KR101956927B1 - Carbon dioxide capture process using steam condensate vapor recycle and system using the same - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예는 스팀응축수에 포함된 증기의 재순환을 통한 이산화탄소 포집공정 및 시스템에 관한 것으로, 해결하고자 하는 기술적 과제는 리보일러에서 나오는 스팀 응축수를 이용하여 발생된 스팀을 기존 리보일러 스팀 공급라인으로 공급하여 이산화탄소 포집 공정에 가장 많은 에너지가 소비되는 스팀의 사용량을 획기적으로 줄일 수 있고, 공정의 운전 비용을 절감시킴과 동시에 공정 설비의 소형화를 통한 경제성을 향상시킬 수 있게 하는데 있다.
이를 위해 본 발명의 일 실시예는 흡수제를 이용하여 흡수탑에서 이산화탄소를 흡수하는 이산화탄소 흡수공정; 상기 이산화탄소를 흡수한 흡수제가 탈거탑으로 공급되고, 리보일러로부터 상기 탈거탑으로 스팀이 공급되어 상기 흡수제와 이산화탄소를 분리하는 이산화탄소 분리 포집공정; 및 상기 이산화탄소 분리 포집공정에서 발생하는 고압의 스팀 응축수를 감압하여 스팀을 발생시키고, 상기 발생된 스팀을 승압한 후 상기 탈거탑으로 공급하는 에너지 재생공정을 포함하는 스팀응축수에 포함된 증기의 재순환을 통한 이산화탄소 포집공정을 개시한다.One embodiment of the present invention relates to a process and system for capturing carbon dioxide through recirculation of steam contained in steam condensed water. Technical problems to be solved are to provide steam generated by using steam condensate coming from the reboiler to the existing reboiler steam supply Line to reduce the consumption of steam consuming the most energy in the carbon dioxide capture process, reduce the operation cost of the process, and improve the economical efficiency through miniaturization of the process facility.
To this end, one embodiment of the present invention provides a method of absorbing carbon dioxide in an absorption tower using an absorbent; A carbon dioxide separation and collection step of supplying the absorbent absorbed by the carbon dioxide to the stripping tower, supplying steam from the reboiler to the stripping tower to separate the absorbent and carbon dioxide; And an energy regeneration step of reducing the pressure of the high-pressure steam condensed water generated in the carbon dioxide separation and collecting step to generate steam, boosting the generated steam, and supplying the steam to the deodorization tower. To start the carbon dioxide capture process.

Description

스팀응축수에 포함된 증기의 재순환을 통한 이산화탄소 포집공정 및 시스템{CARBON DIOXIDE CAPTURE PROCESS USING STEAM CONDENSATE VAPOR RECYCLE AND SYSTEM USING THE SAME}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a carbon dioxide capture process and system for recycling vapor contained in steam condensed water,

본 발명의 일 실시예는 스팀응축수에 포함된 증기의 재순환을 통한 이산화탄소 포집공정 및 시스템에 관한 것이다.
One embodiment of the present invention relates to a process and system for collecting carbon dioxide through recycling of steam contained in steam condensate.

최근 지구온난화의 원인 물질인 온실가스를 포집하고 저장하는 노력이 국제적으로 경주되고 있다. 특히, 온실가스 중 산성가스인 이산화탄소를 줄이기 위하여 화학적 흡수법, 흡착법, 막분리법, 심냉법 등 많은 기술이 개발되고 있다.Recently, efforts to collect and store greenhouse gases, the causative substance of global warming, have been racing internationally. In particular, many techniques have been developed to reduce carbon dioxide, which is an acid gas in greenhouse gases, such as chemical absorption, adsorption, membrane separation, and deep sea cooling.

화력발전소 등 연소설비에서 발생하는 산성가스인 이산화탄소를 제거하기 위하여 사용되는 흡수제를 이용한 화학적 흡수방법은 높은 효율과 안정적인 기술로 가장 많이 연구되고 있다. 이산화탄소를 포집하기 위한 아민계 포집공정은 화학적 흡수기술의 일종으로 석유화학 공정 중 개질공정에서 적용된 바 있는 기술적 신뢰성이 확보된 기술이나 석유화학 공정가스가 아닌 연소 배가스에 적용하기 위해서는 공정의 개선이 필요한 분리기술이다.The chemical absorption method using the absorbent used for removing carbon dioxide, which is an acid gas generated in a combustion plant such as a thermal power plant, has been studied with high efficiency and stable technology. Amine-based capture process for trapping carbon dioxide is a kind of chemical absorption technology. It is a technology that has been technically reliable as applied in the reforming process during the petrochemical process. However, it needs to be improved in order to apply it to the combustion exhaust gas instead of the petrochemical process gas. Separation technology.

도 1은 종래 기술에 따른 화학적 흡수제를 이용한 이산화탄소 흡수 및 탈거장치를 나타내는 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a view showing a carbon dioxide absorption and removal apparatus using a conventional chemical absorbent. FIG.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 화학적 흡수제를 이용한 이산화탄소 흡수 및 탈거장치의 공정을 살펴보면, 냉각된 배가스(G1)는 통상적으로 40~60?의 온도에서 흡수제(A2)와 접촉되며, 이산화탄소는 흡수제 내의 화학적 흡수제와 결합한다. 그런 다음, 순환되는 세척용 물(H)을 이용하여 흡수제 또는 증기가 비말하는 것을 방지한 후, 흡수탑(1)에서 배출된다. 이때, 출구 가스에 이산화탄소의 농도는 흡수제에서의 화학 반응으로 감소시킬 수 있지만, 낮은 출구 이산화탄소 농도를 유지하기 위해서는 흡수탑(1)이 높아져야 한다. 또한, 화학적 결합에 의해 이산화탄소를 흡수한 흡수제(A1)는 열교환기(4)를 거쳐 가열되어 탈거탑(6)의 상부로 주입된다. 흡수제의 재생은 높은 온도(즉, 110 내지 140?) 및 대기압 정도의 압력에서 탈거탑(6)에서 수행된다. 또한, 재생 조건을 유지하기 위하여 열이 리보일러(7)로 공급되고, 이 과정에서 열에너지가 소모된다. 공급되는 에너지는 흡수제에서 화학적으로 결합되어 있는 이산화탄소를 탈거시키고, 탈거된 이산화탄소와 수증기의 혼합가스(G3)는 응축기(9)에서 회수되어 탈거탑(6)으로 다시 공급된다. 이산화탄소가 탈거된 흡수제(A2)는 열교환기(4)와 린아민 냉각기(3a)를 거쳐 흡수탑(1) 수준의 온도로 낮추도록 펌프(5)에 의해 흡수탑(1)으로 이송된다.As shown in FIG. 1, in the conventional process of carbon dioxide absorption and removal using a chemical absorbent, the cooled flue gas G1 is contacted with the absorbent A2 at a temperature of typically 40 to 60 ° C, Carbon dioxide combines with the chemical absorbent in the absorbent. Then, the circulating washing water (H) is used to prevent the absorber or the vapor from being spoken, and then discharged from the absorption tower (1). At this time, the concentration of carbon dioxide in the outlet gas can be reduced by a chemical reaction in the absorbent, but the absorber 1 must be elevated to maintain a low outlet carbon dioxide concentration. The absorbent A1 absorbing carbon dioxide by chemical bonding is heated through the heat exchanger 4 and injected into the upper part of the demolition tower 6. [ The regeneration of the absorbent is carried out in the stripping column 6 at a high temperature (i.e., 110 to 140?) And a pressure of atmospheric pressure. Further, in order to maintain the regeneration condition, heat is supplied to the reboiler 7, and heat energy is consumed in this process. The supplied energy removes the carbon dioxide chemically bonded in the absorbent, and the mixed gas (G3) of the carbon dioxide and water vapor removed is recovered in the condenser (9) and supplied again to the stripping tower (6). The absorbent A2 from which the carbon dioxide has been removed is conveyed to the absorption tower 1 by the pump 5 so as to lower the temperature to the level of the absorption tower 1 via the heat exchanger 4 and the lean amine cooler 3a.

