KR101903297B1

KR101903297B1 - 이산화탄소 시용장치

Info

Publication number: KR101903297B1
Application number: KR1020177000153A
Authority: KR
Inventors: 유지 니와; 마사키 유미다테
Original assignee: 후타바 인더스트리얼 컴패니 리미티드
Priority date: 2014-06-10
Filing date: 2015-05-14
Publication date: 2018-10-01
Also published as: EP3155894A4; EP3155894B1; CN106659128A; KR20170016924A; CN106659128B; JP2015231348A; WO2015190213A1; EP3155894A1; JP6359881B2

Abstract

가온기(10)에 있어서의 중유의 연소에 의해 발생하는 연소 배기 가스의 공급을 받고, 이 연소 배기 가스를 냉각하는 열 교환기(20)의 고온측 유로(20H), 연소 배기 가스의 상대습도를 저하시키는 열 교환기(20)의 저온측 유로(20C), 연소 배기 가스에 포함되어 있는 황산화물을 제거하는 필터(40), 연소 배기 가스에 포함되어 있는 일산화탄소를 산화하는 산화 촉매(50), 및 연소 배기 가스에 포함되어 있는 이산화탄소를 흡착하는 이산화탄소 흡착장치(70)를 구비하고, 열 교환기(20)의 저온측 유로(20C)는 가온기(10)에서 공급되는 연소 배기 가스의 열을 이용하여, 열 교환기(20)의 고온측 유로(20H)에 의해 냉각된 연소 배기 가스를 가열한다.

Description

이산화탄소 시용장치 {CARBON DIOXIDE APPLICATION DEVICE}

본 발명은 연소 배기 가스에 포함되어 있는 이산화탄소를 회수하고, 상기 이산화탄소를 농업용 하우스내에 공급하는 이산화탄소 시용장치에 관한 것이다.

주지한 바와 같이 농업용 하우스에서는 야간에 기온이 지나치게 떨어져서 원예식물의 생육이 저해되는 일이 없도록 가온기를 사용해서 농업용 하우스내의 공기를 가온하고 있다. 이 가온기는 연료를 연소시킴으로써 발생한 연소열에 의해 공기를 가열하고 온풍으로 농업용 하우스내에 공급하는 것이다.

또 가온기에서 배출된 연소 배기 가스에 포함되어 있는 이산화탄소를 회수하고, 원예식물의 생육 촉진에 이용하는 이산화탄소 시용(施用)장치의 보급도 진행되고 있다(예를 들면 하기 특허문헌 1). 이산화탄소 시용장치에서는 야간은 연료를 연소시켜서 농업용 하우스내에 온풍을 공급하는 한편, 주간은 야간의 연소시에 회수·저류해 둔 이산화탄소를 농업용 하우스내에 공급(시용)하는 것으로, 원예식물의 광합성을 활성화시키고, 원예식물의 수율 및 품질 향상을 도모하고 있다.

이와 같은 이산화탄소 시용장치의 일 형태를 도 2에 나타낸다. 도 2는 종래의 이산화탄소 시용장치(200)의 연소 배기 가스 흐름을 나타내는 블럭도이다. 이산화탄소 시용장치(200)는 가온기(101)에 장착해서 사용되고, 산화 촉매(102), 열 교환기(103), 중화 탱크(104), 블로어(105), 필터(106) 및 이산화탄소 흡착장치(107)를 구비하고 있다. 이산화탄소 시용장치(200)는 가온기(101)에서 공급되는 연소 배기 가스에 포함되어 있는 이산화탄소를 이산화탄소 흡착장치(107)의 활성탄이나 제올라이트 등으로 흡착해서 회수하여 원예식물의 시용에 사용하는 것이다.

가온기(101)에서의 연료의 연소에 의해 발생하는 연소 배기 가스는 300도 정도로 고온이고 또 다량의 수증기를 포함하고 있다. 그러므로 이 연소 배기 가스를 그대로 이산화탄소 흡착장치(107)에 공급하면 이산화탄소 흡착장치(107)의 활성탄 등이 열로 손상되거나 응축수가 발생하거나 해서 이산화탄소의 흡착을 적절하게 행할 수 없게 될 우려가 있다. 따라서 이산화탄소 시용장치(200)는 연소 배기 가스에 복수의 처리를 행한 후에 이산화탄소 흡착장치(107)에 공급하도록 구성되어 있다. 이하 이 연소 배기 가스의 처리에 대해서 설명한다.

