KR101997355B1 - Carbon dioxide capture apparatus using cold heat of liquefied natural gas - Google Patents

Carbon dioxide capture apparatus using cold heat of liquefied natural gas Download PDF

Info

Publication number
KR101997355B1
KR101997355B1 KR1020170156475A KR20170156475A KR101997355B1 KR 101997355 B1 KR101997355 B1 KR 101997355B1 KR 1020170156475 A KR1020170156475 A KR 1020170156475A KR 20170156475 A KR20170156475 A KR 20170156475A KR 101997355 B1 KR101997355 B1 KR 101997355B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
refrigerant
line
chiller
gas
discharged
Prior art date
Application number
KR1020170156475A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20190058986A (en
Inventor
성화창
차송훈
Original Assignee
두산중공업 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 두산중공업 주식회사 filed Critical 두산중공업 주식회사
Priority to KR1020170156475A priority Critical patent/KR101997355B1/en
Priority to CN201810971553.XA priority patent/CN109813054B/en
Priority to US16/142,259 priority patent/US11071938B2/en
Publication of KR20190058986A publication Critical patent/KR20190058986A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101997355B1 publication Critical patent/KR101997355B1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/002—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by condensation
    • Y02C10/12—
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/40—Capture or disposal of greenhouse gases of CO2

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Abstract

본 발명은 액화 천연 가스의 냉열을 이용하여 발전 설비의 플루 가스에 포함된 이산화탄소를 포집할 수 있는 이산화탄소 포집 장치를 제공한다.
본 발명의 측면 실시예에 따른 액화 천연 가스의 냉열을 이용한 이산화탄소 포집 장치는, 제1 냉매와 액화된 천연 가스의 열 교환이 이루어지며 상기 제1 냉매를 제1 온도로 냉각시키는 열 교환기, 상기 열 교환기에서 배출되는 제1 냉매와의 열교환으로 제2 냉매를 제2 온도로 냉각시키는 칠러, 및 상기 칠러에서 배출된 제2 냉매와 플루 가스를 열 교환하여 상기 플루 가스에 포함된 이산화탄소를 분리하는 포집하는 쿨러를 포함한다.The present invention provides a carbon dioxide collecting device capable of collecting carbon dioxide contained in a flue gas of a power generation facility by using cold heat of liquefied natural gas.
The apparatus for collecting carbon dioxide using cold liquefied natural gas according to a preferred embodiment of the present invention includes a heat exchanger for performing heat exchange between a first refrigerant and liquefied natural gas and cooling the first refrigerant to a first temperature, A chiller for cooling the second refrigerant to a second temperature by heat exchange with the first refrigerant discharged from the exchanger, and a second heat exchanger for exchanging heat between the second refrigerant discharged from the chiller and the flue gas to collect carbon dioxide contained in the flue gas .

Figure R1020170156475
Figure R1020170156475

Description

액화 천연 가스의 냉열을 이용한 이산화탄소 포집 장치{Carbon dioxide capture apparatus using cold heat of liquefied natural gas}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a carbon dioxide capture apparatus using cold natural gas,

본 발명은 액화 천연 가스의 냉열을 이용하여 발전 설비의 플루 가스에 포함된 이산화탄소를 포집하는 장치에 관한 것이다. The present invention relates to an apparatus for capturing carbon dioxide contained in a flue gas of a power plant using cold natural gas liquefaction.

천연가스(Natural Gas)란 지하에서 천연적으로 산출되어 지표 조건에서 기체상을 이루는 탄화수소물 및 비탄화수소 물질을 모두 일컫는다. 천연가스는 산지에 따라 약간씩 차이가 있으나 메탄(CH4)이 80~90%를 차지하고 있으며 나머지는 에탄(C2H6), 프로판(C3H8)등의 가연성 기체를 포함하고 있다. 액화 천연 가스(Liquefied Natural Gas, LNG)는 천연가스를 저온(약 -160도)에서 인공으로 액화한 것을 말한다. Natural gas refers to both hydrocarbons and non-hydrocarbon materials that are naturally produced in the ground and form a gas phase at surface conditions. Natural gas is slightly different depending on the place of production, but methane (CH4) accounts for 80 to 90%, and the rest contains flammable gases such as ethane (C2H6) and propane (C3H8). Liquefied natural gas (LNG) refers to artificially liquefied natural gas at low temperatures (about -160 degrees Celsius).