한편, 미설명된 도면부호 1a는 세정장치, 2는 펌프, 3b는 린아민 냉각기, 8은 리플럭스 드럼이다.Reference numeral 1a denotes a cleaning device, 2 denotes a pump, 3b denotes a lean amine cooler, and 8 denotes a reflux drum.

그러나, 상기와 같은 이산화탄소 흡수 및 탈거공정에서 흡수제의 재생을 위해 많은 에너지가 소모된다는 문제점이 있었다. 즉, 상기 종래의 이산화탄소 흡수 및 탈거공정에서는 탈거탑에서 흡수제의 가열을 위해 사용한 스팀의 응축수를 재활용하지 않고 있기 때문에, 에너지 사용을 증대 시키고 있다는 문제점이 있었다. 따라서, 이러한 재생에너지를 줄이기 위한 흡수제와 관련 공정의 개발이 절실히 요구되고 있다. 특히, 탈거 공정의 장치 및 흐름을 최적화하여 가장 경제적인 이산화탄소 흡수효율을 얻고자 하는 연구가 많은 연구자에 의해 진행되고 있다.
However, there is a problem that much energy is consumed for the regeneration of the absorbent in the carbon dioxide absorption and removal processes. That is, in the conventional carbon dioxide absorption and removal process, there is a problem that the condensed water of steam used for heating the absorbent in the deodorization tower is not recycled, thereby increasing energy use. Therefore, development of an absorbent and a related process for reducing such regenerated energy is urgently required. In particular, many researchers are attempting to obtain the most economical carbon dioxide absorption efficiency by optimizing the equipment and flow of the stripping process.

본 발명의 일 실시예는 리보일러에서 나오는 스팀 응축수를 이용하여 발생된 스팀을 기존 리보일러 스팀 공급라인으로 공급하여 이산화탄소 포집 공정에 가장 많은 에너지가 소비되는 스팀의 사용량을 획기적으로 줄일 수 있고, 공정의 운전 비용을 절감시킴과 동시에 공정 설비의 소형화를 통한 경제성을 향상시킬 수 있는 스팀응축수에 포함된 증기의 재순환을 통한 이산화탄소 포집공정 및 시스템을 제공한다.
In an embodiment of the present invention, steam generated by using steam condensed water from a reboiler is supplied to an existing reboiler steam supply line, so that the amount of steam consumed most energy in the carbon dioxide capture process can be drastically reduced, The present invention provides a process and system for collecting carbon dioxide through recycling of steam contained in steam condensate, which can reduce the operation cost of steam condenser and improve the economical efficiency through miniaturization of process facilities.

본 발명의 일 실시예에 의한 스팀응축수에 포함된 증기의 재순환을 통한 이산화탄소 포집공정은 흡수제를 이용하여 흡수탑에서 이산화탄소를 흡수하는 이산화탄소 흡수공정; 상기 이산화탄소를 흡수한 흡수제가 탈거탑으로 공급되고, 리보일러로부터 상기 탈거탑으로 스팀이 공급되어 상기 흡수제와 이산화탄소를 분리하는 이산화탄소 분리 포집공정; 및 상기 이산화탄소 분리 포집공정에서 발생하는 고압의 스팀 응축수를 감압하여 스팀을 발생시키고, 상기 발생된 스팀을 승압한 후 상기 탈거탑으로 공급하는 에너지 재생공정을 포함할 수 있다.The carbon dioxide capture process through recirculation of the steam contained in the steam condensed water according to an embodiment of the present invention includes a carbon dioxide absorption process for absorbing carbon dioxide in an absorption tower using an absorbent; A carbon dioxide separation and collection step of supplying the absorbent absorbed by the carbon dioxide to the stripping tower, supplying steam from the reboiler to the stripping tower to separate the absorbent and carbon dioxide; And an energy regeneration step of reducing the pressure of the high-pressure steam condensed water generated in the carbon dioxide separation and collecting step to generate steam, boosting the generated steam, and supplying the steam to the deodorization tower.

상기 이산화탄소 흡수공정에서 상기 흡수탑은 흡수제를 혼합가스와 접촉하여 이산화탄소를 흡수할 수 있다.In the carbon dioxide absorption process, the absorption tower can absorb carbon dioxide by contacting the absorbent with a mixed gas.

상기 이산화탄소 분리 포집공정의 이전에 상기 흡수탑으로부터 배출된 흡수제는 열교환기를 통과하여 가열되는 공정을 더 포함할 수 있다.The absorbent discharged from the absorption tower prior to the carbon dioxide separation and collecting step may further include a step of heating through the heat exchanger.

상기 이산화탄소 분리 포집공정은 상기 이산화탄소를 흡수한 흡수제가 탈거탑으로 공급되어 상기 흡수제와 이산화탄소를 1차적으로 분리하는 제1 이산화탄소 분리공정; 및 상기 리보일러로부터 상기 탈거탑으로 스팀이 공급되어 상기 흡수제와 이산화탄소를 2차적으로 분리하는 제2 이산화탄소 분리공정을 포함할 수 있다.The carbon dioxide separation and collection step may include a first carbon dioxide separation step in which the absorbent absorbing the carbon dioxide is supplied to a deodorization tower to primarily separate carbon dioxide from the absorbent; And a second carbon dioxide separation process in which steam is supplied from the reboiler to the deodorizer to secondaryly separate carbon dioxide from the absorbent.

상기 스팀 응축수는 기액분리드럼을 통해 감압되어 스팀으로 발생될 수 있다.The steam condensed water may be reduced in pressure through the gas-liquid separation drum to generate steam.

상기 스팀은 승압기를 통하여 상기 리보일러에서 공급되는 스팀 압력이상으로 승압되어 상기 리보일러와 상기 탈거탑 사이의 스팀 공급라인으로 공급될 수 있다.The steam may be supplied to the steam supply line between the reboiler and the stripping tower by being boosted to a steam pressure higher than the steam pressure supplied from the reboiler through a booster.