가온기(101)에서 발생한 연소 배기 가스는 먼저 산화 촉매(102)에 공급된다. 산화 촉매(102)는 안전성을 높이고 환경 부하를 경감하기 위하여 연소 배기 가스에 포함되어 있는 일산화탄소 및 일산화질소의 산화를 행하는 금속촉매이다.

산화 촉매(102)를 통과한 연소 배기 가스는, 다음에 열 교환기(103)에 공급된다. 열 교환기(103)에서는 그 내부를 흐르는 냉매와의 열교환을 행하게 함으로써 연소 배기 가스의 온도를 30도 정도까지 저하시킨다. 연소 배기 가스는 온도가 저하함으로써 포화 수증기압도 저하하고, 상대습도가 높아져서 백연 형상의 수증기를 포함하는 고습도 가스가 된다.

열 교환기(103)를 통과한 연소 배기 가스는 다음에 중화 탱크(104)에 공급된다. 중화 탱크(104)는 그 내부에 물이 저류되어 있는 용기이다. 중화 탱크(104)에 공급된 연소 배기 가스는 기포 형상으로 되어 그 물속을 통과한다. 이 통과에 의해 연소 배기 가스에서 백연 형상의 수증기가 제거된다.

중화 탱크(104)를 통과한 연소 배기 가스는 블로어(105)에 의해 흡인되고, 또 하류측의 필터(106)를 향해 압송된다. 필터(106)에서는 원예식물의 생육에 악영향을 끼치는 질소 산화물이 연소 배기 가스에서 제거된다.

이산화탄소 시용장치(200)는 이상과 같은 처리를 행한 후에 연소 배기 가스를 이산화탄소 흡착장치(107)에 공급한다. 이에 의해 이산화탄소 흡착장치(107)에 사용되는 활성탄 등을 열이나 응축수에서 보호할 수 있다.

일본국 특허 공개 2013-074887호 공보

근래 농업용 하우스내 공기의 가온에 사용되고 있는 가온기의 대부분은 용도가 농업용에 한정된 중유(A중유)를 연료로 사용하는 것이다. 중유는 등유에 비해 유황성분을 상당히 포함하고 있기 때문에, 그 연소에 의해 발생하는 연소 배기 가스도 황산화물을 상당히 포함하게 된다.

그러므로 도 2에 나타내는 이산화탄소 시용장치(200)에서는 가온기(101)의 연료로서 중유가 사용되고 있는 경우 그 하류의 산화 촉매(102)의 유황 피독이 발생하고, 일산화탄소 등의 산화를 적절하게 행할 수 없게 될 우려가 있다. 이후 이산화탄소 시용장치의 보급을 도모함에 있어 이와 같이 중유를 연료로 하는 가온기의 대응이 강하게 요망되고 있었다.

본 발명은 이와 같은 과제에 감안해서 이루어진 것으로, 그 목적은 중유의 연소에 의해 연소 배기 가스를 발생하게 하면서도 유황 피독이 생기는 일 없이 이산화탄소의 회수 및 공급이 가능한 이산화탄소 시용장치를 제공함에 있다.

상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 의한 이산화탄소 시용장치는, 연소 배기 가스에 포함되어 있는 이산화탄소를 회수하고, 상기 이산화탄소를 농업용 하우스내에 공급하는 이산화탄소 시용장치로서, 연소부에 있어서의 중유의 연소에 의해 발생한 연소 배기 가스의 공급을 받고, 상기 연소 배기 가스를 냉각하는 냉각부와, 상기 냉각부에 의해 냉각된 연소 배기 가스의 상대습도를 저하시키는 제습부와, 상기 제습부에 의해 상대습도가 저하된 연소 배기 가스에 포함되어 있는 황산화물을 제거하는 황산화물 제거부와, 상기 황산화물 제거부에서 공급되는 연소 배기 가스에 포함되어 있는 일산화탄소를 산화하는 산화 촉매와, 상기 산화 촉매에서 공급되는 연소 배기 가스에 포함되어 있는 이산화탄소를 흡착하는 흡착재를 구비하고, 상기 제습부는 상기 가스 발생원 혹은 상기 냉각부가 운전시에 방출하는 열을 이용하여 상기 냉각부에 의해 냉각된 연소 배기 가스를 가열하며, 내부에 물을 저류하는 저수 탱크를 구비하되, 상기 저수 탱크는 상기 냉각부에서 공급되는 연소 배기 가스를 기포형상으로 해서 내부의 물을 통과시킨 후에 상기 제습부에 공급하고, 따라서 냉각된 연소 배기 가스 내에 생성된 응축수를 제거하며, 상기 제습부 및 산화 촉매의 하류에, 그리고 상기 흡착재의 상류에 제공된 블로어를 더 포함하는 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명에 의한 이산화탄소 시용장치에 의하면, 연소부는 중유를 연소시킴으로써 발생하는 연소 배기 가스는 황산화물을 상당히 포함하게 되지만, 이 황산화물은 산화 촉매에 공급되기 전에 황산화물 제거부에 의해 제거되기 때문에 산화 촉매의 유황 피독을 억제할 수 있다. 또 연소부에서 공급되는 연소 배기 가스는 냉각부에 의해 냉각되는 동시에, 제습부에 의해 상대습도를 저하시킨 상태에서 황산화물 제거부에 공급되기 때문에, 연소 배기 가스가 가지는 열에 의한 황산화물 제거부의 손상이나 응축수의 발생을 억제할 수 있다.

