KR101692589B1 - 잠수함용 이산화탄소 제거 장치 및 이를 사용한 이산화탄소 제거 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 이산화탄소를 포집하는 흡수제를 제 1공급 라인을 따라 공급하는 흡수제 공급부와; 저장된 증류수를 설정된 기준 전기 전도도 이하로 이루어 제 2공급 라인을 따라 공급하는 증류수 공급부; 및 상기 제 1공급 라인 및 상기 제 2공급 라인과 연결되며, 공급되는 상기 흡수제와 상기 증류수를 설정된 비율로 혼합하여 장비로 투입하는 혼합부를 포함하는 잠수함용 이산화탄소 제거 장치를 제공한다. 또한, 본 발명은 잠수함용 이산화탄소 제거 장치를 사용한 이산화탄소 제거 방법도 제공한다.
Description
본 발명은 잠수함용 이산화탄소 제거 장치에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 이산화탄소 포집 용액을 제조하여 장비에 주입하여 운항 시 일정한 농도를 유지하도록 할 수 있는 잠수함용 이산화탄소 제거 장치 및 이를 사용한 이산화탄소 제거 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 탄소와 산소가 섞인 화합물, 예컨대, 이산화탄소(CO2)는 암모니아를 생산하거나, 석탄 또는 가스 발전 플랜트에 의한 에너지 생성 등 산업공정에서 대량의 부산물로 생산되는 기체이다.
이러한 이산화탄소 등의 화합물은 온실 기체이기 때문에 부산물을 대기 중으로 방출할 경우 지구의 온난화로 인한 기상 이변 등이 발생하게 되어 환경적으로 바람직하지 않아 규제 움직임이 강하게 일어나고 있다.
즉, 상술한 바와 같은 화합물은 차량과 항공기와 선박 등과 같이 연료를 필요로 하여 구동되는 모든 기기에서 발생된다.
특히 선박에는 화합물을 제거할 수 있는 어떠한 시스템도 부착되어 있지 않아 화합물이 대기 중으로 방출되어 환경 오염을 발생시킴에 따라 화합물 포집 장치를 선박 등에 설치하여 방출되는 화합물을 포집하여 처리하는 기술 등이 개발되고 있는 실정이다.
본 발명은 이산화탄소 포집 용액을 제조하여 장비에 주입하여 운항 시 일정한 농도를 유지하도록 할 수 있는 잠수함용 이산화탄소 제거 장치 및 이를 사용한 이산화탄소 제거 방법을 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 이산화탄소를 포집하는 흡수제를 제 1공급 라인을 따라 공급하는 흡수제 공급부와; 저장된 청수를 설정된 기준 전기 전도도 이하로 이루어 제 2공급 라인을 따라 공급하는 증류수 공급부; 및 상기 제 1공급 라인 및 상기 제 2공급 라인과 연결되며, 공급되는 상기 흡수제와 상기 증류수를 설정된 비율로 혼합하여 장비로 투입하는 혼합부를 포함하는 잠수함용 이산화탄소 제거 장치를 제공한다.
상기 흡수제는, 모노에탄올아민(MEA; monoethanolamine)일 수 있다.
상기 증류수 공급부는, 저장된 청수를 공급하는 청수 공급기와, 상기 청수 공급기로부터 공급되는 상기 청수에 포함되는 이온의 수가 줄어들도록 전기 전도도를 조절하는 이온 교환기와, 상기 전기 전도도가 조절된 상기 증류수의 전기 전도도를 측정하는 전도도 측정센서와, 상기 기준 전기 전도도가 설정되고, 상기 전기 전도도가 상기 기준 전기 전도도 이하를 이루면, 상기 제 2공급 라인 상에 설치되는 유량 조절 밸브를 구동시켜 상기 기준 전기 전도도 이하를 이루는 증류수를 상기 혼합부로 공급하는 제어기를 구비할 수 있다.
상기 기준 전기 전도도는, 0.5μS/cm일 수 있다.
