KR101996972B1 - 발효 공정으로부터 이산화탄소의 고압 회수 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 압축, 흡수, 응축 및 증류에 의해, 발효 공정으로부터 발생되는 기체 스트림으로부터 이산화탄소를 회수하는 방법으로서, 적어도 상기 흡수와 응축 공정은 30bar 이상의 고압 하에 실행되는 이산화탄소의 회수 방법에 관한 것이다.

Description

발효 공정으로부터 이산화탄소의 고압 회수 방법 {HIGH PRESSURE RECOVERY OF CARBON DIOXIDE FROM A FERMENTATION PROCESS}
본 발명은 압축, 흡수, 응축 및 증류에 의해, 발효 공정 또는 음료제조 라인(bottling line)으로부터 발생되는 기체 스트림으로부터 이산화탄소를 회수하는 방법으로서, 고압 하에 실행되는 이산화탄소의 회수 방법에 관한 것이다.
양조 제품과 같은 음료의 바람직한 탄산화(carbonating) 방법은 현장에서의 이산화탄소의 정제에 의한 방법이다. 따라서, 맥주 공장(brewery)에서와 같이 발효 공정으로부터 발생되는 이산화탄소 스트림은 종종 정제되어 맥주 공장으로 반송된다. 이와 같이, 발효 공정에 의해 발생되는 이산화탄소는 양조된 드링크 내에 재사용되거나, 또는 발효 공정과 동일한 현장에서 제조되는 다른 탄산화 음료는 공기의 동반을 방지하거나 공기를 대체하기 위해 음료 제조장(bottlery)에서, 이른바 커버 가스(cover gas)로서 사용된다.
현재, 가장 일반적으로 사용되는 방법은, 소포(defoaming); 워터 스크러버에서의 세척; 압축; 탄소 필터를 통한 여과; 탈수; 정제된 이산화탄소 스트림을 제공하기 위한 이산화탄소 스트림의 리보일링(reboiling) 및 증류의 단계를 포함한다. 이러한 방법은 만족스러운 수율과 순도로 이산화탄소를 효과적으로 정제할 수 있지만, 여러 가지 공정의 요소들이 전반적 회수 공정의 비용에 추가된다. 무엇보다도, 워터 스크러버에 사용되는 물은 폐기되어야 하고, 더 나아가 탄소 필터와 탈수 장치는 일상적으로 재생되어야 하며, 최종적으로 외부의 파워가 상기 공정에 공급되어야 한다. 상기 공정에서의 많은 양의 단위 조작(unit operation)이 전체 시스템에 걸쳐 압력을 유지하는 수단을 필요로 한다. 일반적으로, 시스템에 단위 조작이 많이 포함될수록, 압력 강하가 더 커지고, 따라서 압력의 유지에 더 많은 비용이 든다.
또한, 통상적인 이산화 탄소의 최종적 액화 공정은 상당한 에너지 공급을 필요로 한다. 응축은 전형적으로 암모니아 냉각식 응축기에 의해 실행된다. 또한, 제조된 액체 이산화탄소는 반드시 저장 탱크에 저장되어야 하고, 커버 가스로서 사용되거나 음료의 탄산화용 이산화탄소로서 사용되기 전에 재증발시켜야 한다. 통상적인 방법에 있어서, 상기 시스템은, 사용되기 전에 액체 이산화탄소가 저장되는 표준 이산화탄소 저장 탱크의 압력에 해당하는 약 16bar의 압력에서 가동된다.
이와 관련하여, 저압에서 가동하는 것은 식품 등급의 품질로 고순도 이산화탄소를 회수하는 분야에서 통상적인 방법인데, 그 주된 이유는 얻어지는 순도와 설비의 비용과 같은 여러 가지 이유에서 저압 가동이 가장 경제적이라고 생각되기 때문이다.
그러나, 시스템에 물이 존재하면 얼음이나 기체 수화물이 형성되는 문제를 초래할 것이기 때문에, 저압에서의 가동은 매우 높은 수분 제거율을 필요로 한다. 또한, 액화 이산화탄소를 제공하기 위해 정제된 이산화탄소를 응축하는 데는 높은 에너지 공급이 필요하다.
응축에 관한 문제는 특허문헌 EP 0194795 A2에 언급되었는데, 여기에는 맥주제조 플랜트로부터의 불순물 함유 이산화탄소가 가압되고 냉각되어, 실질적으로 순수한 이산화탄소 액체 스트림 및 기체 불순물의 스트림, 즉 비응축성 가스를 생성하는 회수 공정이 기재되어 있다. 이어서, 순수한 이산화탄소 액체 스트림이 팽창되어 액체 및 기체의 순수한 이산화탄소 스트림이 제공되고, 그 결과 제공된 액체 이산화탄소는 초기 압축 단계의 기체 스트림을 액화시키는 데 사용된다. 이렇게 해서, 이 방법은 실질적으로 순수한 액체 이산화탄소의 팽창과 증발에 의해 이산화탄소의 냉각과 액화가 이루어지는 해결책을 제공한다. 그럼으로써, 내부의 열전달 및/또는 냉각 파워는 정제 단계용 에너지를 공급하는 데 활용된다. 상기 특허문헌에 따르면, 이 공정은 전체(overall) 및 비(specific) 파워 소비 및 증발에 필요한 열을 감소시킨다고 기재되어 있다. 그러나, 액화 이산화탄소가 완전히 사용되고 팽창될 때에만, 상기 방법은 완전히 경제적일 것이다. 따라서, 이 방법은 이산화탄소의 응축을 위해 많은 에너지 공급을 여전히 필요로 한다. 본 발명의 목적은 이상과 같은 종래 기술의 하나 이상의 문제점을 해결하는 방법을 제공하는 것이다.
제1 측면에 있어서, 본 발명은 발효 공정으로부터 발생되는 기체 이산화탄소 스트림으로부터 이산화탄소를 회수하는 방법으로서,
a) 발효 공정으로부터 발생되는 이산화탄소 스트림을 제공하는 단계;
b) 하나 이상의 압축 단계에 의해, 상기 제공된 스트림을 압축하여 압축된 기체 스트림을 제공하는 단계;
c) 상기 압축된 기체 스트림을 흡수 단계에서 처리하여 하나 이상의 이산화탄소 농후 기체 스트림을 제공하는 단계;
d) 상기 이산화탄소 농후 기체 스트림을 응축기에서 응축시켜 적어도 하나의 응축물(condensate) 및 퍼지 가스(purge gas)를 제공하는 단계; 및
e) 상기 응축물을 증류하여 정제된 이산화탄소를 제공하는 단계
를 포함하고,
단계 b)에서 얻어진 압축된 이산화탄소 스트림의 압력은 30bar 이상이고, 온도는 이산화탄소가 실질적으로 응축되지 않는 온도 범위 내이고, 상기 압력은 적어도 단계 d)까지 유지되는, 이산화탄소의 회수 방법을 제공한다.