또한 이 제습부는 연소부 혹은 냉각부가 운전시에 방출하는 열을 이용하여 냉각부에 의해 냉각된 연소 배기 가스를 가열해서 상대습도를 저하시키는 것이다. 따라서 전력에 의해 발열하는 전기 히터 등의 별도의 에너지를 필요로 하는 기기를 사용하지 않고, 연소 배기 가스의 상대습도를 저하시키고 황산화물 제거부나 흡착재를 응축수에서 보호할 수 있다.

여기서 연소부 혹은 냉각부가 운전시에 방출하는 열로서는 예를 들면 연료를 연소시키는 가온기 등에서 배출되는 연소 배기 가스가 가지는 열이나 상기 가온기 등에 의해 가열되고 농업용 하우스내에 공급되는 공기가 가지는 열이나 냉각부에서 고온의 가스와 열교환을 행하여 고온으로 된 냉매가 가지는 열 등을 들 수 있다.

또 본 발명에 의한 이산화탄소 시용장치에서는, 상기 제습부는 상기 연소부에서 상기 냉각부에 공급되는 연소 배기 가스가 가지는 열을 이용하여 상기 냉각부에 의해 냉각된 연소 배기 가스를 가열하는 것도 바람직하다.

연소부에서의 연료의 연소에 의해 발생하는 연소 배기 가스는 극히 높은 온도가 된다. 이 바람직한 형태에서는 연소부에서 냉각부에 공급되는 이 고온의 연소 배기 가스에 의해, 냉각부에 의해 냉각된 연소 배기 가스를 가열해서 확실하게 상대습도를 저하시키는 것이 가능해지므로, 황산화물 제거부나 흡착재를 응축수에서 보호할 수 있다.

또 본 발명에 의한 이산화탄소 시용장치에서는, 내부에 물을 저류하는 저수 탱크를 구비하고, 상기 저수 탱크는 상기 냉각부에서 공급되는 연소 배기 가스를 기포형상으로 하여 내부의 물을 통과시킨 후에 상기 제습부에 공급하는 것도 바람직하다.

이 바람직한 형태에서는 냉각부에 의해 냉각된 연소 배기 가스에 응축수가 발생한 경우라도 그 응축수는 연소 배기 가스가 저수 탱크내의 물을 통과할 때에 제거되기 때문에, 응축수가 제습부에 의해 가열되어 기화하는 것을 억제할 수 있다. 따라서 이와 같이 기화한 수분이 황산화물 제거부나 흡착재에 있어서 다시 응축수로 되는 사태를 억제하는 것이 가능하게 된다.

본 발명에 의하면 중유의 연소에 의해 연소 배기 가스를 발생하게 하면서도, 유황 피독이 생기는 일 없이 이산화탄소의 회수 및 공급이 가능한 이산화탄소 시용장치를 제공하는 것이 가능하게 된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 이산화탄소 시용장치의 가스 흐름을 나타내는 블럭도이다.
도 2는 종래의 이산화탄소 시용장치의 가스 흐름을 나타내는 블럭도이다.

이하 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예에 대해서 설명한다.

