KR101644538B1 - Method and apparatus for capturing and resourcing carbon dioxide from flue gas containing carbon dioxide - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이산화탄소가 함유된 배가스로부터 이산화탄소를 포집 및 자원화하는 방법 및 장치에 관한 것으로, 구체적으로 흡수탑, 기수 분리기, 중조 반응기, 탄산화기를 포함하여, 상기 기수 분리기에 별도의 스팀 에너지를 공급하지 않고, 포집되는 이산화탄소를 자원화할 수 있는 이산화탄소가 함유된 배가스로부터 이산화탄소를 포집 및 자원화하는 방법 및 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a method and apparatus for collecting and recycling carbon dioxide from an exhaust gas containing carbon dioxide, and more particularly, to a method and apparatus for collecting carbon dioxide from an exhaust gas containing carbon dioxide The present invention relates to a method and an apparatus for collecting and recycling carbon dioxide from an exhaust gas containing carbon dioxide which can recycle captured carbon dioxide.

Figure R1020140183210
Figure R1020140183210

Description

이산화탄소가 함유된 배가스로부터 이산화탄소를 포집 및 자원화하는 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR CAPTURING AND RESOURCING CARBON DIOXIDE FROM FLUE GAS CONTAINING CARBON DIOXIDE}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a method and apparatus for collecting and recycling carbon dioxide from an exhaust gas containing carbon dioxide,

본 발명은 이산화탄소가 함유된 배가스로부터 이산화탄소를 포집 및 자원화를 동시에 수행할 수 있는 방법 및 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a method and apparatus capable of simultaneously collecting and recycling carbon dioxide from an exhaust gas containing carbon dioxide.

최근 지구온난화와 관련하여 온실가스 감축을 위한 다양한 노력을 기울이고 있다. 온실가스 감축 수단은 수소에너지와 같은 친환경 에너지의 사용, 열효율의 증대, 그리고 보다 적극적인 방법으로 배출되는 CO2를 직접 포집하여 저장하자는 개념의 CCS(Carbon Capture & Storage)가 있다.
Recently, various efforts have been made to reduce GHG emissions in relation to global warming. Carbon Capture & Storage (CCS) is the concept of using green energy such as hydrogen energy, increasing thermal efficiency, and capturing and storing CO 2 emitted by more aggressive methods.

CO2 포집 기술은 흡수법, 흡착법, 막분리법으로 크게 구분할 수 있으며 흡수법이 상용화에 가장 근접한 기술로 평가되고 있으며, 상기 흡수법은 주로 아민계열의 흡수제나 암모니아 계열의 흡수제를 사용하고 있으며 흡수제의 특성에 따라 공정의 구성이 조금씩 차이가 있고 CO2 포집 설비의 경제성은 대부분 흡수제의 재생에 사용하는 스팀에너지에 의해 결정된다.
The CO 2 trapping technology can be largely classified into the absorption method, the adsorption method, and the membrane separation method. The absorption method is considered to be the closest to commercialization, and the absorption method mainly uses an amine-based absorbent or an ammonia-based absorbent. Depending on the nature of the process, the composition of the process is slightly different, and the economics of the CO 2 capture facility are largely determined by the steam energy used to regenerate the absorbent.

한편, CO2를 이용한 자원화 기술은 개미산(formic acid), DMC(dimethyl carbonate), 탄산염 제조(CaCO3, NaHCO3) 등이 주를 이루고 있으며, 일반적으로 개미산과 DMC의 경우에는 포집된 CO2를 정제하여 순도를 높이고 불순물을 제거한 후 공정에 사용하는 방식을 채택하고 있다.
On the other hand, recycling technology using a CO 2 is the achieve the state etc. formate (formic acid), DMC (dimethyl carbonate), the carbonate prepared (CaCO 3, NaHCO 3), generally if the formic acid and the DMC has a collecting CO 2 It is refined to increase purity, remove impurities, and then use it in the process.

본 발명의 한 측면은 이산화탄소를 포함하는 배가스로부터 이산화탄소를 포집하는 동시에 포집된 이산화탄소의 자원화가 가능한, 이산화탄소가 함유된 배가스로부터 이산화탄소를 포집 및 자원화하는 방법 및 장치를 제공하고자 한다.
One aspect of the present invention is to provide a method and apparatus for collecting carbon dioxide and collecting carbon dioxide from an exhaust gas containing carbon dioxide, which is able to collect carbon dioxide from the exhaust gas containing carbon dioxide and collect the collected carbon dioxide.

본 발명의 또 다른 측면은 종래의 스팀 에너지를 사용하여 이산화탄소를 분리 배출하는 재생탑 대신, 스팀 에너지를 사용하지 않고도 이산화탄소를 배출하여 상기 이산화탄소를 자원화할 수 있는 이산화탄소를 포집 및 자원화하는 방법 및 장치를 제공하고자 한다.
Another aspect of the present invention is to provide a method and apparatus for collecting and reusing carbon dioxide, which is capable of recycling carbon dioxide by discharging carbon dioxide without using steam energy, instead of a regeneration tower for separating and discharging carbon dioxide using conventional steam energy .