상기 흡수제는 아민계, 아미노산염, 무기염계 용액, 암모니아수 중 어느 하나 또는 이들의 혼합물일 수 있다.The absorbent may be any one of an amine type, an amino acid salt, an inorganic salt type solution, and ammonia water, or a mixture thereof.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 스팀응축수에 포함된 증기의 재순환을 통한 이산화탄소 포집공정은, 흡수제를 이용하여 흡수탑에서 이산화탄소를 흡수하는 이산화탄소 흡수공정; 상기 이산화탄소를 흡수한 흡수제가 탈거탑으로 공급되고, 리보일러로부터 상기 탈거탑으로 스팀이 공급되어 상기 흡수제와 이산화탄소를 분리하는 이산화탄소 분리 포집공정; 및 상기 이산화탄소 분리 포집공정에서 발생하는 고압의 스팀 응축수를 감압하여 스팀을 발생시키고, 상기 발생된 스팀을 상기 탈거탑으로 공급하는 에너지 재생공정을 포함할 수 있다.In another aspect of the present invention, there is provided a process for collecting carbon dioxide by recycling steam contained in steam condensed water, comprising: a carbon dioxide absorption process for absorbing carbon dioxide in an absorption tower using an absorbent; A carbon dioxide separation and collection step of supplying the absorbent absorbed by the carbon dioxide to the stripping tower, supplying steam from the reboiler to the stripping tower to separate the absorbent and carbon dioxide; And an energy regeneration step of generating steam by reducing the pressure of the high-pressure steam condensed water generated in the carbon dioxide separation and collecting step, and supplying the generated steam to the deodorizing tower.

또한, 본 스팀응축수에 포함된 증기의 재순환을 통한 이산화탄소 포집공정은, 리플럭스 드럼을 통하여 상기 탈거탑에 공급되는 스팀량만큼의 응축수를 제거하여 상기 흡수제의 농도를 유지하는 흡수제 농도 유지공정을 더 포함할 수 있다.The carbon dioxide capture step through the recirculation of the steam contained in the steam condensed water further includes a step of maintaining the concentration of the absorbent by removing condensed water as much as the steam amount supplied to the deodorizer through the reflux drum can do.

또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스팀응축수에 포함된 증기의 재순환을 통한 이산화탄소 포집시스템은, 흡수제를 이용하여 흡수탑에서 이산화탄소를 흡수하는 흡수탑; 상기 이산화탄소를 흡수한 흡수제가 공급되고, 그 일측에 구비된 리보일러로부터 공급된 스팀을 이용하여 상기 흡수제와 이산화탄소를 분리하는 탈거탑; 및 상기 탈거탑과 상기 리보일러 사이에 구비되어, 상기 리보일러로부터 공급된 스팀을 승압하여 상기 탈거탑에 연결된 리보일러의 스팀공급라인으로 공급하는 승압기를 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a carbon dioxide capture system for recycling vapor contained in steam condensed water, comprising: an absorption tower for absorbing carbon dioxide in an absorption tower using an absorbent; A stripping tower to which the absorbent absorbing the carbon dioxide is supplied and which separates the absorbent and carbon dioxide using steam supplied from a reboiler provided at one side; And a booster provided between the demolition tower and the reboiler for boosting the steam supplied from the reboiler and supplying the steam to the steam supply line of the reboiler connected to the demolition tower.

상기 흡수탑과 상기 탈거탑 사이에는 상기 흡수탑으로부터 배출된 흡수제를 가열하는 열교환기가 구비될 수 있다.A heat exchanger for heating the absorbent discharged from the absorption tower may be provided between the absorption tower and the stripping tower.

상기 탈거탑은 상기 흡수제와 이산화탄소를 분리시 고압의 스팀 응축수가 발생될 수 있다.When the absorbent and the carbon dioxide are separated from each other, high-pressure steam condensed water may be generated in the stripping tower.

상기 리보일러와 승압기 사이에 구비되어 상기 스팀 응축수를 감압하여 스팀으로 발생시키는 기액분리드럼을 더 포함할 수 있다.And a gas-liquid separation drum provided between the reboiler and the booster to generate steam by reducing the steam condensed water.

또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스팀응축수에 포함된 증기의 재순환을 통한 이산화탄소 포집시스템은, 흡수제를 이용하여 흡수탑에서 이산화탄소를 흡수하는 흡수탑; 상기 이산화탄소를 흡수한 흡수제가 공급되고, 그 일측에 구비된 리보일러로부터 공급된 스팀을 이용하여 상기 흡수제와 이산화탄소를 분리하되, 상기 흡수제와 이산화탄소를 분리시 고압의 스팀 응축수를 발생시키는 탈거탑; 및 상기 스팀 응축수를 감압하여 스팀으로 발생시키고, 상기 스팀을 상기 탈거탑에 직접 공급하는 기액분리드럼을 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a carbon dioxide capture system for recycling vapor contained in steam condensed water, comprising: an absorption tower for absorbing carbon dioxide in an absorption tower using an absorbent; A stripping tower for supplying the absorbent absorbing the carbon dioxide and separating the absorbent and the carbon dioxide using steam supplied from a reboiler provided at one side thereof and generating high pressure steam condensed water when the absorbent is separated from the carbon dioxide; And a gas-liquid separation drum for reducing the pressure of the steam condensed water to generate steam, and supplying the steam directly to the deodorizing tower.

상기 탈거탑 상단에 연결되어 상기 탈거탑에 공급되는 스팀량만큼의 응축수를 제거하여 상기 흡수제의 농도를 유지하는 리플럭스 드럼을 더 포함할 수 있다.
The reflux drum may further include a reflux drum connected to an upper end of the stripping tower to remove condensed water as much as the amount of steam supplied to the stripping tower to maintain the concentration of the absorbent.

본 발명의 일 실시예에 따른 스팀응축수에 포함된 증기의 재순환을 통한 이산화탄소 포집공정 및 시스템은 리보일러에서 나오는 스팀 응축수를 이용하여 발생된 스팀을 기존 리보일러 스팀 공급라인으로 공급하여 이산화탄소 포집 공정에 가장 많은 에너지가 소비되는 스팀의 사용량을 획기적으로 줄일 수 있고, 공정의 운전 비용을 절감시킴과 동시에 공정 설비의 소형화를 통한 경제성을 향상시킬 수 있다.
The carbon dioxide capture process and system through the recirculation of the steam included in the steam condensed water according to an embodiment of the present invention can supply the steam generated using the steam condensate from the reboiler to the existing reboiler steam supply line, It is possible to drastically reduce the consumption of steam consuming the most energy, reduce the operation cost of the process, and improve the economical efficiency by downsizing the process equipment.

도 1은 종래 기술에 따른 화학적 흡수제를 이용한 이산화탄소 흡수 및 탈거장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스팀응축수에 포함된 증기의 재순환을 통한 이산화탄소 포집 시스템 및 동작을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스팀응축수에 포함된 증기의 재순환을 통한 이산화탄소 포집 시스템 및 동작을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 스팀응축수에 포함된 증기의 재순환을 통한 이산화탄소 포집 방법을 나타내는 순서도이다.
도 5는 도 4의 이산화탄소 분리 포집 공정을 나타내는 순서도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a view showing a carbon dioxide absorption and removal apparatus using a conventional chemical absorbent. FIG.
FIG. 2 is a view illustrating a carbon dioxide capture system and operation through recirculation of steam included in steam condensed water according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a view illustrating a carbon dioxide capture system and operation through recirculation of steam included in steam condensed water according to another embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating a method of collecting carbon dioxide through recirculation of steam contained in steam condensed water according to an embodiment of the present invention.
5 is a flowchart showing the carbon dioxide separation and collection process of FIG.

