gas discharge pipe 308 as in the first embodiment will be omitted.

상기 수평통합반응기(310)는 하우징 내에 재생이 이루어지는 공간인 재생영역(312)과, 상기 재생영역(312) 하부에서 재생가스를 공급하여 고체흡수제를 유동화시키는 재생가스챔버(316)와, 냉각이 이루어지는 공간인 전처리영역(324)과, 상기 전처리영역(324) 하부에서 전처리가스를 공급하여 고체흡수제를 유동화시키는 전처리가스챔버(326)를 포함하여 이루어진다.The horizontal integration reactor 310 includes a regeneration zone 312 as a space for regeneration in the housing and a regeneration gas chamber 316 for regenerating the solid absorbent by supplying a regeneration gas at a lower portion of the regeneration zone 312, And a pretreatment gas chamber 326 for supplying a pretreatment gas in the lower portion of the pretreatment region 324 to fluidize the solid absorbent.

상기 재생가스챔버(316)와 상기 재생영역(312)은 다공의 분배판(315)으로 구분되며, 상기 재생영역(312)에는 고체흡수제의 체류시간을 늘리기 위한 방해판(314)이 설치된다. 그리고, 이산화탄소배출관(320)이 상기 재생영역(312)에서 상기 전처리영역(324)으로 고체흡수제를 공급하는 출력측에 배치되어 분리된 이산화탄소를 배출하는 역할을 한다.The regeneration gas chamber 316 and the regeneration zone 312 are separated by a porous distribution plate 315 and the regeneration zone 312 is provided with a blocking plate 314 for increasing the residence time of the solid absorbent. The carbon dioxide discharge pipe 320 is disposed on the output side for supplying the solid absorbents from the regeneration zone 312 to the pretreatment zone 324, and discharges the separated carbon dioxide.

마찬가지로, 상기 전처리가스챔버(326)와 상기 전처리영역(324)은 다공의 분배판(325)으로 구분되며, 상기 전처리영역(324)에는 고체흡수제의 체류시간을 늘리기 위한 방해판(328)이 설치된다. 그리고, 전처리가스배출관(332)이 상기 전처리영역(324)에서 고체흡수제의 출력측에 배치되어 전처리가스를 배출하는 역할을 한다.Similarly, the pretreatment gas chamber 326 and the pretreatment region 324 are divided into a porous partition plate 325, and a blocking plate 328 for increasing the residence time of the solid absorbent is installed in the pretreatment region 324 do. The pretreatment gas discharge pipe 332 is disposed on the output side of the solid absorbent in the pretreatment region 324 to discharge the pretreatment gas.

상기 재생가스챔버(316)와 상기 전처리가스챔버(326)는 서로 격리판(322)로 격리되어 재생가스와 전처리가스가 서로 혼합하지 않게 된다. 또, 방해판이 상기 격리판(322)의 상측으로 연장되도록 설치하여, 재생영역(312)과 전처리영역(324)을 구분한다. 이 결과, 재생가스가 상기 전처리영역(324)으로 유입되거나, 반대로 전처리가스가 상기 재생영역(312)에 유입되는 것을 억제할 수 있다.The regeneration gas chamber 316 and the pretreatment gas chamber 326 are separated from each other by the separator 322 so that the regeneration gas and the pretreatment gas do not mix with each other. In addition, an obstruction plate is provided so as to extend to the upper side of the separator 322 to separate the reproduction region 312 from the pre-processing region 324. As a result, it is possible to prevent the regeneration gas from flowing into the pretreatment region 324 or from flowing the pretreatment gas into the regeneration region 312.

상기 수평통합반응기(320)를 통과하여 이산화탄소가 분리되고, 회수온도까지 냉각된 고체입자는 다시 상기 회수반응기(302)로 복귀한다.
The solid particles passed through the horizontal integration reactor 320 to separate carbon dioxide and cooled to the recovery temperature are returned to the recovery reactor 302 again.