본 발명을 이용하여, 압력이 30bar 이상일 때, 가스는 후속적으로, 음료 제조장 또는 발효 공정에서 사용되는 유체와 같은 유체의 사용으로 응축될 수 있고, 그 결과 공정의 시작 시점에서 사용된 에너지는 공정의 후기 단계, 즉 일반적으로 회수 공정 중 대부분의 에너지가 소비되는 단계 중 하나인 순수한 이산화탄소의 액화 단계에서 회복된다는 사실이 밝혀졌다.
본 발명의 방법은 여러 가지 이점을 가진다. 시스템 내의 압력이 높을 때, 일반적 워터 스크러버는 고압 워터 스크러버 또는 이산화탄소 스크러버로 교체된다. 이러한 교체는, 얻고자 하는 순도를 얻는 데 필요한 물의 양뿐 아니라 세정되고 폐기되어야 하는 오염수의 양도 감소시킬 것이다. 또한, 흡수 단계에 이어지는 응축 공정은, 15∼20bar에서 존재하는 이산화탄소를 응축시키기 위해 일반적으로 필요한 온도인 약 -30℃까지의 낮은 온도를 필요로 하지 않는다. 따라서, 본 발명에 따르면, 응축액(이하, 냉매라 함)은 대략 0℃ 또는 그보다 약간 낮은 온도, 예컨대 -10℃ 내지 10℃일 수 있고, 바람직하게는 -8℃ 내지 -3℃, 예를 들면 -5℃일 수 있다. 냉매의 온도는 통상적 CO2 플랜트에 비해 상대적으로 높을 수 있기 때문에, 예를 들면 발효 탱크 등을 냉각시키기 위해 맥주 공장에서 일반적으로 사용되는 염수(brine)를 사용할 수 있고, 따라서 냉매는 이미 플랜트에서 활용가능하다는 것이 밝혀졌다. 염수는 바람직하게는 물의 빙점을 낮추는 임의의 수성 혼합물이다. 그 예는 글리콜 및 그 염의 수용액이다. 주위 온도가 낮은 경우, 통풍 냉각에 의한 CO2 응축도 선택적으로 실행될 수 있다.
본 발명의 주된 이점 중 하나는, 이산화탄소를 -24℃까지 냉각시키기 위해 약 -10℃ 내지 10℃의 온도를 가진 냉매를 활용할 수 있으며, 이산화탄소의 생성량을 위한 비에너지 소비(specific energy consumption)를 획기적으로 감소시킬 수 있다는 점이다.
본 발명의 또 다른 이점은 전반적 공정에 사용되는 물의 양을 추가로 감소시킬 수 있다는 점이다. 많은 불순물의, 물에 대한 용해도는 특정 불순물의 분압에 의해 제어된다. 용액이 이상적 용액이고 각 불순물의 농도가 낮다면, 상기 용해도는 분압에 정비례할 것이다. 따라서, 분압이 2배가 되면, 용해도도 2배가 된다. 따라서, 물에 대한 용해도가 증가되면, 증가된 압력으로 인해, 동일한 수준의 정제도를 얻기 위해 물의 함량은 그에 비례하여 감소될 것이다.
또 다른 구현예에 있어서, 액화된 이산화탄소는 맥주 공장으로부터 공급된 상대적으로 높은 온도의 냉매, 예를 들면 염수와 접촉함으로써 재증발될 수 있다. 이러한 재증발된 이산화탄소는, 이어서 예를 들면 음료 제조장 라인에서 사용될 수 있다. 그에 따라 냉매의 온도는 예를 들면 -5℃ 내지 -8℃로 저하된다. 이러한 냉각된 염수는 특히 바람직한 구현예에 있어서, 응축 단계에서 냉매로서 사용됨으로써, 냉매의 온도는 전형적으로 염수의 초기 온도까지 상승되고, 그 자체로 맥주 공장에서 재사용될 수 있다.
그러므로, 상기 시스템은 응축에 관해 중립적이며, 재증발 에너지는 종래 기술의 많은 문제점을 해결한다.
압축을 위해 필요한 에너지는 여러 개, 예를 들면 2개 또는 3개의 순차적 압축 단계를 삽입함으로써 최적화될 수 있다. 2개 또는 3개의 압축 단계는 조합된 설비와 작업 면에서 가장 경제적인 갯수로서 현재 바람직하다.
마지막으로, 응축되고 증류된 이산화탄소를, 이산화탄소가 거의 항상 응축 압력보다 낮은 압력, 전형적으로는 공업적으로 표준인 약 16bar의 압력으로 저장되는 저장 탱크에 전달할 때, 이러한 압력 차로 인해 기체 이산화탄소 20%가 형성될 것이다(예를 들면 35bar로부터 압력 해지될 경우). 이러한 기체 이산화탄소는 발효 플랜트, 맥주 공장 및/또는 음료 제조장에 커버 가스로서 전달되거나, 또는 음료, 바람직하게는 맥주의 탄산화를 위해 병 또는 캔에 사용될 수 있다.
형성된 기체 상태의 이산화탄소가 맥주 공장에 직접 전달될 때, 전체 공정의 에너지 소비는 추가로 감소될 것이고, 압력이 약 35bar로부터 16bar로 감소되는 특별한 구현예에 있어서는 추가로 약 10%까지 감소될 것이다.
초과량의 기체 이산화탄소가 플랜트, 맥주 공장 및/또는 음료 제조장에 유입되기 전에, 요구되는 순도를 가지도록 하기 위해 이산화탄소 제어 수단이 제공될 수 있다.
또 다른 구현예에 있어서, 저장 탱크에 이송되면 형성된 기체 이산화탄소는 하나 이상의 압축기로 반송되고, 또 다른 정제 단계를 거친다. 대안적으로, 초과량의 가스는 컨디셔닝되어 재증류되거나, 응축되어 저장 탱크로 이송된다. 특별한 구현예에 있어서, 이러한 응축은 냉매로서 글리콜을 포함하는 염수를 사용하여 실행되거나, 재증발되는 액체 이산화탄소의 냉각력을 이용하여 실행된다.