천연 가스는 유전에서 채굴되는데, 원활한 채굴을 위해 유전에 증기, 지하수, 해수, 이산화탄소 등과 같은 충진제를 주입한다. 채굴된 천연 가스는 액화 천연 가스와 같은 액화 상태로 소비지로 운송된다. 소비지로 운송된 액화 천연 가스는 사용 또는 분배를 위해서 재기화(regasification)될 필요가 있다. Natural gas is mined in the oil field. In order to smoothly dig up the natural gas, fillers such as steam, ground water, seawater, and carbon dioxide are injected. The mined natural gas is transported to the consumer in a liquefied state such as liquefied natural gas. Liquefied natural gas transported to the consumer needs to be regasified for use or distribution.

액화 천연 가스의 재기화를 위해서 해수를 사용할 수 있다. 그러나 이러한 해수의 사용은 해양 생태계에 예상하지 못한 영향을 미칠 수 있다. 다른 시스템에서는 천연 가스를 연소시켜 열을 발생시켜 액화 천연 가스를 재기화할 수도 있다. 그러나 이러한 재기화 방식은 에너지의 낭비를 초래하게 된다. Seawater can be used for regasification of liquefied natural gas. However, the use of such seawater could have an unexpected impact on marine ecosystems. In other systems, liquefied natural gas can be regenerated by generating heat by burning natural gas. However, this regeneration method causes waste of energy.

또한 화력 발전 설비에서 배출되는 플루 가스에는 이산화탄소가 포함되어 있는데, 이산화탄소는 지구 온난화의 주범으로 지속적으로 감소시킬 필요가 있다. 따라서 다양한 방법의 이산화탄소 저감 기술이 개발되고 있으나, 비용과 효율 측면에서 큰 효과를 보고 있지 못한 상황이다.In addition, the flue gas emitted from thermal power plants contains carbon dioxide, which needs to be continually reduced as a contributor to global warming. Therefore, although various CO 2 reduction technologies have been developed, they have not shown a great effect in terms of cost and efficiency.

대한민국 공개특허 제10-2014-0109426호 (명칭: 발전소 연도 가스의 이산화탄소 포집 방법 및 그 장치)Korean Patent Laid-Open No. 10-2014-0109426 (titled: CO2 capture method and apparatus for generating flue gas in a power plant)

본 발명의 목적은 액화 천연 가스의 냉열을 이용하여 발전 설비의 플루 가스에 포함된 이산화탄소를 포집할 수 있는 이산화탄소 포집 장치를 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a carbon dioxide capture device capable of capturing carbon dioxide contained in a flue gas of a power generation facility by using cold heat of liquefied natural gas.

본 발명의 측면 실시예에 따른 액화 천연 가스의 냉열을 이용한 이산화탄소 포집 장치는, 제1 냉매와 액화된 천연 가스의 열 교환이 이루어지며 상기 제1 냉매를 제1 온도로 냉각시키는 열 교환기, 상기 열 교환기에서 배출되는 제1 냉매와의 열교환으로 제2 냉매를 제2 온도로 냉각시키는 칠러, 및 상기 칠러에서 배출된 제2 냉매와 플루 가스를 열 교환하여 상기 플루 가스에 포함된 이산화탄소를 분리하는 포집하는 쿨러를 포함한다.The apparatus for collecting carbon dioxide using cold liquefied natural gas according to a preferred embodiment of the present invention includes a heat exchanger for performing heat exchange between a first refrigerant and liquefied natural gas and cooling the first refrigerant to a first temperature, A chiller for cooling the second refrigerant to a second temperature by heat exchange with the first refrigerant discharged from the exchanger, and a second heat exchanger for exchanging heat between the second refrigerant discharged from the chiller and the flue gas to collect carbon dioxide contained in the flue gas .

