KR101516784B1 - Carbon dioxide scrubber and apparatus for treating bfg having the same - Google Patents

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Abstract

이산화탄소 분리기 및 이를 포함하는 고로가스 처리 장치가 개시된다. 챔버(chamber); 이산화탄소와 흡수제가 혼합되어 생성된 혼합액이 상기 챔버 내부로 유입되도록 상기 챔버에 형성되는 유입부; 상기 챔버로 유입된 상기 혼합액을 가열하기 위하여 상기 챔버에 결합되는 마이크로파(micro wave) 발생기; 및 상기 혼합액이 가열됨에 따라 분리되는 상기 이산화탄소가 상기 챔버 외부로 배출되도록 상기 챔버 상부에 형성되는 이산화탄소 배출구를 포함하는 이산화탄소 분리기 및 이를 포함하는 고로가스 처리 장치가 개시된다.A carbon dioxide separator and a blast furnace gas treating device including the same are disclosed. A chamber; An inlet formed in the chamber such that a mixed liquid generated by mixing carbon dioxide and an absorbent is introduced into the chamber; A microwave generator coupled to the chamber to heat the mixed liquid introduced into the chamber; And a carbon dioxide outlet formed at an upper portion of the chamber such that the carbon dioxide separated as the mixed liquid is heated is discharged to the outside of the chamber. A blast furnace gas processing apparatus and a carbon dioxide separator including the carbon dioxide separator are disclosed.

Description

이산화탄소 분리기 및 이를 포함하는 고로가스 처리 장치{CARBON DIOXIDE SCRUBBER AND APPARATUS FOR TREATING BFG HAVING THE SAME}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a carbon dioxide separator and a blast furnace gas treating apparatus including the carbon dioxide separator.

본 발명은 이산화탄소 분리기 및 이를 포함하는 고로가스 처리 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a carbon dioxide separator and a blast furnace gas treating apparatus including the same.

온실가스 배출량의 대부분을 차지하고 있는 이산화탄소(CO2)배출량을 저감하기 위한 방법은 크게 에너지 소비량 저감, 이산화탄소 회수/저장, 대체에너지 사용 등으로 나누어질 수 있다.Methods for reducing carbon dioxide (CO 2 ) emissions, which account for most of the greenhouse gas emissions, can be divided into energy consumption reduction, carbon dioxide recovery / storage, and alternative energy use.

이산화탄소 회수/저장 방법은 산업 활동 위축에 미치는 영향이 적고 회수한 이산화탄소의 재이용이 가능하다는 점 등의 장점이 있어 국내외에서 기술 개발이 활발히 진행 중이다.The method of recovering and storing carbon dioxide has advantages such as low impact on industrial activity shrinkage and recycling of recovered carbon dioxide, and technological development is actively underway at home and abroad.

이산화탄소 회수 기술 중 화학 흡수법은 생산공정에서 배출되는 배가스내 이산화탄소 농도인 8~15% 내외의 낮은 이산화탄소 농도 조건에서도 높은 제거 효율을 가지면서 대유량의 배가스 처리가 가능하다. 따라서 흡착법이나 막분리 등과 같은 타 회수 기술에 비하여 경제성이나 공정 적용 용이성이 높은 것으로 평가 받고 있다.The chemical absorption method of carbon dioxide recovery technology enables high flue gas treatment with high removal efficiency even at low carbon dioxide concentration of 8 ~ 15%, which is the concentration of carbon dioxide in exhaust gas produced in the production process. Therefore, it is evaluated that it is more economical and easier to apply the process than other recovery technologies such as adsorption method and membrane separation method.

CCS(carbon dioxide capture and storage)기술은 발전소/제철소 등 대량의 배가스가 발생하는 공장에서 대량의 이산화탄소를 포집/분리하는 기술이다. 제철소의 경우 고로가스(BFG) 또는 석회소성공장의 배가스가 주요한 이산화탄소 포집 대상이 될 수 있다.Carbon dioxide capture and storage (CCS) technology is a technology that captures and separates large amounts of carbon dioxide from plants that generate large amounts of flue gas, such as power plants / steel mills. In the case of steelworks, blast furnace gas (BFG) or flue gas from a calcining plant can be a major carbon capture target.

본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2012-0059328호(2012.06.08, 이산화탄소 흡수액 재생 장치)에 개시되어 있다.
The background art of the present invention is disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2012-0059328 (2012.06.08, carbon dioxide absorption liquid regeneration device).

본 발명의 실시예들은, 마이크로파를 이용하여 이산화탄소를 분리하는 이산화탄소 분리기 및 이를 포함하는 고로가스 처리 장치를 제공하는 것이다.
Embodiments of the present invention provide a carbon dioxide separator for separating carbon dioxide using a microwave and a blast furnace gas treating device including the same.