본 발명의 일 구현예는, 이산화탄소가 함유된 배가스를 흡수탑에 공급하고, 암모니아수를 흡수탑에 공급하여, 상기 배가스에 함유된 이산화탄소를 흡수시키는 단계; 상기 이산화탄소가 흡수된 암모니아수를 배출하여 중조 반응기 및 기수 분리기로 공급하는 단계; 상기 중조 반응기에서 이산화탄소가 흡수된 암모니아수와 농축탑으로부터 공급되는 NaCl과 반응시켜 NH4Cl 및 NaHCO3를 형성시키는 단계; 상기 중조 반응기에서 형성된 NH4Cl을 용출 반응기로 공급하여 칼슘 화합물과 반응시켜 Ca2+를 용출하여, Ca2 +, NH4 +, Cl- 및 OH-의 혼합액을 형성시키는 단계; 상기 기수 분리기에서 이산화탄소가 흡수된 암모니아수를 암모니아수 및 이산화탄소로 분해하고, 상기 이산화탄소를 탄산화 반응기로 공급하는 단계; 상기 탄산화 반응기에서, 용출 반응기로부터 공급되는 Ca2 +, NH4 +, Cl- 및 OH-; 상기 기수 분리기로부터 공급되는 이산화탄소; 및 NaOH를 반응시키는 단계; 상기 탄산화 반응기에서 CaCO3를 형성시키는 단계; 상기 탄산화 반응기로부터 공급되는 NH4 +, Cl-, Na+ 을 농축탑으로 이송시키는 단계; 및 상기 농축탑에서 스팀을 가하여 CO2, NH3, H2O 및 NaCl을 형성시키고, 상기 CO2, NH3 및 H2O를 기수 분리기로 공급하고, 상기 NaCl을 중조 반응기로 공급하는 단계;를 포함하는, 이산화탄소가 함유된 배가스로부터 이산화탄소를 포집 및 자원화하는 방법을 제공한다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a method for purifying carbon dioxide, comprising: supplying an exhaust gas containing carbon dioxide to an absorption tower; supplying ammonia water to an absorption tower to absorb carbon dioxide contained in the exhaust gas; Discharging the carbon dioxide-absorbed ammonia water, and supplying the carbon dioxide-containing ammonia water to the carbon monoxide bath reactor and the water separator; Reacting the carbon dioxide-absorbed ammonia water with the NaCl supplied from the concentrating column to form NH 4 Cl and NaHCO 3 ; NH 4 Cl formed in the neutralization reactor is supplied to an elution reactor and reacted with a calcium compound to elute Ca 2+ to form a mixed solution of Ca 2 + , NH 4 + , Cl - and OH - ; Decomposing ammonia water in which carbon dioxide has been absorbed in the water separator into ammonia water and carbon dioxide, and supplying the carbon dioxide to a carbonation reactor; In the carbonation reactor, Ca 2 + , NH 4 + , Cl - and OH - supplied from the elution reactor; Carbon dioxide supplied from the water separator; And NaOH; Forming CaCO 3 in the carbonation reactor; Transporting NH 4 + , Cl - , and Na + supplied from the carbonation reactor to a concentrating tower; And steam in the concentrating tower to form CO 2 , NH 3 , H 2 O, and NaCl, supplying the CO 2 , NH 3, and H 2 O to the water separator, and supplying the NaCl to the neutralization reactor; And a method for collecting and recycling carbon dioxide from an exhaust gas containing carbon dioxide.

상기 칼슘 화합물은 슬래그, 폐콘크리트, 비산재, 바닥재, 제지슬래그, 방해석, Ca(OH)2, CaCl2 및 CaO로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상으로부터 제공되는 것이 바람직하다.The calcium compound is preferably provided from at least one member selected from the group consisting of slag, waste concrete, fly ash, flooring, paper slag, calcite, Ca (OH) 2 , CaCl 2 and CaO.

상기 이산화탄소를 탄산화 반응기로 공급하는 단계는, 상기 이산화탄소 및 이산화탄소가 흡수된 암모니아수를 함께 탄산화 반응기로 공급하는 단계인 것이 바람직하다.The step of supplying the carbon dioxide to the carbonation reactor is preferably a step of supplying the carbon dioxide and the ammonia water absorbed by the carbon dioxide to the carbonation reactor together.

상기 기수 분리기에서 이산화탄소가 흡수된 암모니아수를 암모니아수 및 이산화탄소로 분해하고, 상기 이산화탄소를 탄산화 반응기 및 중조 반응기로 공급하는 것이 바람직하다.It is preferable that the ammonia water absorbed by the carbon dioxide separator is decomposed into ammonia water and carbon dioxide in the water separator, and the carbon dioxide is supplied to the carbonation reactor and the heavier regenerator.

상기 흡수탑에서 배출되는 이산화탄소가 흡수된 암모니아수를 탄산화 반응기로 공급하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
And supplying the carbon dioxide-absorbed ammonia water discharged from the absorption tower to the carbon dioxide reactor.

본 발명의 다른 구현예는, 이산화탄소가 함유된 배가스로부터 암모니아수를 흡수액으로 이용하여 이산화탄소를 포집 및 자원화하는 장치에서, 이산화탄소 함유 배가스로부터 이산화탄소를 암모니아수로 흡수하고, 상기 이산화탄소가 흡수된 암모니아수를 배출하는 흡수탑; 상기 흡수탑으로부터 배출된 이산화탄소가 흡수된 암모니아수가 공급되어, 농축탑으로부터 공급되는 NaCl과 상기 이산화탄소가 흡수된 암모니아수를 반응시켜 NaHCO3 및 NH4Cl을 형성시키는 중조 반응기; 상기 중조 반응기로부터 공급되는 NH4Cl을 칼슘 화합물과 반응시키는 용출 반응기; 상기 용출 반응기로부터 공급되는 Ca2 +, NH4 +, Cl- 및 OH-; 상기 기수 분리기로부터 공급되는 이산화탄소; 및 NaOH를 반응시켜 CaCO3를 형성시키는 탄산화 반응기; 상기 탄산화 반응기로부터 공급되는 NH4 +, Cl-, Na+ 에 스팀을 가하여, CO2, NH3, H2O 및 NaCl을 형성시키고, 상기 CO2, NH3 및 H2O를 기수 분리기로 공급하고, 상기 NaCl을 중조 반응기로 공급하는 농축탑; 및 상기 흡수탑으로부터 이산화탄소가 흡수된 암모니아수가 공급되고 농축탑으로부터 CO2, NH3 및 H2O를 공급받고, 상기 이산화탄소가 흡수된 암모니아수를 암모니아수 및 이산화탄소로 분해하여, 상기 이산화탄소를 탄산화 반응기로 공급하고 이산화탄소가 제거된 암모니아수를 흡수탑으로 공급하는 기수 분리기;를 포함하는 이산화탄소가 함유된 배가스로부터 이산화탄소를 포집 및 자원화하는 장치를 제공한다.Another embodiment of the present invention is an apparatus for capturing and collecting carbon dioxide by using ammonia water as an absorbing liquid from an exhaust gas containing carbon dioxide, which absorbs carbon dioxide from the carbon dioxide-containing exhaust gas into ammonia water and absorbs the carbon dioxide- tower; A buffer tank for supplying carbon dioxide-absorbed ammonia water discharged from the absorption tower and reacting the NaCl supplied from the concentrating tower with the ammonia water absorbed therein to form NaHCO 3 and NH 4 Cl; An elution reactor for reacting the NH 4 Cl supplied from the neutralization reactor with a calcium compound; Ca 2 + , NH 4 + , Cl - and OH - supplied from the elution reactor; Carbon dioxide supplied from the water separator; And a NaOH to form CaCO 3 ; NH 4 + , Cl - and Na + supplied from the carbonation reactor are added with steam to form CO 2 , NH 3 , H 2 O and NaCl, and the CO 2 , NH 3 and H 2 O are supplied A concentrating tower for supplying the NaCl to the azeotrope reactor; And ammonia water having absorbed carbon dioxide from the absorption tower is supplied and CO 2 , NH 3 and H 2 O are supplied from the condensation column, the ammonia water absorbed by the carbon dioxide is decomposed into ammonia water and carbon dioxide, and the carbon dioxide is supplied to the carbonation reactor And a water separator for supplying carbon dioxide-removed ammonia water to the absorption tower, wherein the carbon dioxide-containing exhaust gas contains carbon dioxide.