여기서, 상기 열 교환기에는 상기 칠러와 연결된 제1 냉매 라인이 연결 설치되고, 상기 포집 쿨러에는 상기 칠러와 연결된 제2 냉매 라인이 연결 설치되며, 상기 칠러는 상기 제2 냉매 라인에 연결 설치되어 상기 제2 냉매를 압축하는 압축기와 상기 제2 냉매 라인에 설치되어 상기 제2 냉매를 팽창시키는 팽창부, 상기 압축기와 상기 팽창부 사이에 설치되어 상기 제1 냉매 라인과의 열교환에 의하여 상기 제2 냉매를 응축시키는 응축기를 포함할 수 있다.Here, the heat exchanger is connected to a first refrigerant line connected to the chiller, a second refrigerant line connected to the chiller is connected to the collecting cooler, and the chiller is connected to the second refrigerant line, A second refrigerant line installed in the second refrigerant line for expanding the second refrigerant; a second refrigerant line installed between the compressor and the expansion unit for exchanging heat between the second refrigerant line and the second refrigerant line, And a condenser for condensing.

또한, 상기 팽창부는 팽창 밸브로 이루어질 수 있다.The expansion unit may be an expansion valve.

또한, 상기 팽창부는 팽창 터빈으로 이루어지고, 상기 팽창 터빈은 전달축을 매개로 상기 압축기와 연결될 수 있다.In addition, the expansion portion may comprise an expansion turbine, and the expansion turbine may be connected to the compressor via a transmission shaft.

또한, 상기 제2 온도의 절대치는 상기 제1 온도의 절대치의 1.4배 내지 2.5배로 이루어질 수 있다.The absolute value of the second temperature may be 1.4 to 2.5 times the absolute value of the first temperature.

또한, 상기 포집 쿨러로 유입되는 플루 가스를 사전에 냉각하는 가스 쿨러를 더 포함하고, 상기 열 교환기에는 상기 열 교환기에서 배출된 냉매를 상기 가스 쿨러 전달하는 냉매 공급 라인과 상기 가스 쿨러에서 배출된 냉매를 상기 열 교환기로 전달하는 냉매 회수 라인이 연결 설치되며, 상기 칠러는 상기 냉매 공급 라인과 상기 냉매 회수 라인에 연결 설치될 수 있다.The heat exchanger may further include a gas cooler for preheating the flue gas flowing into the collecting cooler, wherein the heat exchanger includes a refrigerant supply line for transferring the refrigerant discharged from the heat exchanger to the gas cooler, To the heat exchanger, and the chiller may be connected to the refrigerant supply line and the refrigerant recovery line.

또한, 상기 냉매 공급 라인과 상기 냉매 회수 라인에는 상기 칠러에 냉열을 공급하는 제1 열전달 라인이 연결 설치되고, 상기 칠러와 상기 포집 쿨러에는 상기 제1 열전달 라인에서 냉열을 전달 받아 상기 포집 쿨러에 공급하는 칠링 라인이 연결 설치되며, 상기 칠러는, 상기 칠링 라인에 연결 설치되어 제2 냉매를 압축하는 제1 압축기와 상기 칠링 라인에 설치되어 냉매를 팽창시키는 팽창부, 상기 제1 열전달 라인과의 열교환에 의하여 상기 제1 압축기에서 배출된 상기 제2 냉매를 응축시키는 제1 응축기를 포함할 수 있다.The chiller and the collecting cooler are connected to the refrigerant supply line and the refrigerant collecting line through a first heat transfer line for supplying cold heat to the chiller. The chiller and the collecting cooler receive cold heat from the first heat transfer line and supply the collected heat to the collecting cooler The chiller may include a first compressor connected to the chilling line to compress the second refrigerant, an expansion unit installed in the chilling line to expand the refrigerant, a heat exchanger And a first condenser for condensing the second refrigerant discharged from the first compressor by the first condenser.

또한, 상기 냉매 공급 라인과 상기 냉매 회수 라인에는 상기 칠러에 냉열을 공급하는 제2 열전달 라인이 연결 설치되고, 상기 칠러는 상기 칠링 라인에 연결 설치되되 상기 제1 응축기에서 배출된 제2 냉매를 압축하는 제2 압축기와 상기 제2 열전달 라인과의 열교환에 의하여 상기 제2 압축기에서 배출된 제2 냉매를 응축시키는 제2 응축기를 더 포함할 수 있다.The chiller may be connected to the chiller line, and the second refrigerant discharged from the first condenser may be compressed and compressed by the chiller. The chiller may be connected to the refrigerant supply line and the refrigerant recovery line, And a second condenser for condensing the second refrigerant discharged from the second compressor by heat exchange between the second compressor and the second heat transfer line.

