KR101548883B1 - 바이오가스의 고순도 이산화탄소 액화 회수 장치 - Google Patents

바이오가스의 고순도 이산화탄소 액화 회수 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 바이오가스로부터 분리된 이산화탄소를 주성분으로 포함하는 원료 가스를 공급받아 압축하는 압축기; 상기 압축기에서 압축된 원료 가스를 냉각하는 냉각기; 상기 냉각기에 연결되며, 내부의 이산화탄소 액화 분위기에 의하여 원료가스 중의 이산화탄소가 액화되어 분리되며, 하단에는 액화 이산화탄소를 배출하는 액화 이산화탄소 배출라인이 연결된 액화 정제탑; 상기 액화정제탑에 연결되며, 상기 액화정제탑 내부의 액화된 이산화탄소층 상부에 위치하는 혼합가스를 공급받아 막 분리하는 후단 분리막을 포함하는 바이오가스의 고순도 이산화탄소 액화 회수 장치를 제공한다.

Description

바이오가스의 고순도 이산화탄소 액화 회수 장치{LIQUEFYING AND COLLECTING APPARATUS OF HIGH PURITY CARBON DIOXIDE FROM BIO GAS}
본 발명은 바이오가스로부터 고순도의 이산화탄소를 액화 회수할 수 있는 바이오가스의 고순도 이산화탄소 액화 회수 장치에 관한 것이다.
바이오가스는 음식물 쓰레기, 축산분뇨 등 유기성 폐기물과 매립지 등으로부터 발생하는 데, 메탄과 이산화탄소가 주요 성분을 이룬다. 바이오가스는 유기성 폐기물 등으로부터 에너지를 얻을 수 있다는 점에서 친환경 대체 에너지원으로 주목을 받고 있다.
바이오가스 발생 설비로부터 생산되는 바이오가스는 현재 발전용 또는 저급 연료용으로 주로 사용되고 있는 데, 일반적으로 바이오가스는 메탄 40~60% 및 이산화탄소 40~55%를 포함하고 있어 전력 생산 효율이 낮고 열량 조절이 어려워 대체 연료로서의 사용이 제한적인 단점이 있다.
따라서 근래에는 바이오가스를 메탄과 이산화탄소로 분리하여 고순도 메탄을 생산함으로써 일반산업용 천연가스를 대체할 수 있는 바이오 CNG를 생산할 수 있는 장치 개발이 진행 중에 있다. 바이오가스로부터 메탄과 이산화탄소를 분리하는 방법으로, 기체의 용해도 차이를 이용하여 메탄과 이산화탄소를 분리하는 워터 스크러빙법, 기체상 물질의 흡착 특성의 차이를 이용하는 분리하는 PSA 법, 기체 분자의 극성 차이를 이용하는 막 분리법 등이 사용되고 있다.
한편, 과거에는 바이오가스에서 고순도 메탄을 정제하는 과정에서 부산물로 발생하는 이산화탄소를 대기 중으로 배출하였으나, 이산화탄소는 지구 온난화의 원인으로 지목되고 있어 또 다른 환경 문제를 유발할 수 있다. 더욱이 고순도의 이산화탄소는 산업용 용접용 가스, 드라이아이스 등에 사용되는 유용한 공업 재료인바, 바이오가스에서 메탄 생산 과정에서 발생하는 이산화탄소를 고순도로 정제 액화할 수 있는 장치 개발이 시급하다.