먼저 도 1을 참조하여, 본 발명의 실시예에 의한 이산화탄소 시용장치의 개요를 설명한다. 도 1은 본 발명의 실시예에 의한 이산화탄소 시용장치(100)의 가스 흐름을 나타내는 블럭도이다.

도 1에 도시된 바와 같이 이산화탄소 시용장치(100)는 가온기(10)에 장착해서 사용되고, 열 교환기(20), 중화 탱크(30), 필터(40), 산화 촉매(50), 블로어(60) 및 이산화탄소 흡착장치(70)를 가지고 있다.

가온기(10)는 연료로서 A중유를 연소시키는 연소 장치이다. 가온기(10)는 야간에 농업용 하우스 (도시하지 않음)내의 기온이 지나치게 떨어져서 원예식물의 생육이 저해되는 일이 없도록, 농업용 하우스내의 공기를 가열해서 온풍을 공급한다. 가온기(10)에는 배관(2)이 접속되어 있고, A중유의 연소에 의해 발생한 연소 배기 가스가 이 배관(2)내를 흘러서 이산화탄소 시용장치(100)에 공급되도록 구성되어 있다. 배관(2)은 고온의 연소 배기 가스의 유통에도 견딜 수 있도록 스테인리스강 등의 내열성에 우수한 금속 재료로 형성되어 있다.

열 교환기(20)는 외부에서 공급되는 2개의 유체를 그 내부에 통과시키고, 양 유체간에서 열 교환을 행하게 하는 열 교환기이다. 상세하게는 열 교환기(20)는 그 내부에 고온측 유로(20H) 및 저온측 유로(20C)의 2개의 독립된 유로가 형성되어 있고, 비교적 온도가 높은 유체를 고온측 유로(20H)에 흐르게 하고, 비교적 온도가 낮은 유체를 저온측 유로(20C)에 흐르게 구성되어 있다. 고온측 유로(20H)는 그 상류측이 배관(2)에 연결되어 있다. 또 고온측 유로(20H)의 하류측에는 배관(3)이 연결되어 있다.

중화 탱크(30)는 그 내부에 알카리성 수용액을 저류하는 중공의 용기이다. 상세하게는, 중화 탱크(30)의 내부에서는 복수 개의 굴껍질(도시하지 않음)이 물에 담가져 있고, 이 굴껍질에 포함되어 있는 칼슘 성분이 용출하는 것으로, 저류되어 있는 물이 칼슘 성분을 함유하는 알카리성 수용액으로 이루어져 있다. 중화 탱크(30)는 배관(3) 및 배관(4)에 연결되어 있다.

필터(40)는 통과하는 가스에 포함되어 있는 황산화물 및 질소 산화물을 제거하는 필터로, 열 교환기(20)및 중화 탱크(30)의 하류측에 설치되어 있다. 상세하게는 필터(40)는 표면에 미세한 세공 구조를 가지며, 흡착특성이 우수한 입자상 활성탄으로 이루어지고, 가스에 포함되어 있는 황산화물 및 질소 산화물을 흡착하는 것으로 제거한다.

또한 본 실시예에서는 필터(40)는 활성탄의 흡착특성에 의해 황산화물 및 질소 산화물의 제거를 행하는 것으로 하고 있으나, 제거 방법은 이것에 한정되는 것이 아니라, 가스에 포함되어 있는 황산화물 및 질소 산화물을 흡착 이외의 방법으로 제거하는 것을 채용하는 것도 가능하다.

산화 촉매(50)는 필터(40)의 하류측에 설치되고, 가스에 포함되어 있는 일산화탄소의 산화를 행하는 촉매이다. 산화 촉매(50)는 세라믹 등의 담체 표면에 귀금속입자를 담지시키는 것으로 형성되어 있다.

블로어(60)는 산화 촉매(50)의 하류측에 설치되고, 전력의 공급을 받아서 모터(도시하지 않음)를 구동시키고, 팬(도시하지 않음)을 회전시키는 것으로, 배관(7)을 개재해서 산화 촉매(50)측에서 가스를 흡인하는 팬 모터이다. 블로어(60)에 의해 흡인된 가스는 배관(8)을 개재해서 하류측에 압송된다.

이산화탄소 흡착장치(70)는 블로어(60)의 하류측에 설치되고, 그 내부에는 도시하지 않은 활성탄(흡착재)이 수용되어 있다. 활성탄은 그 표면에 다수 설치되는 세공에 있어서, 가스에 포함되어 있는 이산화탄소를 흡착해서 회수하는 것으로, 이산화탄소를 내부에 저류한다. 이산화탄소 흡착장치(70)내의 활성탄에 의해 이산화탄소의 일부 또는 전부가 제거된 가스는 그 외부로 배출된다.