본 발명의 일 측면에 따르면, 챔버(chamber); 이산화탄소와 흡수제가 혼합되어 생성된 혼합액이 상기 챔버 내부로 유입되도록 상기 챔버에 형성되는 유입부; 상기 챔버로 유입된 상기 혼합액을 가열하기 위하여 상기 챔버에 결합되는 마이크로파(micro wave) 발생기; 및 상기 혼합액이 가열됨에 따라 분리되는 상기 이산화탄소가 상기 챔버 외부로 배출되도록 상기 챔버 상부에 형성되는 이산화탄소 배출구를 포함하는 이산화탄소 분리기가 제공된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a plasma processing apparatus comprising: a chamber; An inlet formed in the chamber such that a mixed liquid generated by mixing carbon dioxide and an absorbent is introduced into the chamber; A microwave generator coupled to the chamber to heat the mixed liquid introduced into the chamber; And a carbon dioxide outlet formed at an upper portion of the chamber so that the carbon dioxide separated as the mixed liquid is heated is discharged to the outside of the chamber.

상기 챔버 내부에는, 상기 마이크로파 발생기에서 발생된 마이크로파가 상기 혼합액에 침투되도록 하기 위한 통로형성부재가 설치될 수 있다.Inside the chamber, a passage forming member may be provided for allowing microwaves generated from the microwave generator to penetrate the mixed liquid.

가열된 상기 혼합액이 상기 챔버로 재유입되어 재가열되도록, 상기 챔버 하부에 설치되는 순환관을 더 포함하고, 상기 순환관의 일단에는, 상기 챔버로 재유입된 상기 혼합액이 선회류를 형성하도록 선회류 형성관이 결합될 수 있다.Further comprising a circulation pipe installed at a lower portion of the chamber so that the heated mixture is re-introduced into the chamber and reheated, wherein one end of the circulation pipe is provided with a swirl flow Forming tube can be combined.

상기 혼합액에서 상기 이산화탄소가 분리되어 남은 상기 흡수제가 상기 챔버에서 배출되도록, 상기 챔버 하부에 결합되는 흡수제 배출부를 더 포함할 수 있다.And an absorbent discharge unit coupled to a lower portion of the chamber so that the absorbent remaining in the mixed liquid after the carbon dioxide is separated is discharged from the chamber.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 흡수제를 이용하여 고로가스로부터 이산화탄소를 포집하고, 상기 흡수제와 상기 이산화탄소가 혼합된 혼합액을 생성하는 이산화탄소 포집기; 및 상기 이산화탄소 포집기에서 생성된 상기 혼합액을 가열하여 상기 혼합액으로부터 상기 이산화탄소를 분리하는 이산화탄소 분리기를 포함하고, 상기 이산화탄소 분리기는, 챔버(chamber); 상기 혼합액이 상기 챔버 내부로 유입되도록 상기 챔버에 형성되는 유입부; 상기 혼합액을 가열하기 위하여 상기 챔버에 결합되는 마이크로파(micro wave) 발생기; 상기 혼합액이 가열됨에 따라 분리되는 상기 이산화탄소가 상기 챔버 외부로 배출되도록 상기 챔버 상부에 형성되는 이산화탄소 배출구; 상기 혼합액에서 상기 이산화탄소가 분리되어 남은 상기 흡수제가 상기 챔버에서 배출되도록, 상기 챔버 하부에 결합되는 흡수제 배출부; 및 상기 마이크로파 발생기의 마이크로파 발생을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 고로가스 처리 장치가 개시된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a carbon dioxide collecting apparatus for collecting carbon dioxide from a blast furnace gas using an absorbent and producing a mixed solution of the absorbent and the carbon dioxide; And a carbon dioxide separator for separating the carbon dioxide from the mixed liquor by heating the mixed liquor generated in the carbon dioxide collector, wherein the carbon dioxide separator comprises: a chamber; An inlet formed in the chamber such that the mixed liquid flows into the chamber; A microwave generator coupled to the chamber to heat the mixed liquid; A carbon dioxide outlet formed at an upper portion of the chamber so that the carbon dioxide separated as the mixed liquid is heated is discharged to the outside of the chamber; An absorbent outlet coupled to a lower portion of the chamber so that the absorbent remaining in the mixed liquid after the carbon dioxide is separated from the chamber; And a control unit for controlling microwave generation of the microwave generator.

상기 이산화탄소 포집기와 상기 이산화탄소 분리기 사이에 개재되는 열교환기를 더 포함할 수 있다.And a heat exchanger interposed between the carbon dioxide separator and the carbon dioxide separator.

상기 챔버 내부에는, 상기 마이크로파 발생기에서 발생된 마이크로파가 상기 혼합액에 침투되도록 하기 위한 통로형성부재가 설치될 수 있다. Inside the chamber, a passage forming member may be provided for allowing microwaves generated from the microwave generator to penetrate the mixed liquid.