흡수는 고압 워터 스크러버 또는 이산화탄소 스크러버에서 실행될 수 있다. 고압 워터 스크러버가 사용될 때, 사용할 물의 양은 일반적으로 산업 분야에서 사용되는 저압, 즉 주위 압력에 가까운 압력에서의 워터 스크러빙에 비해 실질적으로 감소된다. 압력을 2배로 하면, 물 소비량은 전형적으로 1/2이 될 수 있다. 또한, 예를 들면 필터 및 필터의 재생시의 후속적 탈수 단계는 일반적으로 약 3% 내지 1.5% 미만으로 더 적은 이산화탄소를 재생용으로 필요로 할 것이며, 따라서 전체 수율이 증가된다.
흡수제가 물인 경우, 상기 방법은 바람직하게는, 응축기 또는 증류 컬럼 시스템과 같은 더 하류에서의 얼음 및 기체 수화물 형성에 따른 문제를 초래할 수 있는 물을 제거하는 탈수 단계를 포함할 수도 있다.
본 발명의 바람직한 구현예에 있어서, 흡수 단계는 이산화탄소 스크러빙 단계이다. 이산화탄소 스크러버가 사용될 때, 이산화탄소의 수율은 워터 스크러버의 사용에 비해 증가될 것인데, 그것은 물이 흡수제로서 사용될 때에는 이산화탄소가 물에 흡수되어 이산화탄소의 손실을 초래하기 때문이다. 또한, 이산화탄소 스크러버가 발효 공정으로부터의 에탄올과 같은 통합 탈수 수단을 포함할 때, 물은 이산화탄소 스크러빙 단계중에 제거될 것이다. 그러므로, 이산화탄소 스크러버에서 존재하는 모든 물이 제거될 것이므로, 건조 필터는 필요하지 않다. 따라서, 일반적으로 이산화탄소 스트림의 약 3%를 소비하는 필터의 재생을 피할 수 있으며, 이것도 수율 향상을 가져온다.
이산화탄소 스크러버를 사용하는 데 따른 또 다른 이점은 전체 정제 공정에 필요한 컴포넌트의 수가 작아지기 때문에 설비비가 절감된다는 것이다. 전체 공정에서 컴포넌트 수가 작아진다는 것은 또한 압력 강하가 현저하지 않고, 그에 따라 시스템 내 압력을 유지하는 데 필요한 에너지가 적어진다는 것을 의미한다.
또 다른 바람직한 구현예에 있어서, 상기 하나 이상의 압축기는 오일 또는 워터 윤활형 압축기와 같은 윤활형 압축기, 보다 구체적으로는 오일 윤활형 스크류 압축기이다.
그러한 압축기는 가격이 저렴하고, 용량 측면에서 조절이 용이하며, 공정의 조건에 순응한다. 또한, 유지관리가 용이하고 신뢰성이 높다.
비윤활형 피스톤-압축기는 통상적으로 선택되는 압축기이다. 오일과 같은 윤활액은 소비 대상인 이산화탄소에 있어서 매우 바람직하지 않고, 현장에서는 통상적인 압축기를 이러한 저가의 윤활형 압축기로 대체하는 것을 꺼린다. 그러한 문제는 상기 하나 이상의 압축 단계와 흡수 단계 사이에 필터를 삽입함으로써 해결될 수 있다. 그러나, 제품의 품질은 필터의 조작에 크게 의존하며, 필터의 사용은, 이산화탄소 스트림과 불가피하게 혼합될 윤활제를 제거하는 유일한 수단이다. 그러나, 흡수 단계가 이산화탄소 스크러빙 단계일 때에는, 그 단계에서 윤활유가 효과적으로 제거되며, 필터의 제공이 생략될 수 있거나 또는 여분의 예비 수단 및/또는 압축기로 반송될 윤활제의 포집 수단 역할을 할 수 있다. 이것은 사용되는 윤활제의 양을 감소시킬 뿐 아니라 제품의 품질을 보장할 것이다.
그러므로, 본 발명의 바람직한 구현예에 있어서, 흡수제는 액체 이산화탄소이며, 상기 하나 이상의 압축기는 윤활형 압축기이다. 이에 따라 설비의 비용이 절감될 것이고, 또한 작업시 순도를 낮추지 않으면서 더 높은 수율이 얻어질 것이다.
이제 본 발명의 방법의 비압력(specific pressure)은 이산화탄소 스트림의 발생 시점에서 전형적으로 활용가능한 냉각 유체를 사용하여 이산화탄소가 효과적으로 응축될 수 있도록 한다는 것이 밝혀졌다. 이러한 발견에 의해, 공정의 상류에서 압력을 증가시키는 데 소요되는 높은 비용이 전체 공정에서 회복되고도 남는다. 그러므로, 압력은 부분적으로는, 발효 공정으로부터 활용가능한 냉매의 온도뿐 아니라 정제 단계에서 배출되는 오염물 희박(contaminant lean) 이산화탄소 스트림의 조성에 기초한다. 본 발명자는 또한 응축시킬 스트림의 순도의 증가에 따라, 주어진 압력에서 냉매에 대해 더 높은 온도가 충분히 허용된다는 것을 관찰했다. 바람직한 구현예에 있어서, 유체의 온도는 -5℃이고, 압력은 35bar 이상이며, 이러한 조합은 고도의 순도를 가진 고수율을 보장할 것이다.
또 다른 구현예에 있어서, 저장 탱크로부터의 액체 이산화탄소는 맥주 공정에서 사용되도록 재증발된다. 재증발은 응축 단계에서 냉매로서 사용되기 전 냉매에 의해 또는 응축 후 상대적으로 온도가 높은 냉매에 의해 실행된다. 두 가지 방법 모두 에너지 중립적이다. 특히, 냉매가 응축 단계에서 사용되기 전에 사용되는 방법이 바람직한데, 그것은 더 낮은 온도를 가진 냉매를 제공함으로써 더 낮은 압력 및/또는 더 낮은 순도의 스트림을 응축시킬 수 있기 때문이다.
또 다른 구현예에 있어서, 응축 단계 d) 후에 압력을 저하시키고, 그렇게 저하된 압력에서 단계 e)의 증류 단계가 실행된다. 이러한 구현예는 이산화탄소를 응축시키기 위해 필요한 냉매의 양이 적어진다는 이점을 가진다. 사실상, 상기 공정에서 상류의 스트림을 냉각하기 위해 공기나 물을 사용할 수 있다. 증류가 일어나는 저하된 압력은 이산화탄소의 저장을 위한 공업 표준이며, 전형적으로는 15∼18bar, 바람직하게는 16bar이다.
또 다른 구현예에 있어서, 본 발명의 방법은 단계 d)에서 얻어진 기체 스트림을 응축 단계와 재증발 단계의 조합으로 처리하는 단계 f)를 추가로 포함하고, 상기 재증발은 단계 d)에서 얻어진 기체 스트림의 압력보다 낮은 압력, 바람직하게는 이산화탄소를 저장하기 위한 공업적으로 적용되는 표준 압력, 예를 들면 약 15∼18bar, 바람직하게는 약 16bar의 압력에서 실행된다. 이러한 구현예에서, 다른 경우에는 배출되는 퍼지 가스의 체적이 현저히 감소된다. 그 결과 이산화탄소의 총 수율이 증가된다. 압력은 전형적으로 밸브의 삽입에 의해 해제된다.