대한민국 등록특허공보 제1327338호(2013.11.11) 미국 특허공보 제4639257호(1987.1.27)
본 발명은 바이오가스로부터 고순도의 메탄을 생산하는 과정에서 고순도의 이산화탄소도 액화 회수할 수 있도록 하는 바이오가스의 고순도 이산화탄소 액화 회수 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해, 바이오가스로부터 분리된 이산화탄소를 주성분으로 포함하는 원료 가스를 공급받아 압축하는 압축기; 상기 압축기에서 압축된 원료 가스를 냉각하는 냉각기; 상기 냉각기에 연결되며, 내부의 이산화탄소 액화 분위기에 의하여 원료가스 중의 이산화탄소가 액화되어 분리되며, 하단에는 액화 이산화탄소를 배출하는 액화 이산화탄소 배출라인이 연결된 액화 정제탑; 상기 액화정제탑에 연결되며, 상기 액화정제탑 내부의 액화된 이산화탄소층 상부에 위치하는 혼합가스를 공급받아 막 분리하는 후단 분리막을 포함하는 바이오가스의 고순도 이산화탄소 액화 회수 장치를 제공한다.
본 발명에 의하면, 상기 액화 정제탑에는, 내부에 액상과 기상을 분리하기 위한 스크린이 설치되고, 상기 원료가스는 상기 스크린의 하부로 상기 액화 정제탑에 공급되며, 상기 스크린의 상부로 상기 스크린 상부의 가스를 제1 배출가스로 배출하는 제1 배출라인이 연결되고, 상기 스크린 하부로 상기 스크린 하부의 가스를 제2 배출가스로 배출하는 제2 배출라인이 연결되며; 상기 후단 분리막은, 상기 제1 배출라인을 통해 제1 배출가스를 공급받아 막 분리하여 메탄가스와 이산화탄 포함 가스로부터 분리하며, 상기 이산화탄소 포함 가스는 상기 압축기로 다시 피드백 시키는 제1 후단 분리막과, 상기 제2 배출라인을 통해 제2 배출가스를 공급받아 막 분리하여 메탄가스와이산화탄소 포함가스로 분리하며, 이산화탄소 포함 가스는 상기 압축기에 다시 피드백시키는 제2 후단 분리막을 포함하다.
본 발명에 의하면, 상기 압축기와 상기 냉각기 사이에는 열교환기가 설치되며, 상기 제1 배출라인 및 상기 제2 배출라인은 상기 열교환기 내부를 경유하여 제1 및 제2 후단 분리막과 각각 연결됨으로써, 상기 열교환기 내부에서 상기 제1 배출가스 및 상기 제2 배출가스와 상기 압축기를 통과한 원료 가스의 열교환이 일어난다.
본 발명에 의하면, 상기 제2 배출라인은 팽창밸브와, 상기 팽창밸브의 후측으로 배치되어 상기 액화 정제탑 내부를 지나는 열교환 라인을 더 포함하여, 상기 열교환 라인을 거친 제2 배출가스가 상기 열교환기를 거쳐 상기 제2 후단 분리막으로 공급된다. 여기서 상기 열교환 라인은 상기 스크린의 하부로 인접하게 연장된다.
본 발명에 의하면, 상기 냉각기는 상기 열교환기 후측으로 배치된 제1 냉각기와, 상기 제1 냉각기와의 사이에 불순물 처리부를 구비하고 후측으로 배치된 제2 냉각기를 더 포함하며, 상기 불순물 처리부는 수분 제거부를 포함한다.
본 발명에 의하면, 바이오가스는 메탄 정제부를 거치면서 주성분 메탄가스와 주성분 이산화탄소가스로 분리되되, 상기 메탄 정제부는 바이오가스가 공급되어 주성분 메탄가스와 주성분 이산화탄소가스로 막분리하는 제1 분리막과, 상기 제1 분리막에 연결되어 상기 제1 분리막에서 공급된 주성분 메탄가스를 다시 막분리하여 농축되게 하는 제2 분리막을 포함하고, 상기 제2 분리막에서 분리된 주성분 이산화탄소가스는 제1 분리막으로 다시 유입되도록 피드백되고, 상기 제1 분리막에서 분리된 주성분 이산화탄소가스가 원료 가스가 되어 상기 이산화탄소 액화 정제부로 공급된다.