본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
DETAILED DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, in which those skilled in the art can readily implement the present invention.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스팀응축수에 포함된 증기의 재순환을 통한 이산화탄소 포집 시스템 및 동작을 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스팀응축수에 포함된 증기의 재순환을 통한 이산화탄소 포집 시스템 및 동작을 나타내는 도면이다. 한편, 도 2 내지 도 3의 이산화탄소 포집시스템은 도 1에 도시된 종래의 이산화탄소 흡수 및 탈거장치와 탈거탑 측 몇몇의 주변 구성요소를 제외하고는 유사하므로, 서로 중복되는 구성요소들에 대한 설명은 생략하기로 한다.FIG. 2 is a view showing a carbon dioxide capture system and operation through recirculation of steam contained in steam condensed water according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a view showing a carbon dioxide capture system and operation by recirculating steam included in steam condensed water according to another embodiment of the present invention Lt; RTI ID = 0.0 > CO2 < / RTI > 2 to 3 are similar to each other except for the conventional carbon dioxide absorbing and removing apparatus shown in FIG. 1 and some surrounding elements on the stripping-tower side, a description of the elements overlapping each other is omitted It will be omitted.

도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 스팀응축수에 포함된 증기의 재순환을 통한 이산화탄소 포집 시스템은, 흡수탑(10)에서 흡수제와 혼합가스를 접촉하여 이산화탄소를 포집하고, 탈거탑(60)으로 이동하는 흡수제(A1)가 열교환기(40)를 통과하여 1차 가열되며, 그런 다음 탈거탑(60)으로 공급된다. 또한, 상기 탈거탑(60)에서 이산화탄소와 흡수제가 일부 분리되고, 리보일러(70)에서 스팀공급을 통한 승온으로 최종적으로 이산화탄소를 소량 포함한 린아민(A2)으로 재생된다. 이 과정에서 리보일러(70)에 사용한 스팀은 잠열을 모두 사용하고, 고압의 응축수(Steam Condensate)와 잔량 스팀으로 시스템 밖으로 나오게 된다. 상기 재생된 린아민(A2)은 탈거탑(60)으로부터 펌프(50), 열교환기(40) 및 린아민 냉각기(30a)를 거처 흡수탑(10)으로 이송된다.As shown in FIGS. 2 and 3, the carbon dioxide capture system through the recycle of the steam contained in the steam condensed water according to the embodiment of the present invention is a system in which the absorption gas and the mixed gas are contacted in the absorption tower 10, The absorbent A1 moving to the stripping tower 60 is firstly heated through the heat exchanger 40 and then supplied to the stripping tower 60. [ In addition, carbon dioxide and the absorbent are partially separated from the stripping tower 60, and the temperature is raised by steam supply in the reboiler 70 to finally regenerate carbon dioxide into phosphorus amine A2 containing a small amount of carbon dioxide. In this process, the steam used in the reboiler (70) uses all the latent heat, and is discharged out of the system by the high pressure condensate (Steam Condensate) and residual steam. The regenerated phosphorus amine A2 is transferred from the stripping tower 60 to the absorption tower 10 via the pump 50, the heat exchanger 40 and the phosphoramine cooler 30a.

본 발명에서는 이 고압 응축수와 잔량 스팀을 활용하여 에너지 회수를 하기 위하여, 도 2 및 도 3에서와 같이 리보일러(70)에서 나오는 스팀 응축수와 잔량 스팀을 활용하여 공정 효율을 향상시키는 두 가지 실시예를 가진다. In the present invention, in order to recover the energy by utilizing the high-pressure condensed water and the residual steam, as shown in FIGS. 2 and 3, the steam condensed water from the reboiler 70 and the residual steam are utilized to improve the process efficiency. .

본 발명에 사용된 흡수제는 아민계, 아미노산염, 무기염류 용액, 암모니아수 중 어느 하나를 사용하거나, 또는 혼합하여 사용할 수 있다. The absorbent used in the present invention may be selected from the group consisting of an amine type, an amino acid salt, an inorganic salt solution and aqueous ammonia.

한편, 이산화탄소를 포함하고 있는 화학 공정 가스 및 연소 배가스는 흡수탑(10)에 의해 발생되는 압력강하를 극복하기 위하여 팬을 이용하여 배가스 냉각기로 보내지고, 상기 냉각된 배가스는 통상적으로 40-60 ?의 온도에서 흡수제와 접촉한다. 이때, 상기 배가스 중 이산화탄소는 흡수제와 접촉되어 흡수되며 이산화탄소를 빼앗긴 배가스(G2)는 흡수제의 증기가 비말하는 것을 방지하기 위한 세정장치(10a)를 거친 후 흡수탑(10)에서 배출된다. On the other hand, the chemical process gas containing carbon dioxide and the combustion exhaust gas are sent to the exhaust gas cooler using a fan to overcome the pressure drop caused by the absorption tower 10, and the cooled exhaust gas is typically 40-60? Lt; RTI ID = 0.0 >% < / RTI > At this time, the carbon dioxide in the flue gas is absorbed by the absorbent, and the flue gas G2 that has been absorbed by the carbon dioxide is discharged from the absorption tower 10 after passing through the cleaning device 10a for preventing the steam of the absorbent from spitting.