또한, 상기 제1 냉매 라인과 상기 냉매 회수 라인에는 상기 칠러에 냉열을 공급하는 제3 열전달 라인이 연결 설치되고, 상기 칠러는 상기 칠링 라인에 연결 설치되되 상기 제2 응축기에서 배출된 제2 냉매를 압축하는 제3 압축기와 상기 제3 열전달 라인과의 열교환에 의하여 상기 제3 압축기에서 배출된 제2 냉매를 응축시키는 제3 응축기를 포함할 수 있다.The first refrigerant line and the refrigerant recovery line are connected to a third heat transfer line for supplying cold heat to the chiller. The chiller is connected to the chilling line, and the second refrigerant discharged from the second condenser, And a third condenser for condensing the second refrigerant discharged from the third compressor by heat exchange between the third compressor for compressing and the third heat transfer line.

또한, 상기 냉매 공급라인에 설치되어 냉매의 이동을 제어하는 메인 압축기, 상기 가스 쿨러에서 배출되는 플루 가스의 온도의 측정하는 메인 온도 센서, 상기 메인 온도 센서에서 정보를 전달받아 상기 메인 압축기의 작동을 제어하는 메인 압축 제어기를 더 포함할 수 있다.In addition, it is preferable that a main compressor installed in the refrigerant supply line for controlling the movement of the refrigerant, a main temperature sensor for measuring the temperature of the flue gas discharged from the gas cooler, And a main compression controller for controlling the main compression controller.

또한, 상기 포집 쿨러에서 배출되는 플루 가스의 온도의 측정하는 제1 온도 센서, 상기 제1 온도 센서에서 정보를 전달받아 상기 제1 압축기의 작동을 제어하는 제1 압축 제어기를 더 포함할 수 있다.The apparatus may further include a first temperature sensor for measuring the temperature of the flue gas discharged from the collecting cooler, and a first compression controller for receiving information from the first temperature sensor and controlling the operation of the first compressor.

또한, 발전 설비에서 배출된 플루 가스를 이용하여 상기 포집 쿨러에서 배출된 플루 가스를 가열하고, 상기 발전 설비에서 배출된 플루 가스를 냉각하여 가스 쿨러로 전달하는 가스 히터를 더 포함하고, 상기 가스 히터에는 상기 열원에서 배출된 플루 가스에서 응축된 수분이 배출되는 수분 배출부가 형성될 수 있다.The gas heater may further include a gas heater for heating the flue gas discharged from the collecting cooler using the flue gas discharged from the power generation facility and for cooling the flue gas discharged from the power generation facility to transfer the gas to the gas cooler, A water discharge unit may be formed to discharge condensed water from the flue gas discharged from the heat source.

본 발명의 다른 측면에 따른 액화 천연 가스의 냉열을 이용한 이산화탄소 포집 장치는 냉매와 액화된 천연 가스의 열 교환이 이루어지며 상기 냉매를 제1 온도로 냉각시키는 열 교환기, 상기 열 교환기에서 배출되는 냉매를 제2 온도로 냉각시키는 칠러, 및 상기 칠러에서 배출된 냉매와 플루 가스를 열 교환하여 상기 플루 가스에 포함된 이산화탄소를 분리하는 포집 쿨러를 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided an apparatus for collecting carbon dioxide using liquefied natural gas using cold heat, comprising: a heat exchanger for exchanging heat between a refrigerant and liquefied natural gas and cooling the refrigerant to a first temperature; And a collecting cooler for separating the carbon dioxide contained in the flue gas by heat exchange between the refrigerant discharged from the chiller and the flue gas.

또한, 상기 제2 온도의 절대치는 상기 제1 온도의 절대치의 1.4배 내지 2.5배로 이루어질 수 있다.The absolute value of the second temperature may be 1.4 to 2.5 times the absolute value of the first temperature.