본 발명에 따른 바이오가스의 고순도 이산화탄소 액화 회수장치에 의하면, 에너지 투입을 최소화하고, 액화 정제탑의 높이를 최소하면서 고순도의 이산화탄소를 액화 정제할 수 있다.
또한 본 발명은 리보일러(Re-boiler) 및 리쿨러(Re-cooler)를 사용하지 않은 이산화탄소 액화 장치를 가능하게 한다.
또한 본 발명은 바이오가스로부터 고순도의 메탄가스와 고순도의 이산화탄소를 함께 회수하는 것을 가능하게 한다.
도 1 은 본 발명에 따른 바이오가스의 고순도 이산화탄소 액화 회수장치를 구비한 바이오가스 정제 시스템의 구성도이다.
도 2 는 본 발명에 따른 바이오가스 정제 시스템의 메탄 정제부의 구성도이다.
도 3 은 본 발명에 따른 이산화탄소 액화 정제부의 구성도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명은 하기의 실시예에 의해 한정되지 않는다.
도 1 은 본 발명에 따른 바이오가스의 고순도 이산화탄소 액화 회수장치를 구비한 바이오가스 정제 시스템의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 바이오가스 정제 시스템은, 전처리 공정부(10)와 온도 압력 조절부(20)와, 메탄 정제부(30), 메탄 저장탱크(40), 이산화탄소 액화 정제부(50), 액화 이산화탄소 저장탱크(60)를 포함한다.
바이오가스(1)는 바이오가스 발생 설비로부터 공급되며, 주성분으로 메탄, 이산화탄소를 포함하며, 이외에도 황화수소, 실록산 등의 불순물을 포함하고 있다.
전처리 공정부(10)는 바이오가스 발생 설비로부터 생산된 바이오가스(1) 중의 불순물인 황화수소, 실록산 등의 불순물을 제거하기 위한 공정으로, 탈황부와, 탈실록산부 등을 포함할 수 있다.
탈황부는 건식 탈황 공정 또는 습식 탈황 공정을 포함할 수 있다. 다만, 건식 탈황 공정은 습식 탈황 공정에 비하여 폐수 처리 공정 등이 불필요하여 공정 경제성 및 친환경성이 우수한 것으로 알려져 있는 바, 건식 탈황 공정을 수행하는 것이 바람직하다. 탈황 처리는 산화철 탑에 의하여 이루어지는 것이 가능하며, 탈 실록산 처리는 첨착 활성탄 흡착재 또는 실라카켈 흡착제에 의해 수행될 수 있다. 바이오가스의 이러한 전처리 공정 및 장치들은 다양한 방법이 공지되어 있다.
전처리 공정부(10)에서 탈 황처리 및 탈 실록산 처리 등과 같은 전처리 공정이 수행된 바이오가스는 압축기 및 냉각기를 포함하는 온도 압력 조절부(20)에서 온도 및 압력이 조절된 상태로 메탄 정제부(30)로 공급된다.
도 2 는 본 발명에 따른 바이오가스 정제 시스템의 메탄 정제부의 구성도이다.
도 2 에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 메탄 정제부(30)는 다단으로 막분리 공정이 이루어지도록 적어도 2개의 분리막(32, 36)을 포함한다. 막분리 공정은 분리막의 선택적 기체 투과 원리를 이용한 것으로 다양한 소재의 분리막이 공지되어 있다.
메탄 정제부(30)는 온도 압력이 조절된 바이오가스를 공급하는 공급 라인에 접속된 제1 분리막(32)을 포함한다. 제1 분리막(32)은 분리막의 선택적 투과 원리를 이용하여 공급된 바이오가스를 주성분 메탄가스와, 주성분 이산화탄소가스로 1차 분리한다.
제1 분리막(32)을 통해 분리된 주성분 메탄가스는 제1 분리막(32)에 접속된 제2 분리막(36)으로 유입되면, 제2 분리막(36)은 막분리 공정을 통해 주성분 메탄가스를 재차 분리하면서 농축하여 고순도의 메탄가스로 정제한다.