다음으로, 도 4에 도시된 실시예 3에 따른 이산화탄소 포집장치(400)는, 실시예2의 이산화탄소 포집장치(300)와 달리 재생영역(412)과 전처리영역(424) 사이의 가스의 이동을 확실하게 억제하기 위하여 격리영역(423)이 형성되는 특징이 있다. 실시예 2와 마찬가지로, 회수반응기(402), 배가스공급관(404), 회수싸이클론(406), 분리가스배출관(408)에 대한 설명은 생략한다.Next, the carbon dioxide collecting apparatus 400 according to the third embodiment shown in FIG. 4 differs from the carbon dioxide collecting apparatus 300 according to the second embodiment in that the movement of the gas between the regeneration region 412 and the pretreatment region 424 There is a feature that the isolation region 423 is formed to reliably inhibit. Descriptions of the recovery reactor 402, the exhaust gas supply pipe 404, the recovery cyclone 406, and the separation gas discharge pipe 408 are omitted, as in the second embodiment.

상기 수평통합반응기(410)는 하우징 내에 재생이 이루어지는 공간인 재생영역(412)과, 상기 재생영역(412) 하부에서 재생가스를 공급하여 고체흡수제를 유동화시키는 재생가스챔버(416)와, 냉각이 이루어지는 공간인 전처리영역(424)과, 상기 전처리영역(424) 하부에서 전처리가스를 공급하여 고체흡수제를 유동화시키는 전처리가스챔버(426)와, 상기 재생영역(412)과 상기 전처리영역(424) 사이에 위치하는 격리영역(423)을 포함하여 이루어진다.The horizontal integration reactor 410 includes a regeneration zone 412 as a space for regeneration in the housing and a regeneration gas chamber 416 for regeneration of the solid absorbent by supplying regeneration gas under the regeneration zone 412, A pretreatment gas chamber 426 for supplying a pretreatment gas in the lower portion of the pretreatment region 424 to fluidize the solid absorbent material and a pretreatment gas chamber 426 between the regeneration region 412 and the pretreatment region 424 And an isolation region 423 located in the isolation region 423.

상기 재생가스챔버(416)와 상기 재생영역(412)은 다공의 분배판(415)으로 구분되며, 상기 재생영역(412)에는 고체흡수제의 체류시간을 늘리기 위한 방해판(414)이 설치된다. 그리고, 이산화탄소배출관(420)이 상기 재생영역(412)에서 상기 격리영역(423)으로 고체흡수제를 공급하는 출력측에 배치되어 분리된 이산화탄소를 배출하는 역할을 한다.The regeneration gas chamber 416 and the regeneration zone 412 are divided into a porous distribution plate 415 and a blocking plate 414 is provided in the regeneration zone 412 to increase the residence time of the solid absorbent. The carbon dioxide discharge pipe 420 is disposed on the output side for supplying the solid absorbent to the isolation region 423 from the regeneration region 412 and discharges the separated carbon dioxide.

마찬가지로, 상기 전처리가스챔버(426)와 상기 전처리영역(424)은 다공의 분배판(425)으로 구분되며, 상기 전처리영역(424)에는 고체흡수제의 체류시간을 늘리기 위한 방해판(428)이 설치된다. 그리고, 전처리가스배출관(432)이 상기 전처리영역(424)에서 고체흡수제의 출력측에 배치되어 전처리가스를 배출하는 역할을 한다.Likewise, the pretreatment gas chamber 426 and the pretreatment zone 424 are divided into a porous distribution plate 425 and an obstruction plate 428 for increasing the residence time of the solid absorbent is installed in the pretreatment zone 424 do. The pretreatment gas discharge pipe 432 is disposed at the output side of the solid absorbent in the pretreatment region 424 to discharge the pretreatment gas.

상기 재생가스챔버(416)와 상기 전처리가스챔버(426)는 서로 격리판(422)로 격리되어 재생가스와 전처리가스가 서로 혼합하지 않게 된다. The regeneration gas chamber 416 and the pretreatment gas chamber 426 are separated from each other by a separator 422 so that the regeneration gas and the pretreatment gas do not mix with each other.

상기 격리영역(423)은 상기 재생영역(412) 및 상기 전처리영역(424)보다 낮은 높이를 갖도록 설치된다. 이를 위해 상기 격리영역(423)은 상기 전처리가스챔버(426)의 상측에 위치하되, 상기 전처리가스챔버(426)의 높이를 낮추고, 또 상기 격리영역(423)의 상측으로 분리부(421)를 두어서, 대략 고체흡수제가 'U'자형으로 이동할 수 있도록 한다. 상기 분리부(421)는 상기 수평통합반응기(410)를 이루는 하우징에 홈을 형성하여 상기 재생영역(412)과 상기 전처리영역(424)을 이격시키고 그 하부에 상기 격리영역(423)을 형성하도록 한다. 상기 분리부(421)는 상기 하우징 내부에 천정으로부터 하방을 향하여 형성된 벽체로 이루어지는 것도 가능하다.The isolation region 423 is installed to have a lower height than the reproduction region 412 and the pre-processing region 424. The isolation region 423 is located on the upper side of the pretreatment gas chamber 426 so that the height of the pretreatment gas chamber 426 is lowered and the separation region 421 is positioned above the isolation region 423 Allow the solid sorbent to move into a "U" shape. The separation unit 421 may be formed in the housing of the horizontal integration reactor 410 to separate the regeneration zone 412 and the pretreatment zone 424 and to form the isolation zone 423 below the regeneration zone 412 do. The separating part 421 may be a wall formed downward from the ceiling in the housing.