상기 이산화탄소 분리기는, 가열되는 상기 혼합액의 온도를 측정하기 위하여, 상기 혼합액과 연결되도록 상기 챔버에 설치되는 온도 센서를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 온도 센서에 의하여 측정된 온도에 따라, 상기 마이크로파 발생기 작동을 제어할 수 있다.
The carbon dioxide separator may further include a temperature sensor installed in the chamber to be connected to the mixed liquid so as to measure the temperature of the mixed liquid to be heated, Generator operation can be controlled.

본 발명의 실시예들에 따르면, 흡수제를 가열하기 위한 에너지가 절감될 수 있으며 고로가스 처리 비용이 감소될 수 있다.
According to the embodiments of the present invention, the energy for heating the absorbent can be reduced, and the blast furnace gas treatment cost can be reduced.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고로가스 처리 장치를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이산화탄소 분리기를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이산화탄소 분리기의 일부를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이산화탄소 분리 방법을 나타낸 흐름도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 shows a blast furnace gas treating apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG.
2 illustrates a carbon dioxide separator according to one embodiment of the present invention.
3 illustrates a portion of a carbon dioxide separator according to one embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating a method for separating carbon dioxide according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention is capable of various modifications and various embodiments, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there is a feature, a number, a step, an operation, an element, a component or a combination thereof described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

이하, 본 발명에 따른 이산화탄소 분리기 및 이를 포함하는 고로가스 처리 장치의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a carbon dioxide separator according to the present invention and a blast furnace gas treating apparatus including the same will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, And redundant explanations thereof will be omitted.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고로가스 처리 장치를 나타낸 도면이다.1 is a view showing a blast furnace gas treating apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 고로가스 처리 장치(10)는, 이산화탄소 분리기(100), 이산화탄소 포집기(200), 및 열교환기(300)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the blast furnace gas treating apparatus 10 may include a carbon dioxide separator 100, a carbon dioxide collector 200, and a heat exchanger 300.

이산화탄소 분리기(100)는 후술하기로 하며, 이산화탄소 포집기(200)에 대해서 먼저 설명한다.The carbon dioxide separator 100 will be described later, and the carbon dioxide sorter 200 will be described first.

이산화탄소 포집기(200)는 고로가스로부터 이산화탄소를 포집하는 설비이며, 이 경우 흡수제(2)가 이용될 수 있다. 흡수제(2)는 물 또는 에틸렌글리콜(ethylene glycol) 등일 수 있다. 에틸렌글리콜은 후술하게 될 마이크로파에 반응을 잘 하는 물질이므로 에틸렌글리콜을 포함하는 흡수제(2)를 이용하면 가온이 용이해질 수 있다. 예를 들어, 아민계 물질(30%)와 에틸렌글리콜(70%)를 혼합된 흡수제(2)가 사용될 수 있다.The carbon dioxide sorter 200 collects carbon dioxide from the blast furnace gas. In this case, the sorbent 2 can be used. The absorbent 2 may be water, ethylene glycol, or the like. Since ethylene glycol is a substance which reacts well with microwaves to be described later, the use of the absorbent 2 containing ethylene glycol can facilitate the heating. For example, an absorbent 2 mixed with an amine-based material (30%) and ethylene glycol (70%) may be used.

고로가스는 철광석 제련 시에 고로에서 배출되는 부산물 가스로서 주성분은 질소, 이산화탄소, 일산화탄소, 공장용의 연료로 이용되며 발열량은 800∼1,000㎉/㎡이다.The blast furnace gas is a by-product gas discharged from the blast furnace during iron ore smelting. The main component is used as nitrogen, carbon dioxide, carbon monoxide, and factory fuel, and the calorific value is 800 to 1,000 psi / ㎡.

이산화탄소 포집기(200)의 상부에서 흡수제(2)가 유입되고, 이산화탄소 포집기(200)의 하부에서 고로가스(BFG)가 공급된다. 이산화탄소 포집기(200) 내부에는 충진재가 포함되어 있으며, 충진재에서 흡수제(2)와 고로가스가 반응하게 된다. 흡수제(2)는 고로가스 중의 이산화탄소를 흡수하며 이산화탄소 포집기(200) 하부로 배출되고, 이산화탄소가 제거된 고로가스(△BFG)는 이산화탄소 포집기(200) 상부로 배출될 수 있다.The absorbent 2 flows into the upper portion of the carbon dioxide sorter 200 and the blast gas BFG is supplied from the lower portion of the carbon dioxide sorter 200. A filler is contained in the carbon dioxide sorter 200, and the sorbent 2 and the blast furnace gas react with each other in the filler. The absorbent 2 absorbs carbon dioxide in the blast furnace gas and is discharged to the lower portion of the carbon dioxide sorter 200. The blast furnace gas (BFG) from which the carbon dioxide is removed can be discharged to the upper portion of the carbon dioxide sorter 200.