일 측면 또는 제1 측면의 구현예에 있어서, 기체 이산화탄소를 필요로 하는 제조 공정에서 사용하기 위한 기체 이산화탄소 스트림을 제공하기 위해, 예를 들면 전술한 방법에 의해 얻어진 액체 이산화탄소를 재증류하는 방법으로서, a) 예를 들면, 저장 탱크, 증류 유닛으로부터 증류된 이산화탄소 또는 응축 유닛으로부터 응축된 이산화탄소 중에서 선택되는 소스로부터 액체 이산화탄소를 제공하는 단계; b) 상기 액체 이산화탄소를 열교환 수단에서 증발시켜 가열된 기체 이산화탄소 스트림을 제공하는 단계; c) 기체 상태의 가열된 이산화탄소 스트림을 팽창시켜 팽창된 기체 상태의 가열된 이산화탄소 스트림을 제공하는 단계; 및 d) 상기 팽창된 기체 상태의 가열된 이산화탄소 스트림을 가열하여 기체 이산화탄소를 필요로 하는 제조 공정에서 사용하기 위한 기체 이산화탄소 스트림을 제공하는 단계를 포함하는, 액체 이산화탄소의 재증류 방법이 제공된다. 이 방법은 임의의 적합한 목적을 위한 액체 이산화탄소를 재증류하는 파워 절약형 방법이다.
본 발명의 효과와 이점을 이하에 설명하는 상세한 구현예에 의해 예시하기로 한다. 이러한 설명은 예시적인 것이며, 본 발명은 이러한 예시로만 제한되는 것은 아니다.
본 발명에 의하면, 압축, 흡수, 응축 및 증류에 의해, 발효 공정으로부터 발생되는 기체 스트림으로부터 이산화탄소를 고압 하에 회수하는 파워 절약형의 경제적인 방법이 제공된다.
도 1은 본 발명에 따른 방법의 일 구현예의 개요도이다.
도 2는 본 발명에 따른 방법의 또 다른 구현예의 개요도이다.
도 3은 도 1 및 도2의 구현예를 단순화한 개략적 흐름도이다.
도 4는 고압 하에 증류가 실행되는, 본 발명에 따른 방법의 부분도이다.
도 5는 공업 표준 압력 하에 증류가 실행되는, 본 발명에 따른 방법의 부분도이다.
도 6은 액체 이산화탄소를 재증류하는 특별한 구현예의 흐름도이다.
예시의 목적으로, 본 발명의 상세한 설명과 도면에서 지칭된 컴포넌트 및 스트림을 이하에 종합한다.
포말 트랩(foam trap)(A0); 제1, 제2 및 제3 압축기(A1_1, A1_2, A1_3); 세퍼레이터(A2); 정제 유닛/흡수기(A3); 응축기(A4); 증류 유닛(A5); 세퍼레이터(A6); 저장 탱크(A7); 리보일러(A8); 필터(A9); 이산화탄소 스크러빙 리보일러(A10, 10_1); 과냉각기(sub-cooler)(A11); 제2 과냉각기(A11_1); 제2 리보일러(A12); 제2 응축기(A13); 밸브(A14); 제1 열교환 수단(A15); 팽창기(A16); 제2 열교환 수단(A17) 및 열교환 수단(A18).
도면에 도시되고 이하에 기재된 스트림들은 다음과 같다:
발효 가스(101); 포말 제거된 기체 스트림(102); 제1, 제2 및 제3 압축된 기체 스트림(103, 104, 106); 압축된 리보일 가스(107); 이산화탄소 농후/오염물 희박 기체 스트림(108); 여과된 스트림(109); 퍼지 가스(110); 흡수제 스트림(111); 응축물(111_1); 응축된 과냉각된 스트림(111_2); 저온 과냉각된 고압(111_3); 감압된 스트림(111_4); 정제된 이산화탄소(111_5); 냉각기 스트림(111_5_1); 생성물 스트림(111_5_2); 재증발된 스트림(111_6);증류 컬럼으로부터의 액체 이산화탄소/액화 이산화탄소(112); 액화 이산화탄소 스트림의 분획(112_1); 증발된 이산화탄소(112_2); 플래쉬 가스(flash gas)(113); 감압된 액체(114); 저장된 생성물 스트림(116); 가열된 생성물 스트림(117); 최종 퍼지 스트림(118); 팽창된 생성물 스트림(119); 기체 이산화탄소 스트림(120); 응축된 불순물(203); 폐(waste) 오염물 농후 스트림(204); 폐 오염물 농후 스트림(206); 리보일 기체 스트림(207); 스크러버 액체 이산화탄소 스트림(208); 냉매(301, 401); 온도가 높은 냉매(302, 501); 냉각된 냉매(402).
그밖의 스트림이 도 1에 존재한다. 이들 스트림의 성질은 당업자가 용이하게 알 수 있으므로 더 상세한 설명은 필요하지 않다.
이제 본 발명의 도 1과 3을 보다 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 방법에서 출발 가스는 추가 처리되기 전에 포말 트랩(A0)에서 소포될 수 있는 발효 가스(101)이다. 소포는 선택적이며, 그 필요성은 유입되는 가스의 성질, 예를 들면 발효조의 가동 내용에 의존한다. 소포된 기체 스트림(102)은 제1 압축기(A1_1)에서 제1 압축 단계를 거친다. 압축 단계의 수는 1 이상 임의의 갯수일 수 있다. 가동비는 압축기의 수에 따라 감소되지만, 이는 압축기의 구입비용과 밸런스를 이루어야 한다. 이와 관련하여, 가장 경제적인 갯수는 도 1과 3에 도시된 바와 같이 3개이다. 압축 단계는 각각 압축된 기체 스트림(103, 104, 106)를 제공한다. 압축기들 사이에서, 상기 스트림은 적절한 경우에 열교환 공정을 거칠 수 있다.