상기 흡수탑(10)은 흡수제와 혼합가스를 접촉하여 이산화탄소를 포집하고, 열교환기(40)을 거쳐 승온된 흡수제가 탈거탑(60)으로 공급되며, 리보일러(70)에서 스팀 공급에 의한 승온으로 이산화탄소와 분리를 하게 된다.The absorption tower 10 collects carbon dioxide by bringing the absorbent into contact with the mixed gas and supplies the absorbent heated by the heat exchanger 40 to the deodorization tower 60. In the reboiler 70, To be separated from carbon dioxide.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스팀응축수에 포함된 증기의 재순환을 통한 이산화탄소 포집 시스템은, 상기 흡수탑(10)에서 이산화탄소를 흡수하여 탈거탑(60)으로 공급된 흡수제(리치아민)가 리보일러(70)에서 스팀 공급에 의한 승온으로 이산화탄소와 분리를 하게 되는데, 이때 발생한 고압(약 2~4 kg/cm2g)의 스팀 응축수를 기액분리 드럼(90)을 통한 감압(약 1 kg/cm2g)으로 스팀을 발생시킨다. 그리고, 단지 1개의 승압기(91)를 통해 승압된 스팀(S1)을 기존 리보일러 스팀 공급라인으로 공급하여 전체 스팀 사용량을 감소시킨다. 이때, 상기 승압기(91)는 기액분리 드럼(90)을 통하여 감압된 스팀을 리보일러(70)에서 탈거탑(60)으로 최초로 공급되는 스팀(Steam)의 압력보다 큰 압력으로 승압하는 것이 바람직하다. 그리고, 흡수제는, 탑거탑(60)의 상단에 연결된 응축기(30b)와 리플럭스 드럼(80)을 거치게 되고, 리플럭스 드럼(80)에서 공급된 스팀량만큼의 응축수(C)가 제거됨으로써 일정 농도를 유지하게 된다. 이를 통해 리보일러(70)에 공급되는 스팀의 5% 이상을 감소시켜 보편적인 아민 흡수제의 이산화탄소 분리회수 시스템 보다 재생에너지 사용량을 획기적으로 줄일 수 있다.Referring to FIG. 2, the carbon dioxide capture system through the recycle of the steam included in the steam condensed water according to the embodiment of the present invention is configured to absorb carbon dioxide from the absorption tower 10, (About 2 to 4 kg / cm 2 g) of steam condensate generated at this time is discharged through the gas-liquid separating drum 90 to the pressure reducing (About 1 kg / cm 2 g) to generate steam. Then, the steam (S1) boosted through only one booster (91) is supplied to the existing reboiler steam supply line to reduce the total steam consumption. At this time, the booster 91 preferably boosts the reduced pressure steam through the gas-liquid separation drum 90 to a pressure greater than the pressure of the steam first supplied from the reboiler 70 to the deodorizer 60 . The absorbent is passed through the condenser 30b and the reflux drum 80 connected to the top of the tower top 60 and the condensed water C as much as the amount of steam supplied from the reflux drum 80 is removed, . This reduces the amount of steam supplied to the reboiler 70 by more than 5%, thereby remarkably reducing the amount of renewable energy used compared to the carbon dioxide separation and recovery system of a common amine absorbent.

도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 스팀응축수에 포함된 증기의 재순환을 통한 이산화탄소 포집 시스템은, 상기 흡수탑(10)에서 이산화탄소를 흡수하여 탈거탑(60)으로 이동하는 흡수제(리치아민)가 리보일러(70)에서 스팀 공급에 의한 승온으로 이산화탄소와 분리를 하게 된다. 이때, 발생한 고압(약 2~4 kg/cm2g)의 스팀 응축수를 기액분리 드럼(90)을 통한 감압(약 1 kg/cm2g까지 감압)으로 스팀을 발생시킨다. 이렇게 발생한 스팀(S2)을 0.5 kg/cm2g로 운전되는 탈거탑(60)에 승압기를 사용하지 않고, 직접적으로 공급하여 흡수제에 물의 기화를 위해 필요한 리보일러 스팀 공급량을 줄일 수 있다. 그리고, 흡수제는, 탑거탑(60)의 상단에 연결된 응축기(30b)와 리플럭스 드럼(80)을 거치게 되고, 리플럭스 드럼(80)에서 공급된 스팀량만큼의 응축수(C)가 제거됨으로써, 일정 농도를 유지하게 된다. 이를 통해 리보일러(70)에 공급되는 스팀의 5% 이상을 감소시켜 보편적인 아민 흡수제의 이산화탄소 분리회수 시스템 보다 재생에너지 사용량을 획기적으로 줄일 수 있다.
Referring to FIG. 3, the carbon dioxide capture system through the recycle of the steam contained in the steam condensed water according to another embodiment of the present invention includes an absorbent Rich amine) is separated from the carbon dioxide by the temperature increase by the steam supply in the reboiler 70. At this time, steam is generated at a reduced pressure (reduced to about 1 kg / cm 2 g) through the gas-liquid separation drum 90 at a high pressure (about 2 to 4 kg / cm 2 g) of steam condensed water. The steam S2 thus generated can be directly supplied to the demolition tower 60 operated at 0.5 kg / cm 2 g without using a booster to reduce the amount of reboiler steam supplied to the absorbent to vaporize the water. The absorbent passes through the condenser 30b and the reflux drum 80 connected to the top of the tower top 60 and the condensed water C as much as the amount of steam supplied from the reflux drum 80 is removed, Concentration. This reduces the amount of steam supplied to the reboiler 70 by more than 5%, thereby remarkably reducing the amount of renewable energy used compared to the carbon dioxide separation and recovery system of a common amine absorbent.

이하에서는, 도 2 내지 도 3에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 스팀응축수에 포함된 증기의 재순환을 통한 이산화탄소 포집 시스템을 이용한 이산화탄소 포집방법에 대하여 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, a method of collecting carbon dioxide using the carbon dioxide capture system through the recirculation of the steam included in the steam condensed water according to the embodiment of the present invention shown in FIGS. 2 to 3 will be described in detail.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 스팀응축수에 포함된 증기의 재순환을 통한 이산화탄소 포집 방법을 나타내는 순서도이고, 도 5는 도 4의 이산화탄소 분리 포집 공정을 나타내는 순서도이다.FIG. 4 is a flowchart illustrating a method of collecting carbon dioxide through recirculation of steam contained in steam condensed water according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a flowchart illustrating a carbon dioxide separation and collection process of FIG.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 스팀응축수에 포함된 증기의 재순환을 통한 이산화탄소 포집 방법은 흡수제를 이용하여 흡수탑에서 이산화탄소를 흡수하는 이산화탄소 흡수공정(S10)과, 이산화탄소를 흡수한 흡수제가 탈거탑으로 공급되고, 리보일러로부터 탈거탑으로 스팀이 공급되어 흡수제와 이산화탄소를 분리하는 이산화탄소 분리 포집공정(S20)과, 이산화탄소 분리 포집공정(S20)에서 발생하는 고압의 스팀 응축수를 감압하여 스팀을 발생시키고, 이때 발생된 스팀을 승압한 후 탈거탑으로 공급하는 에너지 재생공정(S30)을 포함할 수 있다.As shown in FIG. 4, the carbon dioxide capture method through recycling of the steam included in the steam condensed water according to the embodiment of the present invention includes a carbon dioxide absorption process (S 10) for absorbing carbon dioxide in an absorption tower using an absorbent, (S20) for collecting the absorbent and carbon dioxide supplied from the reboiler to the deodorizer, and a high-pressure steam condensate generated in the carbon dioxide separation and collection process (S20). And an energy regeneration step (S30) in which the steam is generated by reducing the pressure, and the generated steam is boosted and then supplied to the demoulding tower.

상기 이산화탄소 분리 포집공정(S20)의 이전에 흡수탑으로부터 배출된 흡수제는 열교환기를 통과하여 가열되는 공정(미도시)을 더 포함할 수 있다.The absorbent discharged from the absorption tower before the carbon dioxide separation and collecting step S20 may further include a process (not shown) in which the absorbent is heated through a heat exchanger.