이산화탄소 분리기(100)는 흡수제(2)와 이산화탄소가 혼합되어 생성되는 혼합액(1)으로부터 이산화탄소를 분리시키는 설비이다. 혼합액(1)은 이산화탄소 분리기(100) 상부에서 유입되어 가열되며, 가열에 의하여 이산화탄소는 상부로 배출될 수 있다. 이 경우, 이산화탄소 분리기(100)는 혼합액(1)을 가열하기 위하여 마이크로파를 사용할 수 있다. 이에 대하여 후술하기로 한다.The carbon dioxide separator 100 separates carbon dioxide from the mixed liquor 1 produced by mixing the absorbent 2 and carbon dioxide. The mixed liquor (1) is introduced from the top of the carbon dioxide separator (100) and heated, and the carbon dioxide can be discharged to the top by heating. In this case, the carbon dioxide separator 100 can use microwaves to heat the mixture liquid 1. [ This will be described later.

열교환기(300)는 이산화탄소 포집기(200)와 이산화탄소 분리기(100) 사이에 개재되어 물질 간의 열교환을 하는 설비이다. 이산화탄소 포집기(200)에서 배출되는 혼합액(1)은 약 20~40℃ 이며, 이산화탄소 분리기(100)에서 배출되는 흡수제(2)는 약 120℃ 이다. 두 물질은 열교환기(300) 내에서 약 80℃ 정도의 열평형이 일어나도록 열교환을 할 수 있다. 그 후에 흡수제(2)는 이산화탄소 포집기(200)에서 재활용되고, 혼합액(1)은 이산화탄소 분리기(100)에서 처리될 수 있다.The heat exchanger 300 is interposed between the carbon dioxide sorter 200 and the carbon dioxide separator 100 to perform heat exchange between the materials. The mixed liquid 1 discharged from the carbon dioxide sorter 200 is about 20 to 40 캜 and the absorbent 2 discharged from the carbon dioxide separator 100 is about 120 캜. The two materials can be heat-exchanged in the heat exchanger 300 so that thermal equilibrium of about 80 ° C occurs. Thereafter, the absorbent 2 is recycled in the carbon dioxide collector 200, and the mixed liquor 1 can be treated in the carbon dioxide separator 100.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이산화탄소 분리기를 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이산화탄소 분리기의 일부를 나타낸 도면이다.FIG. 2 is a view showing a carbon dioxide separator according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a view showing a part of a carbon dioxide separator according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 이산화탄소 분리기(100)는, 챔버(110), 유입부(120), 마이크로파 발생기(130), 이산화탄소 배출구(140), 흡수제 배출부(150), 제어부(160), 순환관(180) 및 온도센서를 포함할 수 있다. 또한, 챔버(110) 내에는 통로형성부재(111)가 마련될 수 있다.2, the carbon dioxide separator 100 includes a chamber 110, an inlet 120, a microwave generator 130, a carbon dioxide outlet 140, an absorber outlet 150, a controller 160, A temperature sensor 180 and a temperature sensor. In addition, a passage forming member 111 may be provided in the chamber 110.

챔버(110)는 혼합액(1)을 수용하는 공간이다. 챔버(110)는 도 1에 도시된 바와 같이, 종방향으로 길게 형성될 수 있다. 챔버(110)에는 수위 센서(112)가 설치되어 혼합액(1)의 수위가 측정될 수 있다.The chamber 110 is a space for accommodating the mixed liquid 1. The chamber 110 may be elongated in the longitudinal direction, as shown in FIG. In the chamber 110, a water level sensor 112 is provided to measure the water level of the mixed liquid 1.

유입부(120)는 혼합액(1)이 챔버(110) 내부로 유입되는 통로이다. 챔버(110) 상부에 설치될 수 있다.The inlet 120 is a passage through which the mixed solution 1 flows into the chamber 110. And may be installed above the chamber 110.

마이크로파 발생기(130)는 마이크로파를 발생시킬 수 있다. 마이크로 파는 주파수가 30 ~ 0.3 GHz, 파장이 0.01 ~ 1 m인 영역의 전자파를 말한다. 이 경우, 상기 마이크로 발생기에서 발생하는 마이크로파의 진동수는 915 또는 2450 MHz일 수 있다.The microwave generator 130 may generate microwaves. A microwave is an electromagnetic wave having a frequency of 30 to 0.3 GHz and a wavelength of 0.01 to 1 m. In this case, the frequency of the microwave generated in the micro generator may be 915 or 2450 MHz.