도시된 구현예에 있어서, 세퍼레이터(A2)는 제3 압축기(A1_3) 이전에 삽입된다. 이것은 이산화탄소 기체로부터 응축된 불순물(203)인 물을 주로 제거하는 역할을 한다. 일반적으로, 세퍼레이터는 임의의 압축 단계들 사이에 삽입될 수 있고, 그것이 필요한 위치를 결정하는 것은 해당 기술의 범위에 포함된다. 압축된 기체(106)는 도시된 구현예에서, 정제 컬럼(A3)에 유입되기 전에 리보일러(A8)로 이송된다. 도 1을 참조하면, 이어서 고온의 기체 스트림(106)을 사용하여 증류 컬럼(A5)으로부터 액화 이산화탄소 스트림(112_1)의 분획을 증발시켜 증발된 이산화탄소(112_2)를 제공하므로, 증류 공정을 촉진한다. 다른 에너지 소스를 사용할 수도 있다.
앞에서 언급한 바와 같이, 공정과 저장 탱크간의 압력차로 인해서, 액체 이산화탄소의 약 15∼30%는 몇몇 지점에서 플래쉬 가스를 형성하게 된다. 이 플래쉬 가스는 예를 들면 리보일러(A8)에 의해 발생된 가스 대신에 증류 컬럼에서 사용될 수 있다.
사용되는 상기 하나 이상의 압축기(A1_1) 등은 임의의 적합한 압축기일 수 있다. 하나 이상의 압축기는 윤활되는 것이 바람직하고, 보다 구체적으로는 윤활형 스크류 압축기인 것이 투자비 및 가동비를 절감할 것이므로 바람직하다. 그러한 압축기가 사용될 때, 흡수 단계 이전에, 특히 흡수 단계 c)에서 사용되는 흡수제가 물일 때, 필터(도시되지 않음)가 사용되는 것이 바람직하다. 도 1의 구현예에 도시된 바와 같이, 이산화탄소가 흡수제(111)일 때, 오일 잔사는 제거될 것이고, 필터의 존재는 여분의 예비 조치로서뿐 아니라 오일의 회수 및 압축기로의 재순환용 수단으로서 이용될 것이다.
압축된 리보일 가스(107)는 흡수 컬럼(A3)에, 바람직하게는 그의 저부 섹션에 유입된다. 도시된 정제 컬럼은 이산화탄소 스크러버이며, 이것도 특허문헌 WO 2009/127217 및 PCT/DK2010/050146에 개시되어 있고, 그 내용은 원용에 의해 본 명세서에 포함된다. 그러므로, 흡수 컬럼 시스템은 도시된 구현예에 있어서 스크러버(A3) 및 선택적 CO2 스크럽(scrub) 리보일러(A10)를 포함한다. 리보일러(A10)는 컬럼에서 다시 정제되는 리보일된 기체 스트림(207)을 제공하도록 스크러버 액체 이산화탄소 스트림을 리보일링함으로써 폐 오염물 농후 스트림(204)을 최소화한다.
정제 컬럼 내의 흡수제는 바람직하게는 더 하류의 공정으로부터 유출되는 액체 이산화탄소이다. 도시된 구현예에 있어서, 흡수제는 감압 전에, 최종 증류 후 채취된 스트림(111)이다.
또한, 이산화탄소 스크러버는 특허문헌 PCT/DK2010/0501746에 제공되는 해법, 즉 적어도 오염물 농후 액체 스트림과 오염물 희박 기체 스트림을 제공하고, 상기 오염물 농후 액체 스트림을 리보일링하여 기체 스트림을 제공하고, 상기 기체 스트림을 정제 컬럼에 공급하는, 정제 컬럼에서 압축된 공급 스트림을 정제하는 방법에 따라 향상될 수 있는 것으로 생각된다. 오염물 농후 액체 스트림과 오염물 희박 기체 스트림간의 압력차는, 상기 스트림들이 리보일러에 유입되기 전에 P오염물 농후 액체 스트림＜P오염물 희박 기체 스트림이 되도록 제공된다. 보다 구체적으로, 이러한 압력차는 압축된 스트림에 대해 하기 단계를 수행함으로써 얻어진다: a) 컬럼의 상부 섹션에서 유출되는 오염물 희박 기체 스트림과, 선택적으로 컬럼의 저부 섹션에서 유출되는 오염물 농후 액체 스트림을 제공하는 흡수 단계, 및 상기 컬럼의 상부 섹션에서 유출되는 상기 오염물 희박 기체 스트림은 다음으로부터 선택되는 단계들로 추가로 처리된다:
1: b1) 상기 오염물 희박 기체 스트림을 압축하여 압축된 기체 스트림을 제공하는 단계; c1) 상기 압축된 기체 스트림을 리보일러에서 냉각하여, 적어도 응축하고 증류할 생성물 스트림 및 기체 스트림을 제공하는 단계; 및 d1) 상기 기체 스트림을 상기 컬럼의 저부 섹션에서 정제 컬럼에 공급하는 단계; 및
2: b2) 상기 오염물 희박 기체 스트림을 리보일러에서 냉각하여, 적어도 추가로 응축하고 증류할 생성물 스트림 및 기체 스트림을 제공하는 단계; c2) 상기 기체 스트림을 압축하여 냉각되고 압축된 기체 스트림을 제공하는 단계; d2) 상기 냉각되고 압축된 기체 스트림을 상기 컬럼의 저부 섹션에서 컬럼에 공급하는 단계; 및 상기 컬럼의 저부 섹션에서 유출되는 오염물 농후 액체 스트림을 리보일러에 유입되기 전에 감압시키는 단계. 상기 감압 공정은 특정 구현예에 있어서, 밸브에 의해 이루어진다.
이산화탄소 스크러버는 필요할 경우에 통합된 물 억제제 또는 물 제거제를 포함할 수 있다. 출발 가스가 발효 공정으로부터 생성될 때, 상기 가스는 물 억제제로서 사용될 수 있는 에탄올을 포함할 가능성이 높다.
특허문헌 PCT/DK2010/0501746에 따른 이러한 개선점은 상기 스트림이 많은 오염물을 포함할 때, 폐 오염물 농후 스트림(204)을 최소화하기 위해 특히 바람직하다. 이것은 순도뿐 아니라 높은 수율을 보장한다.
흡수 단계 후, 이산화탄소 농후/오염물 희박 기체 스트림(108)은 필터(A9)에서 여과되는데, 상기 필터는 기계적 필터, 활성 탄소 필터 또는 다른 형태의 흡착제일 수 있고, 적절한 경우에 예를 들면 미량의 H2S를 제거한다.