상기 칼슘 화합물은 슬래그, 폐콘크리트, 비산재, 바닥재, 제지슬래그, 방해석, Ca(OH)2, CaCl2 및 CaO로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상으로부터 제공되는 것이 바람직하다.The calcium compound is preferably provided from at least one member selected from the group consisting of slag, waste concrete, fly ash, flooring, paper slag, calcite, Ca (OH) 2 , CaCl 2 and CaO.

상기 기수 분리기는 상기 이산화탄소 및 이산화탄소가 흡수된 암모니아수를 함께 탄산화 반응기로 공급하는 것이 바람직하다.Preferably, the water separator supplies the carbon dioxide and the ammonia water absorbed in the carbon dioxide to the carbonation reactor together.

상기 기수 분리기는 이산화탄소를 중조 반응기로 공급하는 것이 바람직하다.Preferably, the water separator supplies carbon dioxide to the regeneration reactor.

상기 흡수탑은 이산화탄소가 흡수된 암모니아수를 탄산화반응기로 공급하는 것이 바람직하다.
Preferably, the absorption tower supplies ammonia water having absorbed carbon dioxide to the carbonation reactor.

본 발명의 이산화탄소가 함유된 배가스로부터 이산화탄소를 포집 및 자원화하는 방법 및 장치를 사용함으로써, 이산화탄소의 포집 및 자원화가 동시에 수행 가능하다.
By using the method and apparatus for capturing and recycling carbon dioxide from the exhaust gas containing carbon dioxide of the present invention, carbon dioxide capture and resource conversion can be performed at the same time.

또한, 종래 암모니아수를 이용한 이산화탄소 포집 공정에서 사용되는 이산화탄소를 포집하고 암모니아수를 재생하기 위한 재생탑에 공급되는 스팀 에너지를 사용하지 않고, 이산화탄소를 자원화할 수 있어 경제적인 측면에서 유리한 효과를 나타낼 수 있다.
In addition, since the carbon dioxide used in the conventional carbon dioxide capture process using ammonia water can be collected and the carbon dioxide can be recycled without using the steam energy supplied to the regeneration tower for regenerating the ammonia water, it can be advantageous in terms of economy.

또한, 이산화탄소로부터 CaCO3, NaHCO3 등의 부산물을 수득할 수 있어, 자원활용이 가능하고, 암모니아수를 이용하는 이산화탄소 포집 공정이 적용 가능한 이산화탄소 배출원, 즉 발전소, 제철소 등에 적용이 가능하다.
In addition, it is possible to obtain byproducts such as CaCO 3 and NaHCO 3 from carbon dioxide, and it is applicable to a carbon dioxide emission source, such as a power plant, a steelworks, etc., in which resources can be utilized and a carbon dioxide capture process using ammonia water can be applied.

도 1은 종래 이산화탄소 포집 공정을 나타내는 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 이산화탄소가 함유된 배가스로부터 이산화탄소를 포집 및 자원화하는 장치를 나타내는 모식도이다.
도 3은 본 발명의 다른 일 구현예에 따른 이산화탄소가 함유된 배가스로부터 이산화탄소를 포집 및 자원화하는 장치를 나타내는 모식도이다.
도 4는 본 발명의 다른 일 구현예에 따른 이산화탄소가 함유된 배가스로부터 이산화탄소를 포집 및 자원화하는 장치를 나타내는 모식도이다.
1 is a schematic diagram showing a conventional carbon dioxide capture process.
2 is a schematic diagram showing an apparatus for collecting and recycling carbon dioxide from an exhaust gas containing carbon dioxide according to an embodiment of the present invention.
3 is a schematic view showing an apparatus for collecting and recycling carbon dioxide from an exhaust gas containing carbon dioxide according to another embodiment of the present invention.
4 is a schematic view showing an apparatus for collecting and recycling carbon dioxide from an exhaust gas containing carbon dioxide according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the embodiments of the present invention can be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. Further, the embodiments of the present invention are provided to more fully explain the present invention to those skilled in the art.

도 1은 종래 이산화탄소 포집 공정을 나타내는 모식도이고, 도 2 및 3은 본 발명의 일 구현예에 따른 이산화탄소가 함유된 배가스로부터 이산화탄소를 포집 및 자원화하는 장치를 나타내는 모식도이다. FIG. 1 is a schematic view showing a conventional carbon dioxide capture process, and FIGS. 2 and 3 are schematic views showing an apparatus for capturing and collecting carbon dioxide from an exhaust gas containing carbon dioxide according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 구현예는 이산화탄소가 함유된 배가스로부터 암모니아수를 흡수액으로 이용하여 이산화탄소를 포집 및 자원화하는 장치에서, 이산화탄소 함유 배가스로부터 이산화탄소를 암모니아수로 흡수하고, 상기 이산화탄소가 흡수된 암모니아수를 배출하는 흡수탑; 상기 흡수탑으로부터 배출된 이산화탄소가 흡수된 암모니아수가 공급되어, 농축탑으로부터 공급되는 NaCl과 상기 이산화탄소가 흡수된 암모니아수를 반응시켜 NaHCO3 및 NH4Cl을 형성시키는 중조 반응기; 상기 중조 반응기로부터 공급되는 NH4Cl을 칼슘 화합물과 반응시키는 용출 반응기; 상기 용출 반응기로부터 공급되는 Ca2 +, NH4 +, Cl- 및 OH-; 상기 기수 분리기로부터 공급되는 이산화탄소; 및 NaOH를 반응시켜 CaCO3를 형성시키는 탄산화 반응기; 상기 탄산화 반응기로부터 공급되는 NH4 +, Cl-, Na+ 에 스팀을 가하여, CO2, NH3, H2O 및 NaCl을 형성시키고, 상기 CO2, NH3 및 H2O를 기수 분리기로 공급하고, 상기 NaCl을 중조 반응기로 공급하는 농축탑; 및 상기 흡수탑으로부터 이산화탄소가 흡수된 암모니아수가 공급되고 농축탑으로부터 CO2, NH3 및 H2O를 공급받고, 상기 이산화탄소가 흡수된 암모니아수를 암모니아수 및 이산화탄소로 분해하여, 상기 이산화탄소를 탄산화 반응기로 공급하고 이산화탄소가 제거된 암모니아수를 흡수탑으로 공급하는 기수 분리기;를 포함하는 이산화탄소가 함유된 배가스로부터 이산화탄소를 포집 및 자원화하는 장치를 제공한다.
An embodiment of the present invention is an apparatus for collecting and recycling carbon dioxide using ammonia water as an absorption liquid from an exhaust gas containing carbon dioxide, comprising: an absorption tower for absorbing carbon dioxide from ammonia water from a carbon dioxide-containing exhaust gas and discharging the ammonia water ; A buffer tank for supplying carbon dioxide-absorbed ammonia water discharged from the absorption tower and reacting the NaCl supplied from the concentrating tower with the ammonia water absorbed therein to form NaHCO 3 and NH 4 Cl; An elution reactor for reacting the NH 4 Cl supplied from the neutralization reactor with a calcium compound; Ca 2 + , NH 4 + , Cl - and OH - supplied from the elution reactor; Carbon dioxide supplied from the water separator; And a NaOH to form CaCO 3 ; NH 4 + , Cl - and Na + supplied from the carbonation reactor are added with steam to form CO 2 , NH 3 , H 2 O and NaCl, and the CO 2 , NH 3 and H 2 O are supplied A concentrating tower for supplying the NaCl to the azeotrope reactor; And ammonia water having absorbed carbon dioxide from the absorption tower is supplied and CO 2 , NH 3 and H 2 O are supplied from the condensation column, the ammonia water absorbed by the carbon dioxide is decomposed into ammonia water and carbon dioxide, and the carbon dioxide is supplied to the carbonation reactor And a water separator for supplying carbon dioxide-removed ammonia water to the absorption tower, wherein the carbon dioxide-containing exhaust gas contains carbon dioxide.