도 5에 도시된 바와 같이, 상기 이산화탄소 분리 포집공정(S20)은 이산화탄소를 흡수한 흡수제가 탈거탑으로 공급되어 흡수제와 이산화탄소를 1차적으로 분리하는 제1 이산화탄소 분리공정(S210); 및 리보일러로부터 탈거탑으로 스팀이 공급되어 흡수제와 이산화탄소를 2차적으로 분리하는 제2 이산화탄소 분리공정(S220)을 포함할 수 있다. As shown in FIG. 5, the carbon dioxide separation and collection step (S20) includes a first carbon dioxide separation step (S210) in which an absorbent absorbing carbon dioxide is supplied to a stripping tower to primarily separate carbon dioxide from an absorbent; And a second carbon dioxide separation process (S220) in which steam is supplied from the reboiler to the demarcation tower to secondarily separate the carbon dioxide from the absorbent.

상기 이산화탄소 분리 포집공정(S20)에서 발생하는 스팀 응축수는 2 내지 4 kg/cm2g의 압력을 가질 수 있다. 이때, 상기 스팀 응축수는 기액분리드럼을 통과하여 1 kg/cm2g의 압력으로 감압하여 스팀으로 발생될 수 있다. 또한, 상기 스팀은 승압기를 통하여 리보일러에서 공급되는 스팀 압력이상으로 승압되어 리보일러와 탈거탑 사이의 스팀 공급라인으로 공급될 수 있다.The steam condensate generated in the carbon dioxide separation and collection step (S20) may have a pressure of 2 to 4 kg / cm 2 g. At this time, the steam condensed water may be generated as steam by passing through a gas-liquid separation drum and reducing the pressure to a pressure of 1 kg / cm 2 g. Also, the steam may be boosted to a steam pressure or higher than the steam pressure supplied from the reboiler through the booster and supplied to the steam supply line between the reboiler and the stripping tower.

한편, 상기 에너지 재생공정(S30)은 이산화탄소 분리 포집공정(S20)에서 발생하는 고압의 스팀 응축수를 감압하여 스팀을 발생시키고, 이때 발생된 스팀을 탈거탑으로 직접 공급할 수도 있다. 이때, 상기 탈거탑은 0.5 kg/cm2g로 운전되고 있다. 또한, 본 스팀응축수에 포함된 증기의 재순환을 통한 이산화탄소 포집공정은, 리플럭스 드럼을 통하여 탈거탑에 공급되는 스팀량만큼의 응축수를 제거하여 흡수제의 농도를 유지하는 흡수제 농도 유지공정(미도시)을 더 포함할 수 있다.
Meanwhile, the energy regeneration step (S30) may generate steam by decompressing high-pressure steam condensed water generated in the carbon dioxide separation and collection step (S20), and may directly supply the generated steam to the deodorization tower. At this time, the stripping tower is operated at 0.5 kg / cm 2 g. Also, the carbon dioxide capture process through the recirculation of the steam contained in the steam condensed water is performed by a process (not shown) for maintaining the concentration of the absorbent by removing condensed water as much as the amount of steam supplied to the degassing tower through the reflux drum .

이하에서는, 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 이러한 실시예들은 본 발명을 상세히 설명하기 위한 것으로 제공되는 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples and comparative examples. However, these embodiments are provided to explain the present invention in detail, but the scope of the present invention is not limited thereto.

[실시예 1] [Example 1]

도 2에 도시된 바와 같이, 30wt%의 모노에탄올아민을 흡수제로 이용하고, 이산화탄소인 15 vol%의 이산화탄소를 포함하고 있는 40?로 조절된 연소배가스(G1)를 2.0m3유량으로 흡수탑(10) 하부에 투입하였다. 흡수제의 순환량은 100ml/min, 흡수탑(10)에 투입되는 흡수제의 온도는 40 ℃로 하였다. 흡수탑(10)에서 이산화탄소를 흡수하여 탈거탑(60)으로 공급된 흡수제(리치아민)가 리보일러(70)에서 스팀 공급에 의한 승온으로 이산화탄소와 분리를 하게 되는데, 이때 발생한 고압(약 2~4 kg/cm2g)의 스팀 응축수를 기액분리 드럼(90)을 통한 감압(1 kg/cm2g)으로 스팀을 발생시킨다. 그리고, 단지 1개의 승압기(91)를 통해 이렇게 발생한 스팀을 기존 리보일러 스팀 공급라인으로 공급하여 전체 스팀 사용량을 감소시킨다. 흡수탑(10)으로 들어오기 전과 흡수탑(10)을 거친 배가스의 이산화탄소 농도를 가스 분석기를 이용해 측정하고, 이산화탄소 제거율이 90%일 때의 이산화탄소 포집량(ton)당 리보일러 열사용량을 계산하여 그 결과를 후술하는 [표 1]에 나타내었다.
As, using a monoethanolamine of 30wt% to the absorbent and the combustion gas (G1) adjusted to 40?, Which contains carbon dioxide in the carbon dioxide of 15 vol% the flow rate of 2.0m 3 absorber shown in Figure 2 ( 10). The circulation amount of the absorbent was 100 ml / min, and the temperature of the absorbent charged into the absorption tower 10 was 40 占 폚. The absorbent (rich amine) supplied to the stripping tower 60 absorbs carbon dioxide from the absorption tower 10 and separates the absorbent (rich amine) from the carbon dioxide at an elevated temperature by the steam supply in the reboiler 70. At this time, 4 kg / cm 2 g) of steam condensate is steamed at a reduced pressure (1 kg / cm 2 g) through the gas-liquid separation drum 90. Then, the steam generated through only one booster 91 is supplied to the existing reboiler steam supply line to reduce the total amount of steam used. The carbon dioxide concentration of the exhaust gas before entering the absorption tower 10 and the exhaust gas passing through the absorption tower 10 is measured using a gas analyzer and the reboiler thermal capacity per ton of carbon dioxide captured at a carbon dioxide removal rate of 90% The results are shown in Table 1 below.

[실시예 2] [Example 2]

도 3에 도시된 바와 같이, 리보일러(70)에서 발생한 고압(2~4 kg/cm2g)의 스팀 응축수를 기액분리 드럼(90)을 통한 감압(1 kg/cm2g까지 감압)으로 스팀을 발생 시킨다. 이렇게 발생한 스팀을 0.5 kg/cm2g로 운전되는 탈거탑(60)에 승압기를 사용하지 않고 직접적으로 공급하여, 흡수제에 물의 기화를 위해 필요한 리보일러 스팀 공급량을 줄일 수 있다. 그리고, 흡수제의 일정한 농도 유지를 위해서 탈거탑(60) 상단에 리플럭스 드럼(80)에서 공급된 스팀량 만큼의 응축수를 제거한다. [실험예 1]과 동일한 방법으로 실시하여 얻은 이산화탄소 제거율이 90% 일때의 이산화탄소 포집량(ton)당 리보일러 열사용량은 후술하는 [표 1]과 같다.
3, the steam condensate of high pressure (2 to 4 kg / cm 2 g) generated in the reboiler 70 is decompressed (reduced to 1 kg / cm 2 g) through the gas-liquid separation drum 90 Generate steam. The steam thus generated can be directly supplied to a demolition tower (60) operated at 0.5 kg / cm 2 g without using a booster, thereby reducing the amount of reboiler steam supplied for vaporizing water to the absorbent. Then, in order to maintain a constant concentration of the absorbent, the amount of steam supplied from the reflux drum (80) is removed at the top of the stripping tower (60). The reboiler thermal capacity per ton of carbon dioxide collected when the carbon dioxide removal rate obtained by the same method as in [Experimental Example 1] is 90% is shown in [Table 1].