또, 상기 격리영역(423)의 단면적은 상기 재생영역(412) 및 상기 전처리영역(424)보다 작게 형성되는 것에 의해 상기 격리영역(423)을 통과하는 고체흡수제의 밀도를 높여서 재생가스 및 전처리가스의 이동을 억제시킬 수 있다.In addition, since the cross-sectional area of the isolation region 423 is formed to be smaller than that of the regeneration region 412 and the pre-treatment region 424, the density of the solid absorbent passing through the isolation region 423 is increased, Can be suppressed.

이 결과, 재생가스가 상기 전처리영역(424)으로 유입되거나, 반대로 전처리가스가 상기 재생영역(412)에 유입되는 것을 억제할 수 있다.As a result, it is possible to prevent the regeneration gas from flowing into the pretreatment region 424 or from flowing the pretreatment gas into the regeneration region 412.

상기 수평통합반응기(420)를 통과하여 이산화탄소가 분리되고, 회수온도까지 냉각된 고체입자는 다시 상기 회수반응기(402)로 복귀한다.
After passing through the horizontal integration reactor 420, carbon dioxide is separated, and the solid particles cooled to the recovery temperature are returned to the recovery reactor 402 again.

상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims. It can be understood that

100,200,300,400: 이산화탄소 포집장치 102,202,302,402: 회수반응기
104,204,304,404: 배가스공급관 106,206,306,406: 회수싸이클론
108,208,308,408: 분리가스배출관 110,210: 재생반응기
112,218,318,418: 재생가스공급관 114: 재생싸이클론
116,220,320,420: 이산화탄소배출관 118,222: 전처리반응기
120,230,330,430: 전처리가스공급관
122,232,332,432: 전처리가스배출관
212,312,412: 재생영역
214,228,314,328,414,428: 방해판
215,225,315,325,415,425: 분배판
216,316,416: 재생가스챔버 224,324,424: 전처리영역
226,326,426: 전처리가스챔버 310,410: 수평통합반응기
322,422: 격리판 421: 분리부
423: 격리영역100, 200, 300, 400: CO2 capture device 102, 202, 302, 402:
104, 204, 304, 404: exhaust gas supply pipes 106, 206, 306, 406:
108, 208, 308, 408: Separation gas discharge pipe 110, 210:
112, 218, 318, 418: regeneration gas supply pipe 114: regenerated cyclone
116,220,320,420: Carbon dioxide exhaust pipe 118,222: Pretreatment reactor
120, 230, 330, and 430:
122, 232, 332, 432:
212, 312, 412:
214, 228, 314, 328, 414, 428:
215,225, 315, 325, 415, 425:
216, 316, 416: regeneration gas chamber 224, 324, 424:
226, 326, 426: Pretreatment gas chambers 310, 410 Horizontal integration reactor
322, 422: separator plate 421:
423: Isolation area

Claims (8)