또한, 본 발명의 다른 구현예는, 이산화탄소가 함유된 배가스를 흡수탑에 공급하고, 암모니아수를 흡수탑에 공급하여, 상기 배가스에 함유된 이산화탄소를 흡수시키는 단계; 상기 이산화탄소가 흡수된 암모니아수를 배출하여 중조 반응기 및 기수 분리기로 공급하는 단계; 상기 중조 반응기에서 이산화탄소가 흡수된 암모니아수와 농축탑으로부터 공급되는 NaCl과 반응시켜 NH4Cl 및 NaHCO3를 형성시키는 단계; 상기 중조 반응기에서 형성된 NH4Cl을 용출 반응기로 공급하여 칼슘 화합물과 반응시켜 Ca2 +를 용출하여, Ca2 +, NH4 +, Cl- 및 OH-의 혼합액을 형성시키는 단계; 상기 기수 분리기에서 이산화탄소가 흡수된 암모니아수를 암모니아수 및 이산화탄소로 분해하고, 상기 이산화탄소를 탄산화 반응기로 공급하는 단계; 상기 탄산화 반응기에서, 용출 반응기로부터 공급되는 Ca2 +, NH4 +, Cl- 및 OH-; 상기 기수 분리기로부터 공급되는 이산화탄소; 및 NaOH를 반응시키는 단계; 상기 탄산화 반응기에서 CaCO3를 형성시키는 단계; 상기 탄산화 반응기로부터 공급되는 NH4 +, Cl-, Na+ 을 농축탑으로 이송시키는 단계; 및 상기 농축탑에서 스팀을 가하여 CO2, NH3, H2O 및 NaCl을 형성시키고, 상기 CO2, NH3 및 H2O를 기수 분리기로 공급하고, 상기 NaCl을 중조 반응기로 공급하는 단계;를 포함하는, 이산화탄소가 함유된 배가스로부터 이산화탄소를 포집 및 자원화하는 방법을 제공한다.
According to another embodiment of the present invention, there is provided a method for purifying carbon dioxide, comprising: supplying an exhaust gas containing carbon dioxide to an absorption tower, supplying ammonia water to an absorption tower to absorb carbon dioxide contained in the exhaust gas; Discharging the carbon dioxide-absorbed ammonia water, and supplying the carbon dioxide-containing ammonia water to the carbon monoxide bath reactor and the water separator; Reacting the carbon dioxide-absorbed ammonia water with the NaCl supplied from the concentrating column to form NH 4 Cl and NaHCO 3 ; By reacting a calcium compound eluted with Ca 2 + NH 4 Cl formed by supplying sodium bicarbonate in the reaction vessel with the dissolution reactor, Ca 2 +, NH 4 + , Cl - and OH - to form a mixture of; Decomposing ammonia water in which carbon dioxide has been absorbed in the water separator into ammonia water and carbon dioxide, and supplying the carbon dioxide to a carbonation reactor; In the carbonation reactor, Ca 2 + , NH 4 + , Cl - and OH - supplied from the elution reactor; Carbon dioxide supplied from the water separator; And NaOH; Forming CaCO 3 in the carbonation reactor; Transporting NH 4 + , Cl - , and Na + supplied from the carbonation reactor to a concentrating tower; And steam in the concentrating tower to form CO 2 , NH 3 , H 2 O, and NaCl, supplying the CO 2 , NH 3, and H 2 O to the water separator, and supplying the NaCl to the neutralization reactor; And a method for collecting and recycling carbon dioxide from an exhaust gas containing carbon dioxide.

구체적으로, 이산화탄소가 함유된 배가스가 흡수탑 상단에 공급되어, 이산화탄소를 제거하는 단계가 수행된다. 상기 흡수탑에서는 화학흡수법에 의해 이산화탄소 함유 배가스로부터 이산화탄소를 흡수액으로 흡수하게 되는데, 상기 흡수액은 특별히 한정하지 않으나, 화학적으로 안정한 암모니아수를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 이산화탄소를 흡수한 암모니아수는 흡수탑 하부에서 배출되며, 이산화탄소가 제거된 배가스는 흡수탑 상부로 이동하여 배출된다.
Specifically, the exhaust gas containing carbon dioxide is supplied to the top of the absorption tower, and the step of removing carbon dioxide is performed. In the absorption tower, carbon dioxide is absorbed as the absorption liquid from the carbon dioxide-containing exhaust gas by the chemical absorption method. The absorption liquid is not particularly limited, but it is preferable to use chemically stable aqueous ammonia. The ammonia water having absorbed the carbon dioxide is discharged from the lower part of the absorption tower, and the exhaust gas from which carbon dioxide has been removed moves to the upper part of the absorption tower and is discharged.

이후, 상기 흡수탑의 하부로부터 배출된 이산화탄소를 흡수한 암모니아수는 기수 분리기 및 중조 반응기로 각각 이송될 수 있다. 우선, 상기 중조 반응기로 이송된 이산화탄소를 흡수한 암모니아수는, NH4HCO3를 포함하는 것으로, 농축탑으로부터 공급되는 NaCl과 반응하여, NaHCO3 및 NH4Cl을 형성시킨다. 상기 NaHCO3는 부가가치가 높은 자원으로 수득되어 활용가능하며, 상기 NH4Cl은 용출 반응기로 이송된다. 또한, 상기 중조 반응기에 추가적인 이산화탄소를 공급할 수 있다.
Then, the ammonia water that has absorbed the carbon dioxide discharged from the lower part of the absorption tower can be transferred to the water separator and the intermediate-tank reactor, respectively. First, the ammonia water having absorbed carbon dioxide transferred to the above-mentioned regeneration reactor contains NH 4 HCO 3 , and reacts with NaCl supplied from the concentrating column to form NaHCO 3 and NH 4 Cl. The NaHCO 3 is available as a high value added resource, and the NH 4 Cl is transferred to the elution reactor. Further, additional carbon dioxide can be supplied to the above-described regeneration reactor.