여과된 스트림(109)은 응축기(A4)에서 응축된다. 응축기는 도 1에 도시된 바와 같이, 증류 컬럼(A5)에 내장될 수 있다. 상기 유닛은 도 2, 3 및 5에 도시된 바와 같이 분리시키는 것도 생각할 수 있다. 응축은 냉매(301)에 의해 실행되어 상대적으로 온도가 높은 냉매(302)를 제공한다. 냉매는 예상되는 고압에서 이산화탄소를 응축시키기에 충분한 냉각 효과를 가진 임의의 유체이다. 특히 바람직한 것은 맥주 공장 또는 음료 제조장에 존재하는 냉매, 예를 들면 발효 탱크의 냉각에 사용되는 -5℃ 내지 +5℃, 예컨대 -2℃ 또는 -3℃의 온도를 가진 염수이다. 이로써, 응축은 플랜트에 일체의 외부적 에너지를 공급하지 않거나 또는 추가의 장치를 부가하지 않고 이루어질 수 있다. 특히 바람직한 구현예에 있어서(도시되지 않음), 액화 이산화탄소는 저장 탱크(A7)로부터 인출되어, 유입되는 냉매(301)를 이용하여 재증발된다. 이 구현예에서, 액화 이산화탄소는 바람직하게는 저장 탱크로부터 인출되고, 냉매는 응축기(A4)에 유입되기 전에 증발되는 이산화탄소에 의해 더 낮은 온도로 냉각된다. 응축기(A4)에서 유출된 후, 상대적으로 따뜻한 냉매(302)의 온도는 초기에 공급된 온도로 복귀될 수 있다. 따라서, 응축 공정은 완전히 에너지 중립적이며, 이는 종래 기술에 비해 경제적으로 커다란 발전이다.
응축 후, 응축물(111_1)은 증류되어 이산화탄소를 더욱 정제하고, 이것은 액화 이산화탄소 스트림(112)을 제공하는데, 기체 이산화탄소는 도 1 및 3에서 알 수 있는 바와 같이 증류 유닛으로부터 발생되어 응축 유닛으로 이송된다. 액화 이산화탄소 스트림(112)의 일부는, 액체 이산화탄소가 흡수 단계에서 흡수제로서 사용될 때 흡수제(111)로서 채취될 수 있다.
본 발명에 따른 방법의 또 다른 구현예가 도 2에 도시되어 있다. 도 1과 도 3의 참조 부호는 도 2에도 적용된다. 도 2의 구현예에 있어서 하류 공정들은 도 5에 구체화되어 있다. 따라서, 도 1, 3 및 5를 모두 참조한다. CO2 스크럽 리보일러(A10_1)의 변형예가 도 2에 도시되어 있다. 이 구현예에 있어서, CO2 스크럽 리보일러(A10_1)는 흡수 컬럼(A3)에 유입되기 전에, 최종 압축 수단에서 유출되는 스트림에 연결된다.
도 1에 도시된 구현예의 하류 공정에 대한 상세한 도면인 도 4에 도시된 구현예에 있어서, 액화 이산화탄소 스트림(112)은 감압됨으로써 특정량의 플래쉬 가스가 생성된다. 액화되기 전에, 상기 스트림은 선택적으로, 과냉각기(A11, A11_1)에 의해 1회 또는 2회(도시됨) 과냉각되고, 과냉각기는 냉각되는 특정 스트림에 대해 적절한 것이면 염수나 이산화탄소, 또는 두 가지 모두에 의해 구동될 수 있다. 플래쉬 가스의 비율은 압력의 차이에 의존한다. 압력이 35bar로부터 이산화탄소 저장 탱크에 대한 공업 표준인 16bar로 감소되는 전형적인 구현예에 있어서, 플래쉬 가스의 양은 총 스트림의 20%이다. 액체와 기체는 세퍼레이터(A6)에서 분리되어 저장 탱크(A7)에 저장하기 위한 감압된 액체(114)를 제공한다. 플래쉬 증류 컬럼과 같은 세퍼레이터(A6)도 플래쉬 가스(113)를 제공한다. 이 플래쉬 가스(113)는 도시된 구현예에 있어서, 재정제를 위해 최종 압축 단계 이전의 위치로 반송된다. 대안적으로, 또 다른 압축기가 세퍼레이터(A6)와 응축기(A4) 사이에 존재할 수 있고, 그 결과 플래쉬 가스(113)는 응축되고 재증류될 수 있다.
도 5에 도시된 구현예에 있어서, 응축물(111_1)은 증류 단계 이전에 감압된다. 응축물(111_1)은 도시된 구현예에서, 47bar의 압력을 가진다. 응축물(111_1)은 바람직한 구현예에 있어서, 과냉각기(A11_1)를 통과할 수 있다. 과냉각기를 추가하는 목적은 압축 및 정제 단계로 재순환되는 플래쉬 가스(113)의 양을 최소화하는 것이다. 따라서, 과냉각은 전반적 에너지 소비를 감소시킨다. 과냉각은 또한, 도 1의 압축된 기체 스트림(104)에 물이 존재할 경우의 결빙을 피하려는 것과 같은, 장치를 보호한다는 기술적 이유에서 추가될 수 있다.
상기 선택적인 과냉각 이후에, 응축되고 과냉각된 스트림(111_2)은 제2 리보일러(A12)를 통과하여, 저온의 과냉각된 고압 스트림(111_3)을 제공한다. 이어서, 상기 스트림(111_3)의 압력은 예를 들면 47bar로부터 16bar까지 감압된 스트림(111_4)으로 감소됨으로써, 실질적 양의 스트림이 증발되어, 증류 컬럼(A5)에서의 증류 단계 e)에 사용될 수 있는 플래쉬 가스를 제공한다.
포화 스트림(즉, +12℃)에서, 압력이 감소되면 유입되는 스트림의 약 30%는 증발되어 플래쉬 가스를 형성한다. 응축된 과냉각 스트림(111_2)이 +1℃까지 과냉각되면, 그 비율은 약 20%가 되고, -11℃까지 더욱 과냉각되면, 그 비율은 약 12%가 될 것이다.
이러한 구성에 있어서, 압력의 감소는 플래쉬 가스의 형성을 초래하는데, 플래쉬 가스는 최종 증류 단계(단계 e)에서 사용될 수 있다.
먼저, 응축된 과냉각 스트림(111_2)은 리보일러(A12)에 유입된다. 이 응축된 과냉각 스트림(111_2)은, 저압 하에 있는 유입되는 냉각기 스트림(111_5), 전형적으로는 도시된 구현예에서 증류 컬럼(A5)의 저부 섹션으로부터 인출되는 액체 이산화탄소보다 온도가 높다. 응축된 과냉각 스트림(111_2)의 열은 냉각기 스트림(111_5)에 전달되어 증류 컬럼에 다시 유입되는 재증발된 스트림(111_6)에 주어진다. 이어서, 저온의 과냉각된 고압 스트림(111_3)은 압력 감소를 겪게 됨으로써 더욱 저온의 혼합상(mixed phase)의 감압된 스트림(111_4)이 제공된다. 감압된 스트림(111_4)은 증류 컬럼(A5)에 유입되고, 거기에서 향류 재증발 기체 스트림(111_6)에 의해 액체 분획이 정제되어, 정제된 액체 이산화탄소(111_5)를 제공한다. 정제된 액체 이산화탄소(111_5)는 2개의 분획(111_5_1(저온 스트림), 111_5_2(생성물))로 분할되고, 그중 분획(111_5_1)은 리보일러(A12)에 공급되고, 분획(111_5_2)은 제품이다.