또한 본 실시예에서는 흡착재로서 활성탄을 사용하고 있지만, 가스에 포함되어 있는 이산화탄소를 흡착·저류하는 기능을 가지는 것이라면 다른 재료를 사용하는 것도 가능하고, 예를 들면 제올라이트 등의 친수성 다공질재료를 사용할 수도 있다.

상기 구성을 구비한 이산화탄소 시용장치(100)는 농업용 하우스내의 기온이 저하되는 야간은 이산화탄소 흡착장치(70)의 활성탄에 있어서, 중유를 연소시킴으로써 발생한 연소 배기 가스에 포함되어 있는 이산화탄소의 흡착을 행한다.

이하 이산화탄소 시용장치(100)에 있어서의 연소 배기 가스의 흐름에 대해서 설명한다. 이산화탄소 시용장치(100)의 각 요소를 흐르는 연소 배기 가스의 온도나 습도 값을 그 명칭 뒤에 괄호로 나타내고 있지만, 이들 값은 발명의 이해를 위해서 기준으로 나타낸 것에 불과하고, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다.

가온기(10)에 있어서의 A중유의 연소에 의해, 고온의 연소 배기 가스(300도 정도)가 가온기(10)에서 배출된다. A중유를 연료로 사용하고 있기 때문에 이 연소 배기 가스(300도 정도)는 황산화물을 상당히 포함하게 된다. 배출된 연소 배기 가스는 배관(2)을 개재해서 이산화탄소 시용장치(100)의 열 교환기(20)에 공급된다.

가온기(10)에서 연소 배기 가스(300도 정도)의 공급을 받은 열 교환기(20)는 그 고온측 유로(20H)에 연소 배기 가스(300도 정도)를 흐르게 하고, 저온측 유로(20C)에 후술하는 저온 가스(20도 정도)를 흐르게 한다. 이에 의해 해당 연소 배기 가스(300도 정도)와 저온 가스(20도 정도) 사이에서 열 교환이 행해지고, 연소 배기 가스(300도 정도)는 저온 가스(20도 정도)에 의해 열을 빼앗기는 것으로 냉각된다. 그러므로 가온기(10)에서 배관(2)을 개재해서 공급된 연소 배기 가스(300도 정도)는 열 교환기(20)를 통과하는 것으로, 그 온도가 30도 정도까지 저하된다.

열 교환기(20)의 고온측 유로(20H)를 통과한 연소 배기 가스(30도 정도)는 배관(3)을 개재해서 중화 탱크(30)에 공급된다. 연소 배기 가스(30도 정도)는 중화 탱크(30)내에 저류되어 있는 물속에 공급되고 기포형상으로 된다. 기포형상으로 된 연소 배기 가스는 부력에 의해 수중을 상승하여 수면에서 나온다. 이와 같이 연소 배기 가스를 기포형상으로 해서 수중을 통과시킴으로써, 연소 배기 가스에 포함되어 있던 탄산 가스가 수중의 칼슘과 결합하고, 탄산 칼슘이 석출된다. 이 탄산 칼슘은 원예식물에 공급하는 비료로 이용할 수 있다.

중화 탱크(30)에 공급된 연소 배기 가스(30도 정도)는 중화 탱크(30)를 통과하는 것으로, 그 온도가 20도 정도까지 저하된다. 중화 탱크(30)를 통과한 연소 배기 가스(20도 정도)는 발생시(300도 정도)에서 그 온도가 크게 저하됨으로써 포화 수증기압도 저하되고, 상대습도가 99%정도의 다습 가스로 된다. 이 연소 배기 가스(20도, 99%정도)는 배관(4)내를 열 교환기(20)를 향해 흐른다.

배관(4)내를 흘러서 열 교환기(20)에 공급된 연소 배기 가스(20도, 99%정도)는 열 교환기(20)의 저온측 유로(20C)를 흐른다. 다시 말해 열 교환기(20)를 한번 통과한 연소 배기 가스(30도 정도)가 중화 탱크(30)를 거쳐 열 교환기(20)에 귀환하고, 상술한 저온 가스(20도 정도)로서 기능한다.