유동화한 고체흡수제에 의해 배가스로부터 이산화탄소를 흡수시키는 회수반응기;
상기 회수반응기로부터 배출되는 고체흡수제와 잔존가스를 분리하는 회수싸이클론;
상기 회수싸이클론에서 공급되는 고체흡수제를 재생가스로 유동화하여 수평방향으로 이동시키면서 고체흡수제를 재생시키는 수평재생반응기; 및
상기 수평재생반응기에서 공급되는 고체흡수제를 회수반응온도로 냉각시키는 전처리반응기를 포함하는 이산화탄소 포집장치.
A recovery reactor for absorbing carbon dioxide from the flue gas by the fluidized solid absorbent;
A recovery cyclone for separating the solid absorbent discharged from the recovery reactor and the residual gas;
A horizontal regenerating reactor for regenerating the solid absorbent while fluidizing the solid absorbent supplied from the recovered cyclone with a regeneration gas and moving the absorbent horizontally; And
And a pretreatment reactor for cooling the solid absorbent supplied from the horizontal regeneration reactor to a recovery reaction temperature.
유동화한 고체흡수제에 의해 배가스로부터 이산화탄소를 흡수시키는 회수반응기;
상기 회수반응기로부터 배출되는 고체흡수제와 잔존가스를 분리하는 회수싸이클론;
상기 회수싸이클론에서 공급되는 고체흡수제를 재생가스를 통해 고체흡수제를 재생시키는 재생반응기; 및
상기 재생반응기에서 공급되는 고체흡수제를 전처리가스로 유동화하여 수평방향으로 이동시키면서 회수반응온도로 냉각시키는 수평전처리반응기를 포함하는 이산화탄소 포집장치.
A recovery reactor for absorbing carbon dioxide from the flue gas by the fluidized solid absorbent;
A recovery cyclone for separating the solid absorbent discharged from the recovery reactor and the residual gas;
A regenerating reactor for regenerating the solid absorbent supplied from the recovered cyclone through the regeneration gas; And
And a horizontal preprocessing reactor for fluidizing the solid absorbent supplied from the regeneration reactor with a pretreatment gas and moving the absorbent horizontally to cool to a recovery reaction temperature.
유동화한 고체흡수제에 의해 배가스로부터 이산화탄소를 흡수시키는 회수반응기;
상기 회수반응기로부터 배출되는 고체흡수제와 잔존가스를 분리하는 회수싸이클론;
상기 회수싸이클론에서 공급되는 고체흡수제를 재생가스로 유동화하여 수평방향으로 이동시키면서 고체흡수제를 재생시키는 재생영역과, 상기 재생영역을 통과한 고체흡수제를 전처리가스로 유동화하여 수평방향으로 이동시키면서 회수반응온도로 냉각시키는 전처리영역을 가지는 수평통합반응기를 포함하는 이산화탄소 포집장치.
A recovery reactor for absorbing carbon dioxide from the flue gas by the fluidized solid absorbent;
A recovery cyclone for separating the solid absorbent discharged from the recovery reactor and the residual gas;
A regeneration zone for regenerating the solid absorbent while fluidizing the solid absorbent supplied from the recovery cyclone and moving it in a horizontal direction; and a solid absorbent having passed through the regeneration zone, which is fluidized with a pretreatment gas, And a horizontal integrated reactor having a pretreatment zone for cooling to temperature.
제3항에 있어서, 상기 재생영역과 상기 전처리영역 사이에 격리판이 형성되어 재생가스와 전처리가스가 혼합되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 포집장치.
4. The apparatus according to claim 3, wherein a separator is formed between the regeneration zone and the pretreatment zone to prevent the regeneration gas from mixing with the pretreatment gas.
제4항에 있어서, 상기 격리판의 상측으로 방해판이 연장되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 포집장치.
The carbon dioxide collecting apparatus according to claim 4, wherein the obstruction plate is disposed so as to extend to the upper side of the separator.
제3항에 있어서, 상기 재생영역과 상기 전처리영역 사이에 고체흡수제가 상기 재생영역보다 낮게 이동하는 격리영역이 형성되고, 상기 격리영역에는 전처리가스가 공급되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 포집장치.
4. The apparatus according to claim 3, wherein an isolation region, in which the solid absorbent moves lower than the regeneration zone, is formed between the regeneration zone and the pretreatment zone to prevent the pretreatment gas from being supplied to the isolation zone, .
제6항에 있어서, 상기 격리영역의 상측으로 상기 재생영역과 상기 전처리영역을 이격시키는 분리부가 형성되는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 포집장치.
7. The apparatus according to claim 6, wherein a separating portion for separating the regeneration region from the pretreatment region is formed above the isolation region.
제6항에 있어서, 상기 격리영역의 단면적은, 상기 재생영역의 단면적 및 상기 전처리영역의 단면적보다 작은 것을 특징으로 하는 이산화탄소 포집장치.7. The apparatus according to claim 6, wherein a cross-sectional area of the isolation region is smaller than a cross-sectional area of the regeneration region and a cross-sectional area of the pretreatment region.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20130039185A (en) * 2011-10-11 2013-04-19 한국에너지기술연구원 Dry sorbent co2 capturing device with improving energy efficiency
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