또한, 상기 열 교환기에서 배출된 냉매를 상기 포집 쿨러 전달하는 냉매 공급 라인, 상기 포집 쿨러에서 배출된 냉매를 상기 열 교환기로 전달하는 냉매 회수 라인을 더 포함하고, 상기 칠러는 상기 냉매 공급 라인에 설치되어 냉매를 압축하는 압축기와 상기 냉매 회수 라인에 설치되어 냉매를 팽창시키는 팽창부를 포함할 수 있다.The refrigeration system may further include a refrigerant supply line for transferring the refrigerant discharged from the heat exchanger to the collection cooler, and a refrigerant recovery line for transferring the refrigerant discharged from the collection cooler to the heat exchanger, A compressor for compressing the refrigerant, and an expansion unit installed in the refrigerant recovery line for expanding the refrigerant.

본 발명의 실시 형태에 따르면, 액화 천연 가스의 냉열을 이용하여 발전 설비의 플루 가스에 포함된 이산화탄소를 드라이아이스로 포집하여 대기 중으로 이산화탄소의 배출을 감소시킬 수 있다. According to the embodiment of the present invention, the carbon dioxide contained in the flue gas of the power generation facility can be captured by dry ice using the cold heat of liquefied natural gas to reduce the emission of carbon dioxide into the atmosphere.

또한, 냉매와 액화 천연 가스의 열교환을 이용하여 안전성이 향상될 수 있을 뿐만 아니라 냉매를 칠러로 2차 냉각하여 냉매를 효율적으로 극저온 상태까지 냉각시킬 수 있다.In addition, safety can be improved by using heat exchange between the refrigerant and the liquefied natural gas, and the refrigerant can be secondarily cooled with the chiller to effectively cool the refrigerant to a cryogenic temperature.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액화 천연 가스의 냉열을 이용한 이산화탄소 포집 장치를 나타내는 블럭도이다.
도 2는 종래의 일반적인 질소의 열전달량과 온도의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예의 변형예에 따른 액화 천연 가스의 냉열을 이용한 이산화탄소 포집 장치를 나타내는 블럭도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 액화 천연 가스의 냉열을 이용한 이산화탄소 포집 장치를 나타내는 블럭도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예의 변형예에 따른 액화 천연 가스의 냉열을 이용한 이산화탄소 포집 장치를 나타내는 블럭도이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 액화 천연 가스의 냉열을 이용한 이산화탄소 포집 장치를 나타내는 블럭도이다.
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 액화 천연 가스의 냉열을 이용한 이산화탄소 포집 장치를 나타내는 블럭도이다.
도 8은 본 발명의 제5 실시예에 따른 액화 천연 가스의 냉열을 이용한 이산화탄소 포집 장치를 나타내는 블럭도이다.FIG. 1 is a block diagram showing a carbon dioxide capturing apparatus using cold liquefied natural gas according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a graph showing a relationship between a conventional heat transfer amount of nitrogen and a temperature.
3 is a block diagram showing a carbon dioxide capture device using cold natural gas of liquefied natural gas according to a modification of the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a block diagram of a carbon dioxide capture device using liquefied natural gas according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a block diagram showing a carbon dioxide capturing apparatus using cold natural gas of liquefied natural gas according to a modified example of the second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a block diagram illustrating a carbon dioxide capture device using liquefied natural gas using cold heat according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a block diagram showing a carbon dioxide capturing apparatus using cold liquefied natural gas according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a block diagram showing a carbon dioxide capture device using liquefied natural gas according to a fifth embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The present invention is capable of various modifications and various embodiments and is intended to illustrate and describe the specific embodiments in detail. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present invention, terms such as "comprises" or "having" are used to designate the presence of stated features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이 때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Note that, in the drawings, the same components are denoted by the same reference symbols as possible. Further, the detailed description of known functions and configurations that may obscure the gist of the present invention will be omitted. For the same reason, some of the components in the drawings are exaggerated, omitted, or schematically illustrated.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액화 천연 가스의 냉열을 이용한 이산화탄소 포집 장치를 나타내는 블럭도이다.FIG. 1 is a block diagram showing a carbon dioxide capturing apparatus using cold liquefied natural gas according to a first embodiment of the present invention.