상기 혼합부는, 상기 흡수제와 상기 증류수를 1:2의 비율로 혼합할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 흡수제 공급부를 사용하여 이산화탄소를 포집하는 흡수제를 제 1공급 라인을 따라 공급하는 흡수제 공급 단계와; 증류수 공급부를 사용하여 저장된 증류수를 설정된 기준 전기 전도도 이하로 이루어 제 2공급 라인을 따라 공급하는 증류수 공급 단계; 및 상기 제 1공급 라인 및 상기 제 2공급 라인과 연결되는 혼합부를 사용하여 공급되는 상기 흡수제와 상기 증류수를 설정된 비율로 혼합하여 이산화탄소 포집 용액으로 제조하여 장비로 투입하는 이산화탄소 제거 단계를 포함하는 이산화탄소 제거 방법을 제공한다.
상기 흡수제를, 모노에탄올아민(MEA)로 사용할 수 있다.
상기 증류수 공급 단계는. 청수 공급기를 사용하여 저장된 청수를 공급하고, 이온 교환기를 사용하여 상기 청수 공급기로부터 공급되는 상기 청수에 포함되는 이온의 수가 줄어들도록 전기 전도도를 조절하고, 전도도 측정센서를 사용하여 상기 전기 전도도가 조절된 상기 증류수의 전기 전도도를 측정하고, 제어기를 사용하여 측정된 상기 전기 전도도가 상기 기준 전기 전도도 이하를 이루면, 유량 조절 밸브를 구동시켜 상기 기준 전기 전도도 이하를 이루는 증류수를 상기 혼합부로 공급할 수 있다.
상기 기준 전기 전도도를, 0.5μS/cm로 설정할 수 있다.
상기 이산화탄소 제거 단계에서, 상기 흡수제와 상기 증류수를 1:2의 비율로 혼합할 수 있다.
본 발명에 의하면, 이산화탄소 포집 용액을 제조하여 장비에 주입하여 운항 시 일정한 농도를 유지하도록 할 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 증류수를 이산화탄소 포집 용액(MEA Solution)을 전액 교환하는 경우, 장비에 주입될 수 있는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 잠수함용 이산화탄소 제거 장치를 보여주는 구성도.
도 2는 본 발명의 이산화탄소 제거 방법을 보여주는 흐름도.
도 2는 본 발명의 이산화탄소 제거 방법을 보여주는 흐름도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 잠수함용 이산화탄소 제거 장치 및 이를 사용한 이산화탄소 제거 방법을 설명한다.
도 1은 본 발명의 잠수함용 이산화탄소 제거 장치를 보여주는 구성도이고, 도 2는 본 발명의 이산화탄소 제거 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 1을 참조 하면, 본 발명의 잠수함용 이산화탄소 제거 장치는 크게 흡수제 공급부(100)와, 증류수 공급부(200)와, 혼합부(300)로 구성된다.
상기 흡수제 공급부(100)는 제 1공급 라인(L1)을 형성한다. 상기 제 1공급 라인(L1)은 흡수부(300)와 연결된다.
상기 증류수 공급부(200)는 제 2공급 라인(L2)을 형성한다. 상기 제 2공급 라인(L2)은 흡수부(300)와 연결된다.
여기서, 제 1,2공급 라인(L1,L2)은 독립적인 유동 경로를 형성한다.
또한, 상기 혼합부(300)는 장비(400)와 장비 공급 라인(SL)을 통해 연결된다.
상기 흡수제 공급부(100)는 흡수제를 제 1공급 라인(L1)으로 공급한다. 여기서, 상기 흡수제는 모노에탄올아민(MEA)이다.
상기 흡수제 또는 흡착제는 이산화탄소(CO2)를 제거 또는 포집할 수 있는 화학재이다.
그리고, 상기 증류수 공급부(200)는 청수 공급기(210)와, 이온 교환기(220)와, 전도도 측정센서(230)와, 유량 조절 밸브(240)와, 제어기(250)로 구성된다.
상기 청수 공급기(210)는 이온교환기(220)을 지나 전도도가 조절된 증류수를 제 2공급 라인(L2)으로 공급한다.