도 2에 도시된 바와 같이, 마이크로파 발생기(130)는 마그네트론(magnetron)(131), 도파관(132) 및 유리막(133)으로 구성될 수 있다. 마그네트론(131)은 파를 발생시키고, 도파관(132)은 파를 전송한다. 또한 도파관(132)과 만나게 되는 챔버(110)의 부분은 유리막(133)으로 형성될 수 있다. 이 경우, 유리막(133)은 하이랙스(hyrax) 재질로 이루어질 수 있다.2, the microwave generator 130 may include a magnetron 131, a waveguide 132, and a glass film 133. The magnetron 131 generates waves, and the waveguide 132 transmits waves. The portion of the chamber 110 that is to be contacted with the waveguide 132 may be formed of a glass film 133. In this case, the glass film 133 may be made of a hyrax material.

마이크로파 발생기(130)는 챔버(110)에 결합되어 챔버(110)로 유입된 혼합액(1)을 마이크로파로 가열할 수 있다. 이 경우, 마이크로파 발생기(130)는 챔버(110) 하부에 결합될 수 있으며, 복수의 마이크로파 발생기(130)가 챔버(110) 하부 둘레를 따라 결합될 수 있다.The microwave generator 130 may be coupled to the chamber 110 to heat the mixture 1 introduced into the chamber 110 by microwave. In this case, the microwave generator 130 may be coupled to the lower portion of the chamber 110, and a plurality of microwave generators 130 may be coupled along the lower portion of the chamber 110.

챔버(110) 내부에는 통로형성부재(111)가 설치될 수 있으며 챔버(110)의 하측에 설치될 수 있다. 통로형성부재(111)는 혼합액(1)이 흐르는 통로를 구획할 수 있다. A passage forming member 111 may be installed in the chamber 110 and may be installed on the lower side of the chamber 110. The passage forming member 111 can define a passage through which the mixed liquid 1 flows.

통로형성부재(111)는 빈 공간이 될 수 있고 특정한 구조물이 될 수도 있다. 이 경우, 챔버(110)의 하부는 깔때기 모양이 되고, 통로형성부재(111)는 거꾸로 된 원뿔체가 될 수 있다. The passage forming member 111 may be an empty space and may be a specific structure. In this case, the lower portion of the chamber 110 becomes a funnel shape, and the passage forming member 111 can be an inverted cone.

통로형성부재(111)는 혼합액(1)이 좁은 폭의 통로로 이동되게 할 수 있다. 마이크로파는 침투 깊이가 한정되어 있으므로, 통로형성부재(111)에 의하여 형성되는 통로의 폭은 마이크로파가 혼합액(1)를 침투할 수 있는 깊이 정도가 될 수 있다. 이 경우, 마이크로파 발생기(130)는 통로형성부재(111)와 인접한 챔버(110) 외부에 설치될 수 있다.The passage forming member 111 can allow the mixed liquid 1 to be moved in the passage having a narrow width. Since the penetration depth of the microwave is limited, the width of the passage formed by the passage forming member 111 can be about the depth at which the microwave can permeate the mixed solution 1. [ In this case, the microwave generator 130 may be installed outside the chamber 110 adjacent to the passage forming member 111.

챔버(110) 내부에서 혼합액(1)은, 마이크로파 발생기(130)의 마이크로파에 의하여 가열되며 이에 따라 혼합액(1)이 흡수제(2)와 이산화탄소로 분리된다. The mixed liquid 1 is heated by the microwave of the microwave generator 130 so that the mixed liquid 1 is separated into the absorbent 2 and the carbon dioxide.

이산화탄소 배출구(140)는 혼합액(1)에서 분리된 이산화탄소가 챔버(110)를 빠져나가는 통로이며 챔버(110)의 상부에 설치될 수 있다.The carbon dioxide outlet 140 is a passage through which the carbon dioxide separated from the mixed liquor 1 exits the chamber 110 and may be installed at an upper portion of the chamber 110.

흡수제 배출부(150)는 혼합액(1)에서 이산화탄소가 분리되고 남은 흡수제(2)가 챔버(110)를 빠져나가는 통로이며 챔버(110)의 하부에 설치될 수 있다. 흡수제 배출부(150)에는 배출 펌프(151)가 마련될 수 있다. 배출 펌프(151)는 혼합액(1)에서 이산화탄소가 분리되고 남은 흡수제(2)를 외부로 배출시켜 재활용될 수 있도록 한다.The absorbent discharge unit 150 is a passage through which the carbon dioxide is separated from the mixed liquid 1 and the remaining absorbent 2 exits the chamber 110 and may be installed at a lower portion of the chamber 110. The absorbent discharge unit 150 may be provided with a discharge pump 151. The discharge pump 151 separates the carbon dioxide from the mixed liquor 1 and discharges the remaining absorbent 2 to the outside so that it can be recycled.