상기 용출 반응기에서는, 칼슘 공급부으로부터 공급되는 칼슘 화합물과 반응한다. 이때, 상기 칼슘 화합물은, 칼슘을 포함하는 물질이라면 특별히 한정되지 않고, Ca(OH)2, CaO 및 CaCl2 중 어느 하나 이상을 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 칼슘 화합물은 바람직하게는 슬래그, 폐콘크리트, 비산재, 바닥재, 제지슬래그 및 방해석으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상으로부터 제공될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
In the elution reactor, the calcium compound supplied from the calcium supply unit reacts with the calcium compound. At this time, the calcium compound is not particularly limited as long as it is a substance containing calcium, and it is preferable that the calcium compound includes at least one of Ca (OH) 2 , CaO and CaCl 2 . In addition, the calcium compound is preferably provided from at least one selected from the group consisting of slag, waste concrete, fly ash, flooring, paper slag and calcite, but is not limited thereto.

한편, 상기 용출 반응기로부터 선택적으로 추출된 Ca2 + 이온을 포함하여 제공되는 Ca2+, NH4 +, Cl- 및 OH-는 탄산화기로 공급된다. 이때, 상기 탄산화 반응기에는 기수 분리기로부터 이산화탄소가 제공되며, NaOH 공급부에서 NaOH를 공급받을 수 있다. 이후 상기 탄산화 반응기에서는, 탄산화 반응을 통해, CaCO3를 형성시키고, 상기 CaCO3를 수득하여, 자원으로 활용할 수 있다.
Meanwhile, Ca 2+ , NH 4 + , Cl -, and OH - , including Ca 2 + ions selectively extracted from the elution reactor, are supplied to the carbonation unit. At this time, carbon dioxide is supplied from the water separator to the carbonation reactor, and NaOH can be supplied from the NaOH supply unit. Thereafter, in the carbonation reactor, CaCO 3 is formed through carbonation, and the CaCO 3 can be obtained and utilized as a resource.

이때, 상기 기수 분리기로부터 제공되는 이산화탄소 이외에, 추가로 암모니아수 및 이산화탄소 함유 암모니아수를 공급받을 수 있다. 즉, 종래의 이산화탄소 포집 장치에서, 재생탑에 스팀 에너지를 가하여 배출되는 이산화탄소를 단순히 포집하여 고순도의 이산화탄소를 가스상으로 생산하는 공정과 달리, 이산화탄소를 가스상으로 생산할 필요 없이 본 발명에서는 이산화탄소를 자원화하는데 사용되는 단계로, 이산화탄소 이외의 성분인 암모니아수, 이산화탄소 함유 암모니아수가 혼합된 용액을 탄산화 반응기나 중조 반응기에 활용이 가능하다. 즉, 기수 분리기에서 이산화탄소 및 암모니아수를 분리하기 위한 별도의 스팀 에너지가 불필요하여, 따라서 에너지 효율 면에서 우수한 효과를 나타낼 수 있다.
At this time, in addition to carbon dioxide provided from the water separator, ammonia water and carbon dioxide-containing ammonia water may be further supplied. That is, in the conventional carbon dioxide collecting apparatus, unlike the process of producing high purity carbon dioxide in gaseous form by simply collecting carbon dioxide discharged by applying steam energy to the regenerator, it is not necessary to produce carbon dioxide in a gaseous form, , A solution in which ammonia water and carbon dioxide-containing ammonia water, which are components other than carbon dioxide, are mixed, can be used in a carbonation reactor or a heavier reactor. That is, since separate steam energy for separating carbon dioxide and ammonia water from the water separator is not required, it is possible to exhibit an excellent effect in terms of energy efficiency.

한편, 상기 탄산화 반응기로부터 배출되는 NH4 +, Cl- 및 Na+ 은, 농축탑으로 이송되며, 상기 농축탑에 스팀 에너지를 가하여 CO2, NH3, H2O를 기수 분리기로 이송할 수 있다. 또한, 상기 농축탑 하단으로 NaCl이 배출되어 중조 반응기에서 이산화탄소 함유 암모니아수와 반응하는데 활용할 수 있다.
Meanwhile, NH 4 + , Cl - and Na + discharged from the carbonation reactor are transferred to a concentrating column, and CO 2 , NH 3 and H 2 O can be transferred to the separator by adding steam energy to the concentrating column . In addition, NaCl is discharged to the lower end of the concentrating tower and can be utilized to react with the carbon dioxide-containing ammonia water in the bath reactor.

상기 농축탑에 가해지는 스팀 에너지에 의하여, 상기 농축탑 내의 온도는 약 100℃ 내외의 온도 범위를 나타내며, 기수분리기로 이송되는 CO2, NH3, H2O는 증기의 형태로 약 95℃ 내외의 온도를 나타낼 수 있다. 이로부터, 상기 기수 분리기에서, 흡수탑으로부터 공급되는 이산화탄소 함유 암모니아수의 일부는 농축탑에서 공급되는 증기 형태의 열에 의해 이산화탄소 및 암모니아수로 분리가 가능하며, 상기 분리된 이산화탄소는 다시 탄산화 반응기로 이송되어, CaCO3를 형성하는데 사용된다. 즉, 기수 분리기에서는 농축탑에서 공급된 열에 의하여 이산화탄소가 흡수된 암모니아수를 암모니아수 및 이산화탄소로 분해하여 발생하거나, 농축탑에서 공급된 기상의 암모니아, 수증기, 이산화탄소를 분리하여 발생한 이산화탄소를 탄산화 반응기로 공급할 수 있다. 또한, 상술한 바와 같이, 기수 분리기에서 발생되는 암모니아수 또는 이산화탄소 함유 암모니아수는, 별도의 스팀 에너지 처리 없이, 흡수탑으로 공급하여 이산화탄소의 포집에 이용할 수 있다.
By the steam energy applied to the concentrating tower, the temperature in the concentrating tower represents a temperature range of about 100 ° C., and CO 2 , NH 3 and H 2 O transferred to the water separator are in the form of vapor at about 95 ° C. Lt; / RTI > Accordingly, in the water separator, a part of the carbon dioxide-containing ammonia water supplied from the absorption tower can be separated into carbon dioxide and ammonia water by heat in the form of steam supplied from the concentration column, and the separated carbon dioxide is again transferred to the carbonation reactor, It is used to form CaCO 3 . That is, in the water separator, ammonia water, which is absorbed by the heat supplied from the concentration tower, is decomposed into ammonia water and carbon dioxide, or carbon dioxide generated by separating the ammonia, water vapor, and carbon dioxide supplied from the concentration tower can be supplied to the carbonation reactor have. Further, as described above, the ammonia water or the carbon dioxide-containing ammonia water generated in the water separator can be supplied to the absorption tower without separate steam energy treatment and can be used for collecting the carbon dioxide.