도 1을 참조하여 설명하면, 본 제1 실시예에 따른 이산화탄소 포집 장치(100)는 열교환기(121), 칠러(150), 포집 쿨러(141), 가스 히터(143), 저장부(160)를 포함할 수 있다.1, the carbon dioxide collecting apparatus 100 according to the first embodiment includes a heat exchanger 121, a chiller 150, a collecting cooler 141, a gas heater 143, a storage unit 160, . ≪ / RTI >

제1 냉매와 제2 냉매는 질소로 이루어질 수 있다. 또한 제1 냉매와 제2 냉매는 질소, 아르곤, 헬륨, 이산화탄소로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나로 이루어질 수 있다. 또한, 제1 냉매와 제2 냉매는 R14(CF4), R22(CHClF2), R23(CHF3), R116(C2F2), R218(C3F8)로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있다.The first refrigerant and the second refrigerant may be made of nitrogen. The first refrigerant and the second refrigerant may be any one selected from the group consisting of nitrogen, argon, helium, and carbon dioxide. The first refrigerant and the second refrigerant may be any one selected from the group consisting of R14 (CF4), R22 (CHClF2), R23 (CHF3), R116 (C2F2), and R218 .

열교환기(121)는 액화된 천연 가스(LNG)를 이용하여 제1 냉매를 냉각시키며, 액화된 천연 가스(LNG)는 열교환기(121)에서 재기화된다. 다만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며 액화된 천연 가스(LNG)는 열교환기(121)에서 기체 상태로 상변화되지 않고 가열만 될 수도 있다.The heat exchanger 121 cools the first refrigerant using liquefied natural gas (LNG), and the liquefied natural gas (LNG) is regenerated in the heat exchanger 121. However, the present invention is not limited thereto, and the liquefied natural gas (LNG) may be heated only in the heat exchanger 121 without being changed into a gaseous phase.

열교환기(121)로 공급되는 액화된 천연 가스는 약 -150deg.C 내지 -168deg.C의 온도, 100bar의 압력을 가질 수 있다. 열교환기(121)에는 칠러(150)와 연결된 제1 냉매 라인(123)이 연결 설치될 수 있다. 제1 냉매는 제1 냉매 라인(123)에 의하여 칠러(150)에 냉열을 전달한 후, 다시 제1 열교환기(121)로 유입되어 액화된 천연 가스(LNG)에 의하여 냉각될 수 있다. 열교환기(121)에서 제1 냉매는 -100deg.C 내지 -150deg.C까지 냉각될 수 있다.The liquefied natural gas fed to the heat exchanger 121 may have a temperature of about -150 deg. C to about -168 deg. C, a pressure of 100 bar. A first refrigerant line 123 connected to the chiller 150 may be connected to the heat exchanger 121. The first refrigerant may be cooled by liquefied natural gas (LNG) after passing cold heat to the chiller 150 by the first refrigerant line 123 and then flowing into the first heat exchanger 121. In the heat exchanger 121, the first refrigerant may be cooled to -100 deg. C to -150 deg. C.

액화된 천연 가스의 공급이 중단되는 경우 제1 냉매의 온도가 상승하면 제1 냉매의 부피가 증가하여 제1 냉매 라인(123)의 압력이 과다하게 증가할 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해서 제1 냉매 라인(123)에는 저장부(160)가 연결 설치될 수 있다.When the supply of liquefied natural gas is stopped, the volume of the first refrigerant increases and the pressure of the first refrigerant line 123 may increase excessively when the temperature of the first refrigerant rises. In order to solve this problem, the first refrigerant line 123 may be connected to the storage unit 160.

저장부(160)는 제1 냉매 라인(123)의 압력이 기준 압력보다 증가하는 경우 제1 냉매 라인(123)에서 배출되는 냉매를 저장하고, 제1 냉매 라인(123)의 압력이 기준 압력보다 낮은 경우 제1 냉매 라인(123)으로 냉매를 공급한다. 이를 위해서 저장부(160)와 제1 냉매 라인(123) 사이에는 냉매의 출입을 위한 관이 설치될 수 있으며, 관에는 밸브 및 펌프가 설치될 수 있다.The storage unit 160 stores the refrigerant discharged from the first refrigerant line 123 when the pressure of the first refrigerant line 123 is higher than the reference pressure, And supplies the refrigerant to the first refrigerant line 123 when it is low. For this purpose, a pipe for entering and exiting the coolant may be installed between the storage unit 160 and the first refrigerant line 123, and a valve and a pump may be installed in the pipe.