[비교예 1] [Comparative Example 1]

[실시예 1]에서 흡수탑(10)을 나온 흡수액을 탈거탑(60)에서 나온 고온의 흡수액으로만 열교환하여 탈거탑(60)으로 공급하는 것을 제외하고는, [실시예 1]과 동일한 방법으로 실시하여 얻은 이산화탄소 제거율이 90% 일때의 이산화탄소 포집량(ton)당 리보일러 열사용량은 아래 [표 1]과 같다. 즉, [비교예 1]의 공정은 일반적인 상용공정과 동일하다.Except that the absorption liquid from the absorption tower 10 in Example 1 was heat-exchanged only with the high-temperature absorption liquid from the stripping tower 60 and supplied to the stripping tower 60, the same method as in [Example 1] [Table 1] shows the reboiler heat capacity per ton of carbon dioxide (CO2) recovered at 90%. That is, the process of [Comparative Example 1] is the same as a general commercial process.

실시예/ 비교예EXAMPLES / COMPARATIVE EXAMPLE 스팀 응축수 재활용Steam condensate recycling 리보일러 열사용량
(GJ/ton-CO2)Reboiler Thermal Capacity
(GJ / ton-CO 2 ) 실시예 1Example 1 스팀 응축수에서 감압을 통해 발생한 증기를 리보일러 스팀으로 재활용Recycling of steam generated from decompression in steam condensate to reboiler steam 3.653.65 실시예 2Example 2 스팀 응축수에서 감압을 통해 발생한 증기를 탈거탑에 직접 공급Supply steam directly from the steam condensate to the stripping tower 3.583.58 비교예 1Comparative Example 1 스팀 응축수 재활용 없음No Steam Condensate Recycling 3.853.85

이와 같이, [실시예 1] 및 [실시예 2]의 경우 [비교예 1]에 비하여 동일한 이산화탄소의 제거효율(90%)에서 동일한 이산화탄소를 포집하는데 리보일러의 열사용량이 적게 사용됨을 확인할 수 있었다. 즉, 동일한 이산화탄소 제거율을 기준으로 본 발명에서 개발한 흡수 및 탈거공정을 적용할 경우 냉각수 및 탈거탑에서의 부하를 줄일 수 있게 되고, 이를 통하여 탈거탑의 용량을 획기적으로 줄이거나 사용되는 스팀 사용량을 획기적으로 감소시킬 수 있다.As described above, it was confirmed that the heat capacity of the reboiler was lowered in the case of [Example 1] and [Example 2] in collecting the same carbon dioxide at the same carbon dioxide removal efficiency (90%) as in [Comparative Example 1] . That is, when the absorption and removal processes developed in the present invention are applied based on the same carbon dioxide removal rate, it is possible to reduce the load on the cooling water and the demolition tower, thereby drastically reducing the capacity of the demolition tower, Can be dramatically reduced.

또한, 본 발명을 적용할 경우(예를 들면, [실시예 2])와 적용하지 않을 경우(예를 들면, [비교예 1])의 경우, 0.27GJ/ton-CO2의 소비에너지 차이가 발생하게 된다. 따라서, 본 발명을 적용할 경우, 500MW 석탄화력발전소를 기준으로 CO2를 처리할 때, 하루 약 10,000 ton의 CO2가 발생하고 90% 처리시 하루 약2,430GJ의 에너지 소비를 줄일 수 있다.Further, when the present invention is applied (for example, [Example 2]) and when it is not applied (for example, [Comparative Example 1]), a difference in energy consumption of 0.27 GJ / ton- . Therefore, when the present invention is applied, it is possible to reduce the energy consumption of about 2,430 GJ per day when the CO2 is treated based on the 500 MW coal-fired power plant, and about 10,000 tons of CO2 is generated per day.

상기와 같이 본 발명의 실시예에 따른 스팀응축수에 포함된 증기의 재순환을 통한 이산화탄소 포집공정 및 시스템은 혼합가스 중의 이산화탄소를 분리 회수하기 위한 기존의 2단 흡수 및 탈거 공정에 있어서, 탈거탑에서 발생 가능한 폐열(스팀 응축수)을 재활용함으로써 기존 리보일러의 스팀 사용량을 최소화할 수 있고, 간단한 구조 변경만으로도 기존의 습식 이산화탄소 분리 공정에 쉽게 적용이 가능하며, 해당 공정의 경제성을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 본 발명의 실시예에 따른 스팀응축수에 포함된 증기의 재순환을 통한 이산화탄소 포집공정 및 시스템은 아민계, 아미노삼염, 무기염계 용액, 암모니아수 등의 습식 흡수제를 사용하는 기존의 2단 흡수 및 탈거 이산화탄소 분리 회수 공정에 적용이 용이하고, 공정의 운전 비용 절감과 설비의 소형화 등 경제성 향상이 가능하므로 파급효과가 크다고 할 수 있다.
As described above, the carbon dioxide capture process and system through the recirculation of the steam included in the steam condensed water according to the embodiment of the present invention, in the conventional two-stage absorption and removal process for separating and recovering carbon dioxide in the mixed gas, By recycling the waste heat (steam condensate) as much as possible, the amount of steam used in the existing reboiler can be minimized and the simple structure change can be easily applied to the conventional wet carbon dioxide separation process and the economical efficiency of the process can be improved. In addition, the carbon dioxide capture process and system through the recirculation of the steam included in the steam condensed water according to the embodiment of the present invention can be applied to a conventional two-stage absorption and desorption process using a wet absorbent such as an amine system, an aminosulfate system, It is easy to apply to the stripping carbon dioxide separation and recovery process, and it is possible to improve the economical efficiency such as the reduction of the operation cost of the process and the miniaturization of the facility.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 스팀응축수에 포함된 증기의 재순환을 통한 이산화탄소 포집공정 및 시스템을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
The present invention is not limited to the above-described embodiment, but may be applied to a system for collecting carbon dioxide by recycling steam contained in steam condensed water according to the present invention. It will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims.