한편, 상기 기수 분리기는 이산화탄소 또는 이산화탄소 및 이산화탄소가 흡수된 암모니아수를 탄산화 반응기에 공급하는 것 이외에, 추가적으로 상기 이산화탄소 또는 이산화탄소 및 이산화탄소가 흡수된 암모니아수를 중조 반응기로 공급하여 반응시킬 수 있다. 또한, 흡수탑 하단에서 나온 이산화탄소가 흡수된 암모니아수를 중조반응기 뿐만 아니라, 탄산화 반응기에 직접 공급함으로써, 탄산화 반응에 반응물로 이용할 수 있다.
In addition, in addition to supplying carbon dioxide, carbon dioxide or carbon dioxide-absorbed ammonia water to the carbon dioxide reactor, the carbon dioxide separator may be further supplied with the ammonia water absorbed by the carbon dioxide or the carbon dioxide and carbon dioxide to the siloxane reactor. Further, the ammonia water absorbed from the bottom of the absorption tower can be used as a reactant in the carbonation reaction by directly supplying the ammonia water not only to the azeotropic reactor but also to the carbonation reactor.

이하, 구체적인 실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시에 불과하며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described more specifically by way of specific examples. The following examples are provided to aid understanding of the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereto.

<< 실시예Example >>

도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 이산화탄소가 함유된 배가스로부터 이산화탄소를 포집 및 자원화하는 장치에 관한 모식도이다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 이산화탄소가 함유된 배가스(201)를 흡수탑(101)에 하단에 공급하고, 암모니아수를 흡수탑(101)에 상단에 공급하여, 상기 배가스에 함유된 이산화탄소(201)를 흡수하였다. 이후, 상기 이산화탄소가 흡수된 암모니아수(202, 215)를 중조 반응기(102), 기수 분리기(108) 및 탄산화 반응기(106)로 각각 공급시켰다. 상기 중조 반응기(102)에서는 상기 이산화탄소가 흡수된 암모니아수(202)를 농축탑(103)으로부터 공급되는 NaCl(205)과 반응시켜, NH4Cl(204) 및 NaHCO3를 형성시켰고, 상기 NaHCO3를 수득하였다.
2 is a schematic diagram of an apparatus for collecting and collecting carbon dioxide from an exhaust gas containing carbon dioxide according to an embodiment of the present invention. 2, an exhaust gas 201 containing carbon dioxide is supplied to the lower end of the absorption tower 101, and ammonia water is supplied to the upper end of the absorption tower 101 to remove carbon dioxide 201 contained in the exhaust gas. Respectively. Thereafter, the ammonia water 202, 215 in which the carbon dioxide was absorbed was supplied to the auxiliary reactor 102, the water separator 108, and the carbon dioxide reactor 106, respectively. The ammonia water 202 absorbed by the carbon dioxide was reacted with the NaCl 205 supplied from the concentration tower 103 to form NH 4 Cl 204 and NaHCO 3 and the NaHCO 3 .

이후, 상기 NH4Cl(204)은 용출 반응기(104)로 공급하여, 칼슘 공급부(105)로부터 공급된 칼슘 성분을 포함하는 슬래그와 반응시켰고, 이후 용출액을 탄산화 반응기(106)로 이송시켰다. 상기 탄산화 반응기(106)에서, NaOH 공급부(107)로부터 공급되는 NaOH와, 기수 분리기(108)로부터 공급되는 이산화탄소(207) 및 이산화탄소 함유 암모니아수를 함께 반응시켜, 탄산화 반응을 통해 CaCO3를 형성시키고, 이를 수득하였다.
Then, the NH 4 Cl (204) was supplied to the elution reactor (104), reacted with the slag containing the calcium component supplied from the calcium supplier (105), and then the effluent was transferred to the carbonation reactor (106). In the carbonation reactor 106, NaOH supplied from the NaOH supply unit 107, carbon dioxide 207 supplied from the water separator 108, and ammonia water containing carbon dioxide are reacted together to form CaCO 3 through carbonation, This was obtained.

한편, 상기 탄산화 반응기(106)로부터 농축탑(103)으로 NH4 +, Cl- 및 Na+ (206)을 이송시키고, 스팀 에너지(212)를 가하여 내부 온도를 105℃ 내외로 상승시켰으며, 상기 농축탑(103)에서 형성된 CO2, NH3 및 H2O(208)을 기수 분리기(108)로, NaCl(205)을 중조 반응기(102)로 각각 공급하였다.
On the other hand, NH 4 + , Cl - and Na + 206 were transferred from the carbonation reactor 106 to the concentrating column 103 and the internal temperature was increased to about 105 ° C. by adding steam energy 212, The CO 2 , NH 3 and H 2 O 208 formed in the concentrating tower 103 were fed to the separator 108 and the NaCl 205 was fed to the beaker reactor 102, respectively.

이때, 상기 기수 분리기(108)의 내부 온도는, 도 1에 나타낸 종래의 이산화탄소 포집 공정과 같이 별도의 스팀 에너지(212')를 가하지 않은 상태에서, 약 70℃ 내외의 온도를 나타낼 수 있으며, 일부 이산화탄소 함유 암모니아수는 이산화탄소 및 암모니아수로 분해가 가능하고, 기수 분리기(108) 상단에서 생성된 상기 이산화탄소(207) 및 이산화탄소 함유 암모니아수를 탄산화 반응기(106)로 공급하여, 탄산화 반응에 활용하였다.
At this time, the internal temperature of the water separator 108 may be about 70 ° C or so in a state in which no steam energy 212 'is applied as in the conventional carbon dioxide capture process shown in FIG. 1, The carbon dioxide-containing ammonia water can be decomposed into carbon dioxide and ammonia water, and the carbon dioxide 207 and the carbon dioxide-containing ammonia water generated at the upper end of the water separator 108 are supplied to the carbonation reactor 106 and utilized for the carbonation reaction.

상기 실시예의 이산화탄소가 함유된 배가스로부터 이산화탄소를 포집 및 자원화하는 방법을 통해서, 배가스에 포함되어 있는 이산화탄소의 포집이 가능하며 동시에, 활용 가능한 자원으로 NaHCO3 및 CaCO3를 동시에 수득할 수 있음을 알 수 있다.
It can be seen that carbon dioxide contained in the flue gas can be collected and the NaHCO 3 and CaCO 3 can be simultaneously obtained as a usable resource through the method of collecting and recycling carbon dioxide from the flue gas containing the carbon dioxide of the above embodiment have.