칠러(150)에는 제1 냉매 라인(123)과 제2 냉매 라인(124)이 연결 설치되며, 제2 냉매 라인(124)은 칠러(150)와 포집 쿨러(141)에 연결 설치되어 제2 냉매를 이송한다. 칠러(150)는 제2 냉매 라인(124)에 연결 설치되어 제2 냉매를 압축하는 압축기(151)와 압축된 제2 냉매를 냉각시키는 응축기(152), 응축된 제2 냉매를 팽창시키는 팽창부를 포함할 수 있다. 여기서 팽창부는 팽창 밸브(153)로 이루어질 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.The first refrigerant line 123 and the second refrigerant line 124 are connected to the chiller 150 and the second refrigerant line 124 is connected to the chiller 150 and the collecting cooler 141, . The chiller 150 includes a compressor 151 connected to the second refrigerant line 124 for compressing the second refrigerant, a condenser 152 for cooling the compressed second refrigerant, an expansion unit for expanding the condensed second refrigerant, . Here, the expansion part may include the expansion valve 153, but the present invention is not limited thereto.

응축기(152)는 제2 냉매 라인(124)과 제1 냉매 라인(123)의 열 교환에 의하여 제2 냉매 라인(124)을 따라 이동하는 제2 냉매를 냉각하며 압축기(151)와 팽창 밸브(153) 사이에 설치된다. 압축기(151)는 제2 냉매를 압축하며 압축된 제2 냉매의 온도는 상승한다. 압축된 제2 냉매는 응축기(152)에서 냉각되어 팽창부로 전달되며 팽창 밸브(153)에서 체적이 증가하는 제2 냉매는 더욱 냉각되어 포집 쿨러(141)로 전달될 수 있다. The condenser 152 cools the second refrigerant moving along the second refrigerant line 124 by heat exchange between the second refrigerant line 124 and the first refrigerant line 123 and the compressor 151 and the expansion valve 153, respectively. The compressor 151 compresses the second refrigerant and the temperature of the compressed second refrigerant rises. The compressed second refrigerant may be cooled in the condenser 152 and transferred to the expansion unit, and the second refrigerant whose volume increases in the expansion valve 153 may be further cooled and transferred to the collecting cooler 141.

본 제1 실시예에 따른 이산화탄소 포집 장치(100)는 포집 쿨러(141)에서 배출되는 플루 가스의 온도를 측정하는 온도 센서(181)와 온도 센서(181)에서 정보를 전달받아 압축기(151)를 제어하는 압축 제어기(182)를 더 포함할 수 있다. 압축 제어기(182)는 가변속 드라이브(VFD, Variable Frequency Drive)로 이루어질 수 있으며, 압축 제어기(182)는 플루 가스의 온도가 기 설정된 기준 온도보다 높으면 압축기(151)를 제어하여 압축률을 증가시키고, 플루 가스의 온도가 기 설정된 기준 온도보다 낮으면 압축기를 제어하여 압축률을 감소시킬 수 있다.The carbon dioxide collecting apparatus 100 according to the first embodiment receives information from a temperature sensor 181 and a temperature sensor 181 that measure the temperature of the flu gas discharged from the collecting cooler 141, (Not shown). The compression controller 182 may comprise a variable frequency drive (VFD), and the compression controller 182 may control the compressor 151 to increase the compression rate if the temperature of the flu gas is higher than a predetermined reference temperature, If the temperature of the gas is lower than a predetermined reference temperature, the compressor can be controlled to reduce the compression rate.

칠러(150)에서 배출되는 제2 냉매는 -100deg.C 내지 -200deg.C로 이루어질 수 있다. 열교환기(121)에서 배출되는 제1 냉매는 제1 온도를 갖고, 칠러(150)에서 배출되는 제2 냉매는 제2 온도를 갖는바, 제2 온도의 절대치는 제1 온도의 절대치의 1.2배 내지 2배로 이루어질 수 있다.The second refrigerant discharged from the chiller 150 may be -100 deg. C to -200 deg. C. The first refrigerant discharged from the heat exchanger 121 has a first temperature and the second refrigerant discharged from the chiller 150 has a second temperature. The absolute value of the second temperature is 1.2 times the absolute value of the first temperature To 2 times.