그 결과, 열이나 냉매의 외부적 공급이 필요하지 않기 때문에, 상기 증류 단계는 에너지 중립적이다.
도 4에 도시된 구현예와 비교하면, 도 3(및 도 1과 2)에 도시된 바와 같이 공정 상류로부터 유래하는 리보일러(A8)에 공급되는 열은 필요하지 않다.
대신에, 도 5에 도시된 구현예에서, 시스템으로부터 열을 추출하기 위해 마지막 압축기(A1_3) 이후의 위치에, 열교환기(A18)에 의한 추가적 열교환 단계를 포함하는 것이 유익할 수 있다. 이것은 이산화탄소가 액화되는 응축기(A4)에서 공정의 더 하류에서 사용되는 염수의 양을 최소화할 것이다.
이러한 열 추출은 냉각수 또는 공기를 이용한 열교환기에 의해 달성된다. 압축 단계 b) 이후에 열교환기를 삽입할 때, 이 구현예는 스트림(106)이 염수 대신에, 예를 들면 공기나 냉각수에 의해 냉각되기 때문에, 도 1의 구현예보다 적은 파워를 사용한다.
또 다른 바람직한 구현예(도 4와 5에 도시된 것)에 있어서, 재증발 단계와 결합된 제2 열교환 단계는 응축 단계 d) 이후에 삽입된다. 이 구현예는 각각 도 4와 도 5의 고압 및 저압 증류 구현예 모두에 있어서 유익하다.
이러한 특별한 구현예에 있어서, 응축기(A4)에서 유출되는 퍼지 가스(110)(기체 이산화탄소 스트림)는, 예를 들면, 도 5에 도시된 구현예에 대해 설명한 감압과 유사하게 47bar에서 16bar로, 밸브(A14)를 가진 루프(loop) 또는 그와 유사한 퍼지 가스(110)의 압력 저감 수단에 연결된 제2 응축기(A13)로 이송된다. 이러한 감압은 또한 30% 이하의 플래쉬 가스를 포함하는 혼합상 스트림을 초래한다. 압력의 감소는, 이 구현예에 있어서 비응축성 가스의 함량으로 인해 -34℃로부터 -44℃로 약 30%의 온도의 저하를 동반한다.
-44℃로 냉각되는 스트림은 상대적으로 적은 이산화탄소가 최종적 퍼지 스트림(118)에 존재하도록 한다. 따라서, 제1 응축 단계 d)로부터 나오는 퍼지 가스(110)의 이러한 추가적 응축 단계를 삽입하는 결과는, 최종적 퍼지 스트림(118)과 함께 폐기되는 이산화탄소의 양을 현저히 감소시키는데, 그 양은 도시된 예에 있어서는 1300kg/h로부터 190kg/h으로 감소된다. 따라서, 이산화탄소의 전체적 수율이 증가된다.
바람직한 구현예에 있어서, 플래쉬 가스(113)는 커버 가스로서, 또는 음료의 탄산화용으로 맥주 제조 공정에서 직접 사용되는 것을 생각할 수도 있다.
마지막으로, 상기 가스는 액체 이산화탄소의 재증발로부터의 냉각 효과를 이용하여 응축되는 것을 생각할 수 있다.
저장된 액화 이산화탄소는 저장된 스트림(116)으로서 저장 탱크로부터 인출되어, 맥주 공장에서 사용하도록 재증발될 수 있다. 재증발을 위해서, 냉매(301)는 바람직하게는 전술한 바와 같이 응축기(A4)에 유입되기 전에 사용된다.
열교환기, 펌프, 밸브 등은, 필요하다면 원하는 압력, 온도 및 기타 파라미터를 상기 공정 전체를 통해 시작하고 유지하기 위해 포함시키는 것으로 생각할 수도 있다. 그러한 구성은 해당 분야의 통상적인 기술에 포함된다.
이제 도 6을 참조하여, 본 발명의 또 다른 특별한 측면 및 구현예를 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
맥주 공장에서 음료를 탄산화할 때, 액화된 이산화탄소는 저장 탱크(A7)로부터 인출되거나, 예를 들면, 플래쉬 가스(113)로서 증류 단계 e)로부터 직접 인출될 수 있다.
탱크 또는 증류 컬럼으로부터의 액화 이산화탄소(116)는 전형적으로 -30℃ 내지 20℃ 범위의 온도와 10∼55bar 범위의 압력을 가지는 것으로, 이 구현예에 있어서는 제1 열교환 수단(A15), 바람직하게는 증발기를 이용하여, 액화 이산화탄소 스트림(116)을 냉매(401), 예를 들면, 맥주 공장으로부터 인출된 염수와 접촉시킴으로써 재증발될 것이다.
그 결과, 냉매(401)의 온도는, 예를 들면 -5℃로부터 -8℃로 저하되고, 제1 열교환 수단(A5)에서 유출되는 가열된 생성물 스트림(117)의 온도는 예를 들면 -6℃로 상승될 수 있다. 제2 및 추가적 단계들은 전형적으로 염수를 이용하여 달성되지 않지만, 물, 공기 또는 임의의 다른 상대적으로 고온의 매체(도시되지 않음)를 이용하여, 2개 이상의 열교환 단계에 의해 25℃의 온도가 얻어질 수 있다. 얻어지는 냉매(402)는 특히 바람직한 구현예에서 냉매(301, 도 1의 응축 수단(A4)로서 도 1의 공정)로서 사용되고, 그 결과 냉매의 온도는 전형적으로 염수의 초기 온도, 즉, -5℃까지 상승할 것이고, 그 자체로 맥주 공장에서 재사용될 수 있다.
또한, 상대적으로 높은 온도의 기체 상태의 가열된 생성물 스트림(117)은 이어서 팽창기(A16)에 의해 팽창된다. 팽창된 생성물 스트림(119)의 온도와 압력은 각각 -55℃ 내지 -20℃ 및 5∼7bar일 수 있다. 팽창된 생성물 스트림(119)은 제2 열교환 수단(A17)의 사용에 의해 가열된다.