따라서 열 교환기(20)에 있어서 가온기(10)에서 공급되어 고온측 유로(20H)를 흐르는 연소 배기 가스(300도 정도)와 상술한 바와 같이 귀환해서 저온측 유로(20C)를 흐르는 연소 배기 가스(20도, 99%정도) 사이에서 열 교환이 행해진다. 저온측 유로(20C)를 흐르는 연소 배기 가스(20도, 99%정도)는 고온측 유로(20H)를 흐르는 연소 배기 가스(300도 정도)로부터 열을 빼앗는 것으로 가열된다. 그러므로 열 교환기(20)에 귀환한 연소 배기 가스(20도, 99%정도)는 열 교환기(20)를 통과하는 것으로 그 온도가 40도 정도까지 상승하는 한편, 이에 수반하는 포화 수증기압의 상승에 의해 상대습도가 30%정도까지 저하된다.

열 교환기(20)의 저온측 유로(20C)에서 배출된 연소 배기 가스(40도, 30%정도)는 배관(5)을 개재해서 필터(40)에 공급된다. 이 필터(40)에의 연소 배기 가스(40도, 30%정도)의 공급은 필터(40)의 하류측에 배치되어 있는 블로어(60)가 운전하고, 배관(6)측을 부압으로 해서 연소 배기 가스(40도, 30%정도)를 흡인함으로써 행해진다. 연소 배기 가스(40도, 30%정도)는 필터(40)를 통과함으로써, 원예식물에 공급되더라도 지장이 없는 정도까지 황산화물 및 질소 산화물이 제거된다.

필터(40)를 통과한 연소 배기 가스는 배관(6)을 개재해서 산화 촉매(50)에 공급된다. 이 산화 촉매(50)에서 연소 배기 가스에 포함되어 있는 일산화탄소가 산화되고, 연소 배기 가스는 이산화탄소를 상당히 포함한 가스로 된다.

산화 촉매(50)를 통과한 연소 배기 가스는 배관(7)을 개재해서 블로어(60)에 의해 흡인된다. 배관(7)을 흐르는 연소 배기 가스는 필터(40) 및 산화 촉매(50)를 통과하였을 때에 이들에 의해 열을 빼앗기는 것으로 온도가 약간 저하되고, 상대습도가 상승해 있다. 그러나 연소 배기 가스는 블로어(60)를 통과할 때에 블로어(60)의 전동 모터가 발생하는 줄 열(Joule heat)을 빼앗는 것에 의해 그 온도가 다시 40도 정도까지 상승하고, 상대습도는 30%정도까지 저하된다.

블로어(60)를 통과한 연소 배기 가스(40도, 30%정도)는 배관(8)을 개재해서 이산화탄소 흡착장치(70)에 공급된다. 이산화탄소 흡착장치(70)의 내부에 수용된 활성탄을 연소 배기 가스(40도, 30%정도)가 통과하는 것으로, 거기에 포함되어 있는 이산화탄소가 활성탄에 흡착되어 저류된다. 이산화탄소 흡착장치(70)에 저류된 이산화탄소는 농업용 하우스내의 원예식물의 광합성을 촉진하기 위해 주간에 원예식물에 공급된다.

또한 이산화탄소 흡착장치(70)의 내부에 수용된 활성탄의 내열성능이 낮을 경우에는 이산화탄소 흡착장치(70)에 공급되는 연소 배기 가스의 온도를 저하시키기 위해 블로어(60)와 이산화탄소 흡착장치(70) 사이에 새로운 열 교환기(도시하지 않음)를 설치할 수도 있다.

이상과 같이 구성된 이산화탄소 시용장치(100)에 의하면, 가온기(10)에서 공급되는 연소 배기 가스는 황산화물을 상당히 포함하게 되지만, 이 황산화물은 산화 촉매(50)에 공급되기 전에 필터(40)에 의해 제거되기 때문에 산화 촉매(50)의 유황 피독을 억제할 수 있다. 또 가온기(10)에서 공급되는 연소 배기 가스는 열 교환기(20)의 고온측 유로(20H)에 의해 냉각되는 동시에 열 교환기(20)의 저온측 유로(20C)에 의해 상대습도를 저하시킨 상태에서 필터(40)에 공급되기 때문에, 연소 배기 가스가 가지는 열에 의한 필터(40)의 손상이나 응축수의 발생을 억제할 수 있다.