또한, 기수 분리기에서 별도의 스팀 에너지를 공급하지 않고 이산화탄소를 포집 및 자원화가 가능하다는 것을 확인할 수 있으며, 이를 통해 종래 재생탑에서 스팀 에너지(212')를 필수적으로 이용하는 것과 비교하여, 적은 에너지로 공정 운영이 가능한 것을 확인할 수 있다.
In addition, it can be confirmed that carbon dioxide can be collected and recycled without supplying steam energy separately from the water separator, and thereby, compared with the case where the steam energy 212 'is essentially used in the conventional regenerator, It can be confirmed that the operation is possible.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It will be obvious to those of ordinary skill in the art.

101, 101': 흡수탑 102: 중조 반응기
103, 103': 농축탑 104: 용출 반응기
105: 칼슘 공급부 106: 탄산화 반응기
107: NaOH 공급부 108: 기수 분리기
109, 109': 열교환기 110: 재생탑
201, 201': 이산화탄소 함유 배가스
202, 202', 211, 215: 이산화탄소 함유 암모니아수
203, 203': 배가스 204: NH4Cl
205: NaCl 206: NH4 +, Cl-, Na+
207: 이산화탄소 208, 208': CO2, NH3, H2O
209, 209', 210, 210': 암모니아수
212, 212', 213, 213': 스팀 에너지
214, 214': 세정수 216, 217: 암모니아수
101, 101 ': absorption tower 102: a neutralization reactor
103, 103 ': Condensation column 104: Elution reactor
105: calcium supply part 106: carbonation reactor
107: NaOH supply unit 108:
109, 109 ': Heat exchanger 110: Reclaiming tower
201, 201 ': Carbon dioxide-containing flue gas
202, 202 ', 211, 215: carbon dioxide-containing ammonia water
203, 203 ': Flue gas 204: NH 4 Cl
205: NaCl 206: NH 4 + , Cl - , Na +
207: carbon dioxide 208, 208 ': CO 2 , NH 3 , H 2 O
209, 209 ', 210, 210': Ammonia water
212, 212 ', 213, 213': Steam energy
214, 214 ': Washing water 216, 217: Ammonia water

Claims (10)