제2 분리막(36)에서 분리된 주성분 이산화탄소가스는 제1 분리막(32)으로 다시 유입될 수 있도록 제1 분리막(32) 전측 예컨대, 온도 압력 조절부(20)의 압축기로 다시 피드백되며, 제1 분리막(32)에서 분리된 주성분 이산화탄소가스는 이산화탄소 액화 정제를 위한 원료 가스가 되어 이산화탄소 액화 정제부(50)로 공급된다.
메탄 정제부(30)에서, 공급된 바이오가스는 제1 및 제2 분리막(32, 36)을 거치면서 농축된 고순도(97% 이상) 메탄과, 주성분 이산화탄소의 원료 가스 즉, 이산화탄소를 포함하는 원료 가스로 분리되며, 생산된 고순도 메탄은 메탄 저장탱크(40)로 공급되어 저장된다. 이를 통해 고순도의 메탄이 생산 가능하게 된다. 원료 가스는 일반적으로 70% 이산화탄소와, 25% 메탄, 나머지 수분 등의 기타 불순을 포함한다.
도 3 은 본 발명에 따른 이산화탄소 액화 정제부의 구성도이다.
도 3을 참조하면, 이산화탄소 액화 정제부(50)는, 압축기(510)와, 열교환기(520)와, 냉각기들(530, 550)과, 불순물 처리부(540)와, 액화 정제탑(560) 및 후단 분리막(570, 580)들을 포함한다.
이산화탄소 액화 정제부(50)로 유입된 원료 가스는 압축기(510)를 거치면서 가압된다.
압축기(510)에서 가압된 원료 가스는 열교환기(520)로 유입된다. 열교환기(520)에는 액화 정제탑(560)에 연결된 제1 배출라인 (571) 및 제2 배출라인(581)이 연결된다. 제1 배출라인(571) 및 제2 배출라인(581)은 열교환기(520) 내부를 경유하여 지난다. 제1 배출라인(571) 및 제2 배출라인(581)은 열교환기(520) 내부에서 각각 열교환부(572, 586)를 형성하여, 압축기(510)로부터 유입된 원료가스와 제1 및 제2 배출가스 사이에서 열교환이 이루어지도록 한다. 이를 통해 원료가스는 예비 냉각된다.
열교환기(520)에서의 이러한 원료가스와 제1 및 제2 배출가스의 열 교환을 통해 제1 및 제2 배출라인(571, 581)을 통해 이동하는 제1 및 제2 배출가스는 승온되고, 원료 가스는 냉각된다.
열교환기(520)를 거치면서 냉각된 원료 가스는 냉각기들(530, 550)을 거치면서 냉각되어 액화 정제탑(560)으로 유입된다. 액화 정제탑(540)은 이산화탄소 액화 조건의 분위기 즉, -15 ~ -25도 내외, 20~ 30 bar 내외 분위기를 가지며, 원료 가스는 압축기(510)와, 냉각기들(530, 550) 등을 거치면서 가압 및 냉각되어 액화 정제탑(560)으로 유입된다.
본 발명은 제1 및 제2 냉각기(530, 550)를 구비하며, 그 사이에 불순물 처리부(540)를 포함한다. 불순물 처리부(540)는 원료 가스 중의 수분 등의 불순물을 처리하기 위해 구비된다. 불순물 처리부(540)는 수분 제거부 등을 포함하는 데, 예컨대 흡착제 등을 이용하는 원료 가스 중의 불순물을 제거한다.
제1 냉각기(530)는 불순물 처리부(540)에서의 불순물 제거 공정에 적합한 온도로 원료 가스를 1차 냉각하며, 제2 냉각기(550)는 불순이 제거된 원료 가스는 이산화탄소 액화 조건이 되도록 2차 냉각한다.