제어부(160)는 마이크로파 발생기(130)의 마이크로파 발생을 제어할 수 있다. 제어부(160)는 후술하게 될 온도 센서(170)와 펌프와 연결되어 마이크로파 발생을 조절할 수 있다.The control unit 160 may control microwave generation of the microwave generator 130. The controller 160 is connected to the temperature sensor 170 and a pump to be described later to control microwave generation.

온도 센서(170)는 챔버(110)에 설치되어 혼합액(1)의 온도를 측정할 수 있다. 제어부(160)는 온도 센서(170)의 신호를 송신받고 혼합액(1)의 온도가 일정 수준까지이 될 때까지 마이크로파를 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 마이크로파는 혼합액(1)이 105℃가 될 때까지만 발생될 수 있다. 이는 혼합액(1)이 105℃가 되면 이산화탄소가 충분히 분리될 수 있기 때문이다.The temperature sensor 170 may be installed in the chamber 110 to measure the temperature of the mixed liquid 1. The control unit 160 may generate a microwave until the temperature of the mixed liquid 1 reaches a predetermined level by receiving a signal from the temperature sensor 170. [ For example, the microwave can be generated only until the mixture liquid 1 reaches 105 占 폚. This is because the carbon dioxide can be sufficiently separated when the mixed solution (1) reaches 105 캜.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 이산화탄소 분리기(100)는 순환관(180)을 더 포함할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the carbon dioxide separator 100 may further include a circulation pipe 180.

순환관(180)은 챔버(110)를 1회 통과하여 마이크로파에 의하여 가열된 혼합액(1)을 다시 챔버(110) 내부로 재유입시키는 관이다. 순환관(180)에 의하면, 혼합액(1)은 계속적으로 마이크로파에 의하여 가열될 수 있으며, 원하는 온도까지 가열될 수 있다.The circulation pipe 180 is a tube through which the mixed liquid 1 heated by the microwave once passes through the chamber 110 and then flows back into the chamber 110 again. According to the circulation pipe 180, the mixture liquid 1 can be continuously heated by microwaves and heated to a desired temperature.

순환관(180)에는 순환 펌프(181)가 마련될 수 있으며, 순환 펌프(181)는 혼합액(1)을 챔버(110) 하부에서 챔버(110) 상부로 끌어올리는 역할을 한다. 혼합액(1)의 온도가 일정 수준까지 올라갈 때까지 순환 펌프(181)가 작동하여 순환관(180)을 통해 혼합액(1)이 챔버(110)로 재유입될 수 있다.The circulation pipe 180 may be provided with a circulation pump 181 and the circulation pump 181 serves to raise the mixture liquid 1 from the lower part of the chamber 110 to the upper part of the chamber 110. The circulating pump 181 operates until the temperature of the mixed liquid 1 reaches a certain level and the mixed liquid 1 can be reintroduced into the chamber 110 through the circulating pipe 180.

순환관(180)의 일단에는 챔버(110)로 재유입된 혼합액(1)이 선회류를 형성하도록 선회류 형성관(182)이 결합될 수 있다.The swirling flow forming pipe 182 may be coupled to one end of the circulation pipe 180 so that the mixed liquid 1 re-introduced into the chamber 110 forms a swirling flow.

도 3에 도시된 바와 같이, 선회류 형성관(182)은 챔버(110)를 가로질러 결합되고 양단이 서로 반대방향으로 꺾어져있는 관일 수 있다. 또한 도 3과 같이 직선으로 형성되지 않고, 곡선으로 형성될 수 있다.As shown in FIG. 3, the swirl flow forming tube 182 may be a tube that is coupled across the chamber 110 and has opposite ends bent in opposite directions. It may also be formed as a curved line, not as a straight line as shown in Fig.

선회류 형성관(182)에서 배출된 혼합액(1)은 관성에 의하여 사이클론을 형성하며 챔버(110) 하부로 이동될 수 있다. 이에 따라, 혼합액(1)이 챔버(110)에 체류하는 시간이 길어질 수 있고, 마이크로파가 침투될 수 있는 시간 역시 길어지므로 온도가 빠르게 상승될 수 있다.The mixture liquid 1 discharged from the swirl flow forming tube 182 forms a cyclone by inertia and can be moved to the lower portion of the chamber 110. Accordingly, the time for which the mixture liquid 1 stays in the chamber 110 can be prolonged, and the time during which the microwave can penetrate also becomes longer, so that the temperature can be raised quickly.