제2 열교환 수단(A17)에 있어서, 특별한 구현예에서 가열은 도 1의 상대적 고온 냉매(302)와 같은 따뜻한 냉매(501)를 사용함으로써 달성된다. 따라서, 상대적 고온 냉매(302/501)는 제1 열교환 수단(A15)용으로 사용되는 냉매인 응축기(A4)에서 유출되는 상대적 고온 냉매(도 1의 302)와 동일한 원천을 가질 수 있거나, 또는 냉매 저장 탱크(도시되지 않음)로부터 직접 취할 수 있다. 팽창 및 각각의 가열 단계는 하나 이상의 단계에서 실행될 수 있다.
얻어지는 냉각 파워는, 예를 들면, 응축기(A4)에서 사용될 수 있다.
제2 열교환 수단(A17)에서 유출되는 기체 이산화탄소 스트림(120)은 약 5∼25℃의 온도와 1∼6bar의 압력을 가질 수 있고, 그 자체로 맥주 공장/음료 제조장 등에서 사용될 수 있다.
제1 및 제2 열교환 수단(A15, A17)을 사용함으로써, 이산화탄소 1톤당 90∼115kWh 범위의 냉 에너지가 회수될 수 있다. 또한, 팽창기(A16)를 사용함으로써, 밸브와 열교환기를 사용하는 종래의 공정에 비해 추가로 10∼20kW의 파워가 회수될 수 있다. 회수된 파워는 이산화탄소 회수 공정, 맥주 공장 또는 그밖의 공정에서 압축 작업용으로 이용될 수 있다.
이러한 후자의 측면 및/또는 구현예는, 액화 이산화탄소가 재증발되어 사용되는 임의의 현장에서 실행되는 것으로 생각되며, 그것은 본 발명의 방법에 한정되지는 않는다.

Claims (18)

  1. 발효 공정, 맥주 공장 또는 음료제조 라인(bottling line)으로부터 발생되는 기체 이산화탄소 스트림으로부터 이산화탄소를 회수하는 방법으로서,
    a) 발효 공정, 맥주 공장 또는 음료제조 라인으로부터 발생되는 이산화탄소 스트림을 제공하는 단계;
    b) 하나 이상의 압축 단계에 의해, 상기 제공된 이산화탄소 스트림을 압축하여 압축된 기체 스트림을 제공하는 단계;
    c) 상기 압축된 기체 스트림을 흡수 단계에서 처리하여 하나 이상의 이산화탄소 농후 기체 스트림을 제공하는 단계;
    d) 상기 이산화탄소 농후 기체 스트림을 응축기에서 응축시켜 적어도 하나의 응축물(condensate) 및 비응축 가스를 제공하는 단계; 및
    e) 액체 이산화탄소 스트림을 증류하여 정제된 이산화탄소를 제공하는 단계
    를 포함하고,
    단계 b)에서 얻어진 압축된 기체 스트림의 압력은 30bar 이상이고, 온도는 이산화탄소가 응축되지 않는 온도 범위 내이고, 상기 압력은 적어도 단계 d)까지 유지되는, 이산화탄소의 회수 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 단계 c)는 물을 흡수제로 사용하는 고압 워터 스크러버 또는 액체 이산화탄소를 흡수제로 사용하는 이산화탄소 스크러버로 실행되는, 이산화탄소의 회수 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 응축되고, 증류된 이산화탄소를, 상기 단계 d)의 응축 압력보다 낮은 압력을 가진 저장 탱크로 이송하는 단계를 추가로 포함하고, 그 결과 상기 액체 이산화탄소에 추가하여 기체 스트림이 형성되고, 상기 기체 스트림이 추가로 처리되는, 이산화탄소의 회수 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 추가 처리 단계가, 제품으로서 음료 제조 플랜트로 이송하는 단계, 응축시켜 저장 탱크로 이송하는 단계, 및 상기 압축 단계 b) 또는 상기 증류 단계 e)에 공급하는 단계로부터 선택되는, 이산화탄소의 회수 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 단계 d)의 응축 공정이, 발효 공정에서 사용되는 냉매에 의해 실행되는, 이산화탄소의 회수 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 냉매는 글리콜 또는 염을 포함하는 염수인, 이산화탄소의 회수 방법.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 응축되고, 증류된 이산화탄소가 상기 응축되고, 증류된 이산화탄소의 온도보다 높은 온도를 가진 냉매에 의해 재증발되는, 이산화탄소의 회수 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 압축 단계가 윤활형 압축기에 의해 실행되는, 이산화탄소의 회수 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 단계 c)의 흡수제가 액체 이산화탄소인, 이산화탄소의 회수 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 단계 b)는 2개 또는 3개의 압축 단계를 포함하는, 이산화탄소의 회수 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 압축된 기체 스트림이 상기 응축 단계 d) 이전에 여과되는, 이산화탄소의 회수 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 응축 단계 d) 이후에 압력이 감소되고, 상기 증류 단계 e)가 상기 감소된 압력에서 실행되는, 이산화탄소의 회수 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 감소된 압력이, 이산화탄소의 저장을 위해 공업적으로 적용되는 15∼18bar의 표준 압력인, 이산화탄소의 회수 방법.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 단계 d)에서 얻어진 상기 비응축 가스를 응축 단계와 재증발 단계의 조합으로 처리하는 단계 f)를 추가로 포함하고, 상기 재증발은 상기 단계 d)에서 얻어진 상기 비응축 가스의 압력보다 낮은 압력에서 실행되는, 이산화탄소의 회수 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 압력이 밸브에 의해 감소되는, 이산화탄소의 회수 방법.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 증류된 이산화탄소가 이산화탄소 저장 탱크에 저장되는, 이산화탄소의 회수 방법.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    기체 이산화탄소를 필요로 하는 제조 공정에서 사용하기 위한 기체 이산화탄소 스트림을 제공하기 위해, 수득되는 액체 이산화탄소가 재증류되고,
    f) 단계 e)의 증류 유닛 또는 단계 d)의 응축으로부터의 액체 이산화탄소를 제공하는 단계;
    g) 상기 액체 이산화탄소를 열교환 수단에서 증발시켜 기체 상태의 가열된 이산화탄소 스트림을 제공하는 단계;
    h) 상기 기체 상태의 가열된 이산화탄소 스트림을 팽창시켜 팽창된 기체 상태의 가열된 이산화탄소 스트림을 제공하는 단계; 및
    i) 상기 팽창된 기체 상태의 가열된 이산화탄소 스트림을 가열하여 기체 이산화탄소를 필요로 하는 제조 공정에서 사용하기 위한 기체 이산화탄소 스트림을 제공하는 단계
    를 포함하는, 이산화탄소의 회수 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 팽창 단계로부터의 냉각 파워(cold)가 회수되거나, 또는 팽창기에 의해 전기 또는 기계적 일(work)이 발생되는, 이산화탄소의 회수 방법.
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