액화 정제탑(560)은 도입된 원료 가스를 이산화탄소 액화 분위기 하에서 기액 분리가 이루어지도록 하는 데, 액화 정제탑(560)에는 일정한 온도 조건을 유지하도록 쿨러(cooler, 562)가 구비될 수 있다.
액화 정제탑(560)은 타워형으로 내부에는 필터 등과 같은 스크린(564)이 구비되어 내부를 상하로 구분한다. 스크린(564)은 기체 상태의 가스와 액체 성분을 포함한 가스를 즉 기상과 액상을 상하로 분리하기 위해 설치되며, 원료 가스는 스크린(564) 하부 위치로 액화 정제탑(560) 내로 공급된다.
원료 가스는 노즐(561) 등을 통해 액화 정제탑(560) 내에서 분사되는 데, 액화 정제탑(560)의 분위기는 이산화탄소 액화 조건으로 맞추어져 있으므로 원료 가스 중 이산화탄소는 액화되고 액화된 이산화탄소는 액화 정제탑(560)의 하단으로 모인다. 액화 정제탑(560)의 하단에는 액화 이산화탄소 배출라인(565)이 연결되어 액상 이산화탄소를 액화 이산화탄소 저장탱크(60)로 공급한다.
액화 정제탑(560) 내에는 이산화탄소 액화 분위기가 형성되지만, 원료 가스는 혼합가스 형태이므로 이산화탄소 액화 분위기만으로 원료 가스 중의 모든 이산화탄소가 액화되어 기액 분리되지 않는다. 즉, 액화 이산화탄소층 상부로 다양한 상태로 메탄 및 이산화탄소의 혼합가스가 존재한다. 스크린(564)의 상하 분리에 의해 스크린(564) 상부에는 기상의 혼합가스가 모이게 되며, 스크린(564) 하부에는 부유하는 미세 액적 상태의 이산화탄소를 포함하여 스크린(564) 상부로 이동하지 못한 혼합가스가 존재하게 된다. 본 발명은 이러한 혼합가스를 피드백을 통해 정제하여 메탄과 이산화탄소가스로 분리함으로써 액화정제탑(560) 내에 이산화탄소가 고순도로 농축 액화되도록 하고 있다.
이를 위해 액화 정제탑(560)에는 제1 및 제2 배출라인(571, 581)이 연결된다. 제1 배출라인(571)은 액화 정제탑(560)의 상단에 연결되어 제1 배출라인을 통해 배??되는 제1 배출가스가 액화 정제탑(560) 외부로 배출된 후 막분리되어 피드백되게 한다.
제2 배출라인(581)은 액화 정제탑(560)에서 스크린(564) 하부로 연결되어 제2배출라인을 통해 배출되는 제2 배출가스가 액화 정제탑(560) 외부로 배출된 후 막분리되어 피드백되게 한다.
구체적으로 살펴보면, 제1 배출라인(571)은 스크린(564) 상부의 기체 성분으로 된 혼합 가스 즉, 제1 배출가스가 배출되는 경로가 되는 데, 액화 정제탑(560)의 외부로 배출된 제1 배출가스는 열교환기(520)를 거치면서 열교환을 통해 승온된 후, 제1 후단 분리막(570)으로 유입된다. 제1 후단 분리막(570)은 제1 배출라인(571)으로 배출된 제1 배출가스를 막 분리 공정을 통해 메탄가스와 이산화탄소 포함 가스로 분리하여, 메탄가스는 메탄가스 저장탱크(40)로 공급하고, 분리된 이산화탄소 포함 가스는 압축기(510)로 다시 유입되도록 피드백한다.
제2 배출라인(581)은 스크린(564)의 하부의 기상과 액상의 다양한 혼합 형태의 가스인 제2 배출가스가 배출되는 경로가 되는 데, 제2 배출가스는 열교환기(520)를 거치면서 열교환을 통해 승온된 후, 제2 후단 분리막(580)으로 입력된다. 제2 후단 분리막(580)은 제2 배출라인(581)으로 배출되는 제2 배출가스를 막 분리 공정을 통해 메탄가스와 이산화탄소 포함 가스로 분리하여, 메탄가스는 메탄가스 저장탱크로 공급하고, 분리된 이산화탄소 포함 가스는 압축기(510)로 다시 유입되도록 피드백된다.