이 경우, 선회류 형성관(182)은 통로형성부재(111) 바로 위에 배치될 수 있으며, 혼합액(1)은 선회류 형성관(182)에서 배출되어 통로형성부재(111)에 의한 좁은 폭의 통로를 지날 수 있다.In this case, the swirl flow forming pipe 182 can be disposed directly above the passage forming member 111, and the mixed liquid 1 is discharged from the swirl flow forming pipe 182, You can cross the aisle.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이산화탄소 분리 방법을 나타낸 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a carbon dioxide separation method according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 혼합액(1)이 이산화탄소 분리기(100)의 챔버(110)로 유입되면 온도 센서(170)가 혼합액(1)의 온도를 측정한다. 제어부(160)는 측정된 온도 신호를 송신받고, 혼합액(1)의 온도가 특정 온도 이하인지를 판단한다. 예를 들어, 제어부(160)는 혼합액(1)의 온도가 80℃ 이하인지 판단한다. 이는 혼합액(1)의 초기 온도를 측정하는 것으로 이미 온도가 높은 상태라면 가열될 필요가 없다. 다만, 이와 같은 판단은 생략될 수도 있다.Referring to FIG. 4, when the mixed liquid 1 flows into the chamber 110 of the carbon dioxide separator 100, the temperature sensor 170 measures the temperature of the mixed liquid 1. The control unit 160 receives the measured temperature signal and determines whether the temperature of the mixed liquid 1 is below a specific temperature. For example, the control unit 160 determines whether the temperature of the mixed liquid 1 is 80 ° C or lower. This is to measure the initial temperature of the mixed liquid 1, and it does not need to be heated if the temperature is already high. However, such judgment may be omitted.

제어부(160)는 마이크로파 발생기(130)를 작동하여 마이크로파를 발생시킨다. 이에 따라 혼합액(1)은 가열된다. 이 경우, 순환 펌프(181)가 함께 작동되며, 혼합액(1)은 계속적으로 마이크로파를 통과하며 가열될 수 있다.The controller 160 operates the microwave generator 130 to generate microwaves. Whereby the mixture liquid 1 is heated. In this case, the circulating pump 181 is operated together, and the mixed liquor 1 can be continuously heated by passing through the microwave.

온도 센서(170)에 의하여 측정된 온도가 특정 온도가 되었을 때, 제어부(160)는 마이크로파 발생을 중지시키고, 배출 펌프(151)를 작동시켜 흡수제(2)를 배출시킬 수 있다. 예를 들어, 혼합액(1)의 온도가 105℃ 이상이 된 경우 제어부(160)가 마이크로파 발생기(130)를 정지시키고, 배출 펌프(151)를 작동시킬 수 있다.When the temperature measured by the temperature sensor 170 reaches a specific temperature, the controller 160 stops generating the microwaves, and operates the discharge pump 151 to discharge the absorbent 2. For example, when the temperature of the mixture liquid 1 becomes 105 ° C or more, the control unit 160 can stop the microwave generator 130 and operate the discharge pump 151.

상술한 바와 같이 마이크로파를 이용하여 혼합액을 가열하게 되면, 혼합액 가열에 전체 처리 비용의 80% 이상이 소요되는 증기 가온 방식보다 에너지가 절감될 수 있다. As described above, when the mixed solution is heated using the microwave, the energy can be saved more than the steam heating method in which the mixed solution is heated to 80% or more of the total treatment cost.

이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit of the invention as set forth in the appended claims. The present invention can be variously modified and changed by those skilled in the art, and it is also within the scope of the present invention.

1: 혼합액
2: 흡수제
10: 고로가스 처리 장치
100: 이산화탄소 분리기
110: 챔버
111: 통로형성부재
112: 수위 센서
120: 유입부
130: 마이크로파 발생기
131: 마그네트론
132: 도파관
133: 유리막
140: 이산화탄소 배출구
150: 흡수제 배출부
151: 배출 펌프
170: 온도 센서
180: 순환관
181: 순환 펌프
182: 선회류 형성관
200: 이산화탄소 포집기
300: 열교환기1: mixed liquid
2: Absorbent
10: Blast furnace gas treatment system
100: carbon dioxide separator
110: chamber
111: passage forming member
112: Water level sensor
120: inlet
130: Microwave generator
131: Magnetron
132: Waveguide
133:
140: Carbon dioxide outlet
150: absorbent discharge portion
151: discharge pump
170: Temperature sensor
180: Circulation tube
181: circulation pump
182: Swirl flow forming tube
200: carbon dioxide collector
300: heat exchanger

Claims (8)