10: 흡수탑 10a: 세정장치
20, 50: 펌프 30a: 린아민 냉각기
30b: 응축기 40: 열교환기
60: 탈거탑 70: 리보일러
80: 리플럭스 드럼 90: 기액분리 드럼
91: 승압기10: Absorption tower 10a: Cleaning device
20, 50: Pump 30a: Linamine cooler
30b: condenser 40: heat exchanger
60: demounting tower 70: reboiler
80: reflux drum 90: gas-liquid separation drum
91: Booster

Claims (15)

흡수제를 이용하여 흡수탑에서 이산화탄소를 흡수하는 이산화탄소 흡수공정;
상기 이산화탄소를 흡수한 흡수제가 탈거탑으로 공급되고, 리보일러로부터 상기 탈거탑으로 스팀이 공급되어 상기 흡수제와 이산화탄소를 분리하는 이산화탄소 분리 포집공정; 및
상기 이산화탄소 분리 포집공정에서 상기 리보일러로부터 발생된 고압의 스팀 응축수를 기액분리 드럼을 통해 감압하여 스팀을 발생시키고, 상기 발생된 스팀을 승압한 후 상기 리보일러로 재 공급하는 에너지 재생공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 스팀응축수에 포함된 증기의 재순환을 통한 이산화탄소 포집공정.A carbon dioxide absorption process for absorbing carbon dioxide in an absorption tower using an absorbent;
A carbon dioxide separation and collection step of supplying the absorbent absorbed by the carbon dioxide to the stripping tower, supplying steam from the reboiler to the stripping tower to separate the absorbent and carbon dioxide; And
And an energy regeneration step of reducing the pressure of the high-pressure steam condensed water generated from the reboiler through the gas-liquid separation drum to generate steam, boosting the generated steam, and re-supplying the steam to the reboiler in the carbon dioxide separation and collection step Wherein the step of collecting the carbon dioxide by recirculation of the steam contained in the steam condensate is characterized in that 제1항에 있어서,
상기 이산화탄소 흡수공정에서 상기 흡수탑은 흡수제를 혼합가스와 접촉하여 이산화탄소를 흡수하는 것을 특징으로 하는 스팀응축수에 포함된 증기의 재순환을 통한 이산화탄소 포집공정.The method according to claim 1,
Wherein the absorption tower absorbs carbon dioxide by contacting the absorbent with a mixed gas in the carbon dioxide absorption process, wherein the carbon dioxide absorption process is performed by recycling the steam contained in the steam condensed water. 제1항에 있어서,
상기 이산화탄소 분리 포집공정의 이전에 상기 흡수탑으로부터 배출된 흡수제는 열교환기를 통과하여 가열되는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스팀응축수에 포함된 증기의 재순환을 통한 이산화탄소 포집공정.The method according to claim 1,
Further comprising a step of heating the absorbent discharged from the absorption tower prior to the carbon dioxide separation and collecting step through a heat exchanger to heat the carbon dioxide contained in the steam condensate. 제1항에 있어서,
상기 이산화탄소 분리 포집공정은
상기 이산화탄소를 흡수한 흡수제가 상기 탈거탑으로 공급되어 상기 흡수제와 이산화탄소를 1차적으로 분리하는 제1 이산화탄소 분리공정; 및
상기 리보일러로부터 상기 탈거탑으로 스팀이 공급되어 상기 흡수제와 이산화탄소를 2차적으로 분리하는 제2 이산화탄소 분리공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 스팀응축수에 포함된 증기의 재순환을 통한 이산화탄소 포집공정.The method according to claim 1,
The carbon dioxide separation and collection step
A first carbon dioxide separation step in which the absorbent absorbing the carbon dioxide is supplied to the deodorizing tower to primarily separate carbon dioxide from the absorbent; And
And a second carbon dioxide separation step of separating carbon dioxide from the absorbent by supplying steam from the reboiler to the deodorization tower. The process of collecting carbon dioxide by recycling steam contained in steam condensed water. 제1항에 있어서,
상기 스팀 응축수는 기액분리드럼을 통해 감압되어 스팀으로 발생되는 것을 특징으로 하는 스팀응축수에 포함된 증기의 재순환을 통한 이산화탄소 포집공정.The method according to claim 1,
Wherein the steam condensate is decompressed through the gas-liquid separation drum and is generated as steam. The process of collecting carbon dioxide by recycling steam contained in steam condensed water. 제5항에 있어서,
상기 기액분리드럼에서 감압되어 발생된 스팀은 승압기를 통하여 상기 리보일러에서 공급되는 스팀 압력이상으로 승압되어 상기 리보일러의 스팀 공급라인으로 공급되는 것을 특징으로 하는 스팀응축수에 포함된 증기의 재순환을 통한 이산화탄소 포집공정.6. The method of claim 5,
Wherein the steam generated by decompression in the gas-liquid separation drum is supplied to the steam supply line of the reboiler by being boosted to a steam pressure higher than the steam pressure supplied from the reboiler through a booster, Carbon dioxide capture process. 제1항에 있어서,
상기 흡수제는 아민계, 아미노산염, 무기염계 용액, 암모니아수 중 어느 하나 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 스팀응축수에 포함된 증기의 재순환을 통한 이산화탄소 포집공정.The method according to claim 1,
Wherein the absorbent is any one of an amine type, an amino acid salt, an inorganic salt type solution, and an aqueous ammonia solution or a mixture thereof, and the step of collecting carbon dioxide by recycling the steam contained in the steam condensed water. 삭제delete 삭제delete 흡수제를 이용하여 흡수탑에서 이산화탄소를 흡수하는 흡수탑;
상기 이산화탄소를 흡수한 흡수제가 공급되고, 그 일측에 구비된 리보일러의 스팀공급라인으로부터 공급된 스팀을 이용하여 상기 흡수제와 이산화탄소를 분리하는 탈거탑;
상기 리보일러 및 상기 탈거탑에서 발생된 스팀응축수를 감압하여 스팀으로 발생시키는 기액분리드럼;
상기 기액분리드럼과 상기 리보일러 사이에 구비되어, 상기 기액분리드럼으로부터 발생된 스팀을 공급받아 승압하여 상기 리보일러의 스팀공급라인으로 공급하는 승압기를 포함하는 것을 특징으로 하는 스팀응축수에 포함된 증기의 재순환을 통한 이산화탄소 포집시스템.An absorption tower for absorbing carbon dioxide in an absorption tower using an absorbent;
A stripping tower to which the absorbent absorbing the carbon dioxide is supplied and which separates the absorbent and carbon dioxide using steam supplied from a steam supply line of the reboiler provided at one side thereof;
A gas-liquid separation drum for decompressing the steam condensed water generated in the reboiler and the demoulding tower to generate steam;
And a booster provided between the gas-liquid separating drum and the reboiler for receiving steam generated from the gas-liquid separating drum to increase pressure and supply the steam to the steam supply line of the reboiler. CO2 capture system through recirculation of. 제10항에 있어서,
상기 흡수탑과 상기 탈거탑 사이에는 상기 흡수탑으로부터 배출된 흡수제를 가열하는 열교환기가 구비되는 것을 특징으로 하는 스팀응축수에 포함된 증기의 재순환을 통한 이산화탄소 포집시스템.11. The method of claim 10,
And a heat exchanger for heating the absorbent discharged from the absorption tower is provided between the absorption tower and the stripping tower. The system for collecting carbon dioxide by recycling vapor contained in steam condensed water. 제10항에 있어서,
상기 탈거탑은 상기 흡수제와 이산화탄소를 분리시 고압의 스팀 응축수가 발생되는 것을 특징으로 하는 스팀응축수에 포함된 증기의 재순환을 통한 이산화탄소 포집시스템.11. The method of claim 10,
Wherein the stripping tower generates steam condensate at a high pressure when the absorbent and the carbon dioxide are separated from each other, wherein the vapor condensation water contained in the steam condensate is recirculated. 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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