또한 이 열 교환기(20)의 저온측 유로(20C)는 가온기(10)에서 배출되는 연소 배기 가스가 가지는 열을 이용하여 고온측 유로(20H)에 의해 냉각된 연소 배기 가스를 가열해서 상대습도를 저하시키고 있다. 따라서 전력에 의해 발열하는 전기 히터 등의 별도의 에너지를 필요로 하는 기기를 사용하지 않고, 연소 배기 가스의 상대습도를 저하시키고, 필터(40)나 이산화탄소 흡착장치(70)를 응축수에서 보호할 수 있다.

이외에 고온측 유로(20H)에 의해 냉각된 연소 배기 가스를 가열하는 가열원으로서, 예를 들면 가온기(10)에 의해 가열되어 농업용 하우스내에 공급되는 공기가 가지는 열 등을 이용할 수도 있다.

또 연소 배기 가스를 중화 탱크(30) 내부의 물을 통과시킨 후에 열 교환기(20)의 저온측 유로(20C)에 공급하고 있다. 이에 의해 열 교환기(20)의 고온측 유로(20H)에 의해 냉각된 연소 배기 가스에 응축수가 발생한 경우라도, 이 응축수는 연소 배기 가스가 중화 탱크내의 물을 통과할 때에 제거된다. 그러므로 응축수가 열 교환기(20)의 저온측 유로(20C)에 의해 가열되어 기화하는 것을 억제할 수 있다. 따라서 이와 같이 기화한 수분이 필터(40)나 이산화탄소 흡착장치(70)에서 다시 응축수로 되는 사태를 억제하는 것이 가능하게 된다.

이상 구체적인 예를 참조하면서 본 발명의 실시예에 대해서 설명하였다. 그러나 본 발명은 이들의 구체적인 예에 한정되지 않는다. 다시 말해 이들 구체적인 예에 당업자가 적당히 설계 변경을 더한 것도 본 발명의 특징을 구비하고 있는 한, 본 발명의 범위에 포함된다.

예를 들면 상기 실시예에서는 블로어(60)를 산화 촉매(50)의 하류측에 배치하고 있지만, 본 발명의 요지는 이것에 한정되는 것이 아니라, 블로어(60)를 산화 촉매(50)의 상류측에 배치하는 것 가능하다.

10 가온기(연소부) 20 열 교환기
20H 고온측 유로(냉각부) 20C 저온측 유로(제습부)
40 필터(황산화물 제거부) 50 산화 촉매
70 이산화탄소 흡착장치(흡착재) 100 이산화탄소 시용장치

Claims

연소 배기 가스에 포함되어 있는 이산화탄소를 회수하고, 상기 이산화탄소를 농업용 하우스내에 공급하는 이산화탄소 시용장치로서,
연소부에서의 중유의 연소에 의해 발생한 연소 배기 가스의 공급을 받고, 상기 연소 배기 가스를 냉각하는 냉각부와,
상기 냉각부에 의해 냉각된 연소 배기 가스의 상대습도를 저하시키는 제습부와,
상기 제습부에 의해 상대습도가 저하된 연소 배기 가스에 포함되어 있는 황산화물을 제거하는 황산화물 제거부와,
상기 황산화물 제거부에서 공급되는 연소 배기 가스에 포함되어 있는 일산화탄소를 산화하는 산화 촉매와,
상기 산화 촉매에서 공급되는 연소 배기 가스에 포함되어 있는 이산화탄소를 흡착하는 흡착재를 구비하고,
상기 제습부는 상기 연소부 혹은 상기 냉각부가 운전시에 방출하는 열을 이용하여 상기 냉각부에 의해 냉각된 연소 배기 가스를 가열하며,
내부에 물을 저류하는 저수 탱크를 구비하되, 상기 저수 탱크는 상기 냉각부에서 공급되는 연소 배기 가스를 기포형상으로 해서 내부의 물을 통과시킨 후에 상기 제습부에 공급하고, 따라서 냉각된 연소 배기 가스 내에 생성된 응축수를 제거하며,
상기 제습부 및 산화 촉매의 하류에, 그리고 상기 흡착재의 상류에 제공된 블로어를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 시용장치.
제1항에 있어서,
상기 제습부는 상기 연소부에서 상기 냉각부에 공급되는 연소 배기 가스가 가지는 열을 이용하여 상기 냉각부에 의해 냉각된 연소 배기 가스를 가열하는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 시용장치.
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