상기 이온 교환기(220)는 제 2공급 라인(L2) 상에 설치되고, 공급되는 증류수의 전기 전도도를 가변 조절한다.
바람직하게, 상기 이온 교환기(220)는 상기 청수 공급기(210)로부터 공급되는 상기 청수 에 포함되는 이온의 수가 줄어들도록 전기 전도도를 조절하는 것이 좋다.
상기 전도도 측정센서(230)는 이온 교환기(220)의 후단에 위치되도록 제 2공급 라인(L2) 상에 설치된다.
상기 전도도 측정센서(230)는 이온 교환이 완료되어 공급되는 증류수의 전기 전도도를 측정하고, 이를 제어기(250)로 전송한다.
상기 제어기(250)에는 기준 전기 전도도가 미리 설정된다.
여기서, 상기 기준 전기 전도도는 0.5μS/cm로 설정된다.
상기 제어기(250)는 측정된 전기 전도도가 기설정된 기준 전기 전도도 이하를 이루는 지의 여부를 판단한다.
상기 제어기(250)는 측정된 전기 전도도가 기설정된 기준 전기 전도도 이하를 이루면, 유량 조절 밸브(240)를 개방한다.
그리고, 해당 증류수를 제 2공급 라인(L2)을 따라 혼합부(300)로 공급되도록 한다.
역으로, 상기 제어기(250)는 측정된 전기 전도도가 기설정된 기준 전기 전도도 이상을 이루면, 유량 조절 밸브(240)를 폐쇄한다.
한편, 제 2공급 라인(L2)에는 빌지(bilge)로 연결되는 배출 라인(EL)이 분기된다.
그리고, 상기 배출 라인(EL) 상에는 개폐 밸브(260)가 설치된다.
따라서, 상기 제어기(250)는 개폐 밸브(260)를 개방하여, 기준 전기 전도도 이상을 이루는 증류수를 배출 라인(EL)을 따라 빌지(Bilge)로 배출하여 폐기되도록 한다.
또 한편, 본 발명에 따르는 혼합부(300)는 흡수제와 증류수를 설정된 비율로 혼합한다.
상기 혼합부(300)는 제어기(250)로부터 제어 신호를 받아 구동될 수 있다.
또한, 상기 제어기(250)에는 상기 비율이 기설정된다. 바람직하게, 흡수제와 증류수를 1:2의 혼합 비율로 혼합하는 것이 좋다.
예컨대, 상기 흡수제와 증류수를 30L : 60L 의 비율로 혼합하는 것이 좋다.
이에 따라, 본 발명에 따르는 혼합부(300)는 흡수제와 증류수를 1:2의 혼합 비율로 혼합하여 이산화탄소 포집 용액을 제조할 수 있다.
그리고, 상기 혼합부(300)는 상기와 같이 제조된 이산화탄소 포집 용액을 장비 공급 라인(SL)을 따라 장비로 공급할 수 있다.
또 한편, 도면에 도시되지는 않았지만, 이산화탄소를 포집한 이산화탄소 포집 용액을 일정 온도로 가열하여 이산화탄소를 제거하고, 이에 포함되는 흡수제를 재사용하도록 할 수도 있다.
상기와 같은 구성 및 작용을 통해, 본 발명에 따르는 실시예는 이산화탄소 포집 용액을 제조하여 장비에 주입하고 운항 시 일정한 농도를 유지하도록 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르는 실시예는 증류수를 이산화탄소 포집 용액(MEA Solution)을 전액 교환하는 경우, 장비에 주입될 수 있다.
이상, 본 발명의 잠수함용 이산화탄소 제거 장치 및 이를 사용한 이산화탄소 제거 방법에 관한 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 실시 변형이 가능함은 자명하다.