본 발명에 의하면 제2 배출라인(581)은 팽창밸브(583)와 액화 정제탑(560)과의 열교환을 위한 열교환 라인(585)을 더 포함한다.
열교환 라인(585)은 액화 정제탑(560) 내부에 배치된다. 바람직하게는 스크린(564) 하부로 배치되어 노즐(561)로 분출되는 원료 가스 중 비 액화 성분이 스크린(564)을 향해 상승하는 중에 열교환 라인(585)과 접촉하여 냉각 액화되도록 구성한다.
제2 배출라인(581)에는 열교환 라인(585)의 전측으로 팽창밸브(583)를 더 포함한다. 팽창밸브(583)는 스크린(564) 하부로 배출되는 제2 배출가스를 팽창시켜 액적 상태의 이산화탄소와 같은 액상 성분들을 기화시키면서 냉각되도록 한다. 팽창밸브(583)를 거친 제2 배출가스는 열교환 라인(585)으로 유입되어 액화 정제탑(560) 내부를 냉각시킨다. 열교환 라인(585)을 거친 제2 배출가스는 승온된 후 열교환기(520)로 공급된다. 열교환 라인(585)을 통해 제2 배출가스의 냉열을 액화 정제탑(560)으로 회수함으로써 냉각 효율이 향상되고 에너지가 절약된다.
제1 및 제2 배출라인(571, 581)에는 제1 및 제2 후단 분리막(570, 580)의 전측으로 레귤레이터 등을 더 포함할 수 있다.
제1 및 제2 후단 분리막(570, 580)을 통한 이산화탄소 포함 가스의 피드백 순환에 의하여 액화 정제탑(560) 내에서 고순도의 액화 이산화탄소(99.5%)가 회수될 수 있다.
본 발명에 따르면 열교환기(520)와, 열교환 라인(584) 등의 열 회수 설비를 통해 에너지 절약형 이산화탄소 액화 회수 시스템을 구성하는 것이 가능하며, 액화 정제탑(560)과 제1 및 제2 후단 분리막(570, 580)을 포함하는 이산화탄소 포함 가스의 피드백 순환에 의하여 액화 정제탑의 높이를 최소화하면서 이산화탄소의 액화 및 정제를 동시에 실현가능하게 한다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예의 기재에 한정되지 않으며, 본 발명의 특허청구범위의 기재를 벗어나지 않는 한 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 다양한 변형 실시 또한 본 발명의 보호범위 내에 있는 것으로 해석되어야 한다.