챔버(chamber);
이산화탄소와 흡수제가 혼합되어 생성된 혼합액이 상기 챔버 내부로 유입되도록 상기 챔버에 형성되는 유입부;
상기 챔버로 유입된 상기 혼합액을 가열하기 위하여 상기 챔버에 결합되는 마이크로파(micro wave) 발생기; 및
상기 혼합액이 가열됨에 따라 분리되는 상기 이산화탄소가 상기 챔버 외부로 배출되도록 상기 챔버 상부에 형성되는 이산화탄소 배출구를 포함하고,
상기 챔버 내부에는, 상기 마이크로파 발생기에서 발생된 마이크로파가 상기 혼합액에 침투되도록 하기 위한 통로형성부재가 설치되는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 분리기.
A chamber;
An inlet formed in the chamber such that a mixed liquid generated by mixing carbon dioxide and an absorbent is introduced into the chamber;
A microwave generator coupled to the chamber to heat the mixed liquid introduced into the chamber; And
And a carbon dioxide discharge port formed in the upper portion of the chamber so that the carbon dioxide separated as the mixed liquid is heated is discharged to the outside of the chamber,
And a passage forming member for allowing the microwave generated in the microwave generator to penetrate into the mixed solution is installed in the chamber.
삭제delete 제1항에 있어서,
가열된 상기 혼합액이 상기 챔버로 재유입되어 재가열되도록, 상기 챔버 하부에 설치되는 순환관을 더 포함하고,
상기 순환관의 일단에는, 상기 챔버로 재유입된 상기 혼합액이 선회류를 형성하도록 선회류 형성관이 결합되는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 분리기.
The method according to claim 1,
Further comprising a circulation pipe installed at a lower portion of the chamber so that the heated mixture is re-introduced into the chamber and reheated,
Wherein a circulation flow forming tube is coupled to one end of the circulation pipe such that the mixed liquid re-introduced into the chamber forms a swirling flow.
제1항에 있어서,
상기 혼합액에서 상기 이산화탄소가 분리되어 남은 상기 흡수제가 상기 챔버에서 배출되도록, 상기 챔버 하부에 결합되는 흡수제 배출부를 더 포함하는 이산화탄소 분리기.
The method according to claim 1,
Further comprising an absorbent discharge portion coupled to a lower portion of the chamber so that the absorbent remaining in the mixed liquid after the carbon dioxide is separated is discharged from the chamber.
흡수제를 이용하여 고로가스로부터 이산화탄소를 포집하고, 상기 흡수제와 상기 이산화탄소가 혼합된 혼합액을 생성하는 이산화탄소 포집기; 및
상기 이산화탄소 포집기에서 생성된 상기 혼합액을 가열하여 상기 혼합액으로부터 상기 이산화탄소를 분리하는 이산화탄소 분리기를 포함하고,
상기 이산화탄소 분리기는,
챔버(chamber);
상기 혼합액이 상기 챔버 내부로 유입되도록 상기 챔버에 형성되는 유입부;
상기 혼합액을 가열하기 위하여 상기 챔버에 결합되는 마이크로파(micro wave) 발생기; 및
상기 혼합액이 가열됨에 따라 분리되는 상기 이산화탄소가 상기 챔버 외부로 배출되도록 상기 챔버 상부에 형성되는 이산화탄소 배출구를 포함하고,
상기 챔버 내부에는, 상기 마이크로파 발생기에서 발생된 마이크로파가 상기 혼합액에 침투되도록 하기 위한 통로형성부재가 설치되는 것을 특징으로 하는 고로가스 처리 장치.
A carbon dioxide collector for collecting carbon dioxide from the blast furnace by using an absorbent, and producing a mixture of the absorbent and the carbon dioxide; And
And a carbon dioxide separator for separating the carbon dioxide from the mixed solution by heating the mixed solution produced in the carbon dioxide sorter,
In the carbon dioxide separator,
A chamber;
An inlet formed in the chamber such that the mixed liquid flows into the chamber;
A microwave generator coupled to the chamber to heat the mixed liquid; And
And a carbon dioxide discharge port formed in the upper portion of the chamber so that the carbon dioxide separated as the mixed liquid is heated is discharged to the outside of the chamber,
Wherein a passage forming member is provided in the chamber so that the microwave generated in the microwave generator penetrates into the mixed solution.
제5항에 있어서,
상기 이산화탄소 포집기와 상기 이산화탄소 분리기 사이에 개재되는 열교환기를 더 포함하는 고로가스 처리 장치.
6. The method of claim 5,
And a heat exchanger interposed between the carbon dioxide separator and the carbon dioxide separator.
삭제delete 제5항에 있어서,
상기 이산화탄소 분리기는, 가열되는 상기 혼합액의 온도를 측정하기 위하여, 상기 혼합액과 연결되도록 상기 챔버에 설치되는 온도 센서를 더 포함하고,
상기 마이크로파 발생기는, 상기 온도 센서에 의하여 측정된 온도에 따라 작동되는 것을 특징으로 하는 고로가스 처리 장치.
6. The method of claim 5,
The carbon dioxide separator may further include a temperature sensor installed in the chamber to be connected to the mixed liquid for measuring a temperature of the mixed liquid to be heated,
Wherein the microwave generator is operated according to a temperature measured by the temperature sensor.
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