이산화탄소가 함유된 배가스를 흡수탑에 공급하고, 암모니아수를 흡수탑에 공급하여, 상기 배가스에 함유된 이산화탄소를 흡수시키는 단계;
상기 이산화탄소가 흡수된 암모니아수를 배출하여 중조 반응기 및 기수 분리기로 공급하는 단계;
상기 중조 반응기에서 이산화탄소가 흡수된 암모니아수와 농축탑으로부터 공급되는 NaCl과 반응시켜 NH4Cl 및 NaHCO3를 형성시키는 단계;
상기 중조 반응기에서 형성된 NH4Cl을 용출 반응기로 공급하여 칼슘 화합물과 반응시켜 Ca2 +를 용출하여, Ca2 +, NH4 +, Cl- 및 OH-의 혼합액을 형성시키는 단계;
상기 기수 분리기에서 이산화탄소가 흡수된 암모니아수를 암모니아수 및 이산화탄소로 분해하고, 상기 이산화탄소를 탄산화 반응기로 공급하는 단계;
상기 탄산화 반응기에서, 용출 반응기로부터 공급되는 Ca2 +, NH4 +, Cl- 및 OH-; 상기 기수 분리기로부터 공급되는 이산화탄소; 및 NaOH를 반응시키는 단계;
상기 탄산화 반응기에서 CaCO3를 형성시키는 단계;
상기 탄산화 반응기로부터 공급되는 NH4 +, Cl-, Na+ 을 농축탑으로 이송시키는 단계; 및
상기 농축탑에서 스팀을 가하여 CO2, NH3, H2O 및 NaCl을 형성시키고, 상기 CO2, NH3 및 H2O를 기수 분리기로 공급하고, 상기 NaCl을 중조 반응기로 공급하는 단계;를 포함하는, 이산화탄소가 함유된 배가스로부터 이산화탄소를 포집 및 자원화하는 방법.
Supplying an exhaust gas containing carbon dioxide to the absorption tower, and supplying ammonia water to the absorption tower to absorb carbon dioxide contained in the exhaust gas;
Discharging the carbon dioxide-absorbed ammonia water, and supplying the carbon dioxide-containing ammonia water to the carbon monoxide bath reactor and the water separator;
Reacting the carbon dioxide-absorbed ammonia water with the NaCl supplied from the concentrating column to form NH 4 Cl and NaHCO 3 ;
By reacting a calcium compound eluted with Ca 2 + NH 4 Cl formed by supplying sodium bicarbonate in the reaction vessel with the dissolution reactor, Ca 2 +, NH 4 + , Cl - and OH - to form a mixture of;
Decomposing ammonia water in which carbon dioxide has been absorbed in the water separator into ammonia water and carbon dioxide, and supplying the carbon dioxide to a carbonation reactor;
In the carbonation reactor, Ca 2 + , NH 4 + , Cl - and OH - supplied from the elution reactor; Carbon dioxide supplied from the water separator; And NaOH;
Forming CaCO 3 in the carbonation reactor;
Transporting NH 4 + , Cl - , and Na + supplied from the carbonation reactor to a concentrating tower; And
Adding steam in the concentrating tower to form CO 2 , NH 3 , H 2 O and NaCl, supplying the CO 2 , NH 3 and H 2 O to the water separator, and supplying the NaCl to the neutralization reactor A method for collecting and recycling carbon dioxide from an exhaust gas containing carbon dioxide.
청구항 1에 있어서, 상기 칼슘 화합물은 슬래그, 폐콘크리트, 비산재, 바닥재, 제지슬래그, 방해석, Ca(OH)2, CaCl2 및 CaO로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상으로부터 제공되는, 이산화탄소가 함유된 배가스로부터 이산화탄소를 포집 및 자원화하는 방법.
The method according to claim 1, wherein the calcium compound is provided from at least one selected from the group consisting of slag, waste concrete, fly ash, flooring, paper slag, calcite, Ca (OH) 2 , CaCl 2 and CaO, And collecting and recycling carbon dioxide.
청구항 1에 있어서, 상기 이산화탄소를 탄산화 반응기로 공급하는 단계는, 상기 이산화탄소 및 이산화탄소가 흡수된 암모니아수를 함께 탄산화 반응기로 공급하는 단계인, 이산화탄소가 함유된 배가스로부터 이산화탄소를 포집 및 자원화하는 방법.
The method according to claim 1, wherein the step of supplying the carbon dioxide to the carbonation reactor is a step of supplying the carbon dioxide and the ammonia water absorbed in the carbon dioxide together to the carbonation reactor, wherein the carbon dioxide is captured and collected from the exhaust gas containing carbon dioxide.
청구항 1에 있어서, 상기 기수 분리기에서 이산화탄소가 흡수된 암모니아수를 암모니아수 및 이산화탄소로 분해하고, 상기 이산화탄소를 탄산화 반응기 및 중조 반응기로 공급하는 것인, 이산화탄소가 함유된 배가스로부터 이산화탄소를 포집 및 자원화하는 방법.
The method according to claim 1, wherein the carbon dioxide-absorbed ammonia water in the water separator is decomposed into ammonia water and carbon dioxide, and the carbon dioxide is supplied to a carbonation reactor and a sodium bicarbonate reactor.
청구항 1에 있어서, 상기 흡수탑에서 배출되는 이산화탄소가 흡수된 암모니아수를 탄산화 반응기로 공급하는 단계를 더 포함하는, 이산화탄소가 함유된 배가스로부터 이산화탄소를 포집 및 자원화하는 방법.
The method according to claim 1, further comprising the step of supplying the carbon dioxide-absorbed ammonia water discharged from the absorption tower to a carbon dioxide reactor, and collecting and recycling carbon dioxide from the carbon dioxide-containing flue gas.
이산화탄소가 함유된 배가스로부터 암모니아수를 흡수액으로 이용하여 이산화탄소를 포집 및 자원화하는 장치에서,
이산화탄소 함유 배가스로부터 이산화탄소를 암모니아수로 흡수하고, 상기 이산화탄소가 흡수된 암모니아수를 배출하는 흡수탑;
상기 흡수탑으로부터 배출된 이산화탄소가 흡수된 암모니아수가 공급되어, 농축탑으로부터 공급되는 NaCl과 상기 이산화탄소가 흡수된 암모니아수를 반응시켜 NaHCO3 및 NH4Cl을 형성시키는 중조 반응기;
상기 중조 반응기로부터 공급되는 NH4Cl을 칼슘 화합물과 반응시키는 용출 반응기;
상기 용출 반응기로부터 공급되는 Ca2+, NH4 +, Cl- 및 OH-; 기수 분리기로부터 공급되는 이산화탄소; 및 NaOH를 반응시켜 CaCO3를 형성시키는 탄산화 반응기;
상기 탄산화 반응기로부터 공급되는 NH4 +, Cl-, Na+ 에 스팀을 가하여, CO2, NH3, H2O 및 NaCl을 형성시키고, 상기 CO2, NH3 및 H2O를 기수 분리기로 공급하고, 상기 NaCl을 중조 반응기로 공급하는 농축탑; 및
상기 흡수탑으로부터 이산화탄소가 흡수된 암모니아수가 공급되고 농축탑으로부터 CO2, NH3 및 H2O를 공급받고, 상기 이산화탄소가 흡수된 암모니아수를 암모니아수 및 이산화탄소로 분해하여, 상기 이산화탄소를 탄산화 반응기로 공급하고 이산화탄소가 제거된 암모니아수를 흡수탑으로 공급하는 기수 분리기;를 포함하는 이산화탄소가 함유된 배가스로부터 이산화탄소를 포집 및 자원화하는 장치.
In an apparatus for capturing and collecting carbon dioxide using ammonia water as an absorption liquid from an exhaust gas containing carbon dioxide,
An absorption tower for absorbing carbon dioxide as ammonia water from the carbon dioxide-containing exhaust gas and discharging the ammonia water absorbed by the carbon dioxide;
A buffer tank for supplying carbon dioxide-absorbed ammonia water discharged from the absorption tower and reacting the NaCl supplied from the concentrating tower with the ammonia water absorbed therein to form NaHCO 3 and NH 4 Cl;
An elution reactor for reacting the NH 4 Cl supplied from the neutralization reactor with a calcium compound;
Ca 2+ , NH 4 + , Cl - and OH - supplied from the elution reactor; Carbon dioxide supplied from the water separator; And a NaOH to form CaCO 3 ;
NH 4 + , Cl - and Na + supplied from the carbonation reactor are added with steam to form CO 2 , NH 3 , H 2 O and NaCl, and the CO 2 , NH 3 and H 2 O are supplied A concentrating tower for supplying the NaCl to the azeotrope reactor; And
Ammonia water having absorbed carbon dioxide is supplied from the absorption tower, CO 2 , NH 3 and H 2 O are supplied from the concentration column, the ammonia water absorbed by the carbon dioxide is decomposed into ammonia water and carbon dioxide, the carbon dioxide is supplied to the carbonation reactor And a water separator for supplying ammonia water from which carbon dioxide has been removed to an absorption tower, for collecting and recycling carbon dioxide from an exhaust gas containing carbon dioxide.
청구항 6에 있어서, 상기 칼슘 화합물은 슬래그, 폐콘크리트, 비산재, 바닥재, 제지슬래그, 방해석, Ca(OH)2, CaCl2 및 CaO로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상으로부터 제공되는, 이산화탄소가 함유된 배가스로부터 이산화탄소를 포집 및 자원화하는 장치.
According to claim 6, wherein said calcium compound is a slag, recycled concrete, fly ash, bottom ash, paper making slag, calcite, Ca (OH) 2, CaCl 2 , and carbon dioxide with the flue gas-containing is provided from at least one selected from the group consisting of CaO And collecting and recycling carbon dioxide.
청구항 6에 있어서, 상기 기수 분리기는 상기 이산화탄소 및 이산화탄소가 흡수된 암모니아수를 함께 탄산화 반응기로 공급하는 것인, 이산화탄소가 함유된 배가스로부터 이산화탄소를 포집 및 자원화하는 장치.
The apparatus according to claim 6, wherein the water separator supplies the carbon dioxide and carbon dioxide-absorbed ammonia water together to a carbonation reactor, which collects and recovers carbon dioxide from the carbon dioxide-containing flue gas.
청구항 6에 있어서, 상기 기수 분리기는 이산화탄소를 중조 반응기로 공급하는 것인, 이산화탄소가 함유된 배가스로부터 이산화탄소를 포집 및 자원화하는 장치.
The apparatus according to claim 6, wherein the water separator supplies carbon dioxide to a regeneration reactor, which collects and recovers carbon dioxide from an exhaust gas containing carbon dioxide.
청구항 6에 있어서, 상기 흡수탑은 이산화탄소가 흡수된 암모니아수를 탄산화반응기로 공급하는 것인, 이산화탄소가 함유된 배가스로부터 이산화탄소를 포집 및 자원화하는 장치.7. The apparatus according to claim 6, wherein the absorption tower supplies carbon dioxide-absorbed ammonia water to a carbonation reactor, which collects and recovers carbon dioxide from an exhaust gas containing carbon dioxide.
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