10: 전처리 공정부 20: 온도 압력 조절부
30: 메탄 정제부 32: 제1 분리막
36: 제2 분리막 40: 메탄 저장탱크
50; 이산화탄소 액화 정제부 60: 액화 이산화탄소 저장탱크
510: 압축기 520: 열교환기
530: 제1 냉각기 540: 불순물 처리부
550: 제2 냉각기 560: 액화 정제탑
561: 노즐 562: 쿨러
564: 스크린 565: 액화 이산화탄소 배출라인
570: 제1 후단 분리막 571: 제1 배출라인
572, 586: 열교환부 580: 제2 후단 분리막
581: 제2 배출라인 583: 팽창밸브
585: 열교환 라인

Claims (7)

  1. 이산화탄소를 주성분으로 포함하는 원료 가스를 공급받아 압축하는 압축기;
    상기 압축기에서 압축된 원료 가스를 냉각하는 냉각기;
    상기 냉각기에 연결되며, 내부의 이산화탄소 액화 분위기에 의하여 원료가스 중의 이산화탄소가 액화되어 분리되며, 하단에는 액화 이산화탄소를 배출하는 액화 이산화탄소 배출라인이 연결된 액화 정제탑;
    상기 액화정제탑에 연결되며, 상기 액화정제탑 내부의 액화된 이산화탄소층 상부에 위치하는 혼합가스를 공급받아 막 분리하는 후단 분리막을 포함하되,
    상기 액화 정제탑에는, 내부에 액상과 기상을 분리하기 위한 스크린이 설치되고, 상기 원료가스는 상기 스크린의 하부로 상기 액화 정제탑 내에 공급되며, 상기 스크린의 상부로 상기 스크린 상부의 가스를 제1 배출가스로 배출하는 제1 배출라인이 연결되고, 상기 스크린 하부로 상기 스크린 하부의 가스를 제2 배출가스로 배출하는 제2 배출라인이 연결되며,
    상기 후단 분리막은,
    상기 제1 배출라인을 통해 제1 배출가스를 공급받아 막 분리하여 메탄가스와 이산화탄 포함 가스로부터 분리하며, 상기 이산화탄소 포함 가스는 상기 압축기로 다시 피드백 시키는 제1 후단 분리막과,
    상기 제2 배출라인을 통해 제2 배출가스를 공급받아 막 분리하여 메탄가스와이산화탄소 포함가스로 분리하며, 이산화탄소 포함 가스는 상기 압축기에 다시 피드백시키는 제2 후단 분리막을 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오가스의 고순도 이산화탄소 액화 회수 장치.
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 압축기와 상기 냉각기 사이에는 열교환기가 설치되며,
    상기 제1 배출라인 및 상기 제2 배출라인은 상기 열교환기 내부를 경유하여 제1 및 제2 후단 분리막과 각각 연결됨으로써, 상기 제1 배출가스 및 상기 제2 배출가스와 상기 압축기를 통과한 원료 가스의 열교환이 일어나는 것을 특징으로 하는 바이오가스의 고순도 이산화탄소 액화 회수 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제2 배출라인은 팽창밸브와, 상기 팽창밸브의 후측으로 배치되어 상기 액화 정제탑 내부를 지나는 열교환 라인을 더 포함하여, 상기 열교환 라인을 거친 제2 배출가스가 상기 열교환기를 거쳐 상기 제2 후단 분리막으로 공급되는 것을 특징으로 하는 바이오가스의 고순도 이산화탄소 액화 회수 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 열교환 라인은 상기 스크린 하부에 인접한 위치로 연장된 것을 특징으로 하는 바이오가스의 고순도 이산화탄소 액화 회수 장치.
  6. 제3 항에 있어서,
    상기 냉각기는 상기 열교환기 후측으로 배치된 제1 냉각기와, 상기 제1 냉각기와의 사이에 불순물 처리부를 구비하고 후측으로 배치된 제2 냉각기를 더 포함하며, 상기 불순물 처리부는 수분 제거부를 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오가스의 고순도 이산화탄소 액화 회수 장치.
  7. 제1 항, 제3 항 내지 제6 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    바이오가스는 메탄 정제부를 거치면서 주성분 메탄가스와 주성분 이산화탄소가스로 분리되되,
    상기 메탄 정제부는 바이오가스가 공급되어 주성분 메탄가스와 주성분 이산화탄소가스로 막분리하는 제1 분리막과,
    상기 제1 분리막에 연결되어 상기 제1 분리막에서 공급된 주성분 메탄가스를 다시 막분리하여 농축되게 하는 제2 분리막을 포함하고,
    상기 제2 분리막에서 분리된 주성분 이산화탄소가스는 제1 분리막으로 다시 유입되도록 피드백되고, 상기 제1 분리막에서 분리된 주성분 이산화탄소가스가 원료 가스가 되어 상기 이산화탄소 액화 정제부로 공급되는 것을 특징으로 하는 바이오가스의 고순도 이산화탄소 액화 회수 장치.
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