그러므로 본 발명의 범위에는 설명된 실시예에 국한되어 전해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
즉, 전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 그 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 흡수제 공급부
200: 증류수 공급부
210: 증류수 공급기
220: 이온 교환기
230: 전도도 측정센서
240: 유량 조절 밸브
250: 제어기
260: 개폐 밸브
300: 혼합부
400: 장비
L1: 제 1공급 라인
L2: 제 2공급 라인
EL: 배출 라인
SL: 장비 공급 라인
200: 증류수 공급부
210: 증류수 공급기
220: 이온 교환기
230: 전도도 측정센서
240: 유량 조절 밸브
250: 제어기
260: 개폐 밸브
300: 혼합부
400: 장비
L1: 제 1공급 라인
L2: 제 2공급 라인
EL: 배출 라인
SL: 장비 공급 라인
Claims (10)
- 이산화탄소를 포집하는 흡수제를 제 1공급 라인을 따라 공급하는 흡수제 공급부;
저장된 증류수를 설정된 기준 전기 전도도 이하로 이루어 제 2공급 라인을 따라 공급하는 증류수 공급부; 및
상기 제 1공급 라인 및 상기 제 2공급 라인과 연결되며, 공급되는 상기 흡수제와 상기 증류수를 설정된 비율로 혼합하여 장비로 투입하는 혼합부를 포함하며,
상기 증류수 공급부는,
저장된 청수 를 공급하는 청수 공급기와,
상기 청수 공급기로부터 공급되는 상기 청수 에 포함되는 이온의 수가 줄어들도록 전기 전도도를 조절하는 이온 교환기와,
상기 전기 전도도가 조절된 상기 증류수의 전기 전도도를 측정하는 전도도 측정센서와,
상기 기준 전기 전도도가 설정되고, 상기 전기 전도도가 상기 기준 전기 전도도 이하를 이루면, 상기 제 2공급 라인 상에 설치되는 유량 조절 밸브를 구동시켜 상기 기준 전기 전도도 이하를 이루는 증류수를 상기 혼합부로 공급하는 제어기를 구비하는,
잠수함용 이산화탄소 제거 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 흡수제는, 모노에탄올아민(MEA; monoethanolamine)인,
잠수함용 이산화탄소 제거 장치.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 기준 전기 전도도는 0.5μS/cm인,
잠수함용 이산화탄소 제거 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 혼합부는,
상기 흡수제와 상기 증류수를 1:2의 비율로 혼합하는,
잠수함용 이산화탄소 제거 장치.
- 흡수제 공급부를 사용하여 이산화탄소를 포집하는 흡수제를 제 1공급 라인을 따라 공급하는 흡수제 공급 단계;
증류수 공급부를 사용하여 저장된 청수 를 설정된 기준 전기 전도도 이하로 이루어 제 2공급 라인을 따라 공급하는 증류수 공급 단계; 및
상기 제 1공급 라인 및 상기 제 2공급 라인과 연결되는 혼합부를 사용하여 공급되는 상기 흡수제와 상기 증류수를 설정된 비율로 혼합하여 이산화탄소 포집 용액으로 제조하여 장비로 투입하는 이산화탄소 제거 단계를 포함하며,
상기 증류수 공급 단계는.
증류수 공급기를 사용하여 저장된 증류수를 공급하고,
이온 교환기를 사용하여 상기 증류수 공급기로부터 공급되는 상기 증류수에 포함되는 이온의 수가 줄어들도록 전기 전도도를 조절하고,
전도도 측정센서를 사용하여 상기 전기 전도도가 조절된 상기 증류수의 전기 전도도를 측정하고,
제어기를 사용하여 측정된 상기 전기 전도도가 상기 기준 전기 전도도 이하를 이루면, 유량 조절 밸브를 구동시켜 상기 기준 전기 전도도 이하를 이루는 증류수를 상기 혼합부로 공급하는,
이산화탄소 제거 방법.
- 제6항에 있어서,
상기 흡수제를 모노에탄올아민(MEA)로 사용하는,
이산화탄소 제거 방법.
- 삭제
- 제6항에 있어서,
상기 기준 전기 전도도를 0.5μS/cm로 설정하는,
이산화탄소 제거 방법.
- 제6항에 있어서,
상기 이산화탄소 제거 단계에서,
상기 흡수제와 상기 증류수를 1:2의 비율로 혼합하는,
이산화탄소 제거 방법.
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