도 2에 도시된 바와 같이, 냉매인 질소는 삼중점이 34bar, -147deg.C이며, 0deg.C와 -120deg.C에서서 비열(Cp)의 차이가 약 3배정도 발생한다. 이와 같이 냉매는 극저온에서 물성치가 급격하게 변하므로 냉매의 온도를 극저온으로 냉각시키는 것이 쉽지 않다. 즉 열교환기의 크기가 증가하더라도 질소는 LNG 냉열에 가까운 -150deg.C 수준으로 냉각되지 않고, -120deg.C 수준으로 냉각된다. 이산화탄소 포집을 위해서는 -150deg.C로 냉각된 냉매가 필요한데, 본 제1 실시예와 같이 칠러(150)를 구비하면 냉매를 -150deg.C 이하로 냉각시킬 수 있다.As shown in FIG. 2, the nitrogen of the refrigerant has a triple point of 34 bar, -147 deg. C, and the difference of the specific heat (Cp) at 0 deg. C and -120 deg. C occurs about three times. As described above, since the physical properties of the refrigerant change abruptly at a very low temperature, it is not easy to cool the temperature of the refrigerant to a very low temperature. That is, even if the size of the heat exchanger increases, the nitrogen is not cooled to the level of -150 deg C., which is close to that of the LNG cold, and cooled to the level of -120 deg C. In order to trap carbon dioxide, a coolant cooled to -150 deg.C is required. By providing the chiller 150 as in the first embodiment, the coolant can be cooled to -150 deg C. or less.

한편, 칠러(150)에서 배출되는 제2 냉매는 제2 냉매 라인(124)을 통해서 포집 쿨러(141)로 전달된다. 포집 쿨러(141)는 제2 냉매 라인(124)을 통해서 칠러(150)에서 배출된 제2 냉매를 공급받고, 제2 가스 라인(172)을 통해서 가스 히터(143)로부터 플루 가스를 공급받는다. 포집 쿨러(141)에서 플루 가스는 제2 냉매와의 열교환을 통해서 -0deg.C 내지 -150deg.C까지 냉각될 수 있으며, 바람직하게는 플루 가스는 -100deg.C 내지 -150deg.C로 냉각될 수 있다. Meanwhile, the second refrigerant discharged from the chiller 150 is transferred to the collecting cooler 141 through the second refrigerant line 124. The collecting cooler 141 receives the second refrigerant discharged from the chiller 150 through the second refrigerant line 124 and receives the flue gas from the gas heater 143 through the second gas line 172. In the collecting cooler 141, the flue gas may be cooled to -0.degree. C. to -150.degree. C. through heat exchange with the second refrigerant, and preferably the flue gas is cooled to -100.degree. C. to -150.degree. .

이에 따라 플루 가스에 포함된 이산화탄소는 고체 상태로 승화되어 플루 가스에서 분리되며, 플루 가스의 다른 기체들(N2, O2, Ar)은 기체 상태로 존재한다. 예를 들어, 플루 가스에 이산화탄소가 10% 부피비로 포함되어 있다면, 약 -100deg.C에서 이산화탄소가 고체로 승화하기 시작한다. 포집 쿨러에서 냉매의 냉열로 플루 가스의 온도가 -130deg.C가 되면, 플루 가스에는 이산화탄소가 1% 미만으로 존재한다. 따라서 이산화탄소의 제거 효율이 약 96%가 된다. As a result, the carbon dioxide contained in the flue gas is sublimated into a solid state and separated from the flue gas, and other gases (N 2 , O 2 , Ar) of the flue gas are present in a gaseous state. For example, if the flue gas contains carbon dioxide in a 10% volume ratio, at about -100 deg.C, the carbon dioxide begins to subside. When the temperature of the flue gas reaches -130 deg.C with the coolant of the refrigerant in the trap cooler, the flue gas contains less than 1% of carbon dioxide. Therefore, the removal efficiency of carbon dioxide is about 96%.

만약 플루 가스에 이산화탄소가 4% 부피비로 포함되어 있다면, 약 -110deg.C에서 이산화탄소가 고체로 승화하기 시작한다. 포집 쿨러에서 통과하면서 플루 가스의 온도가 -130deg.C가 되면, 플루 가스에는 이산화탄소가 1% 미만으로 존재한다. 따라서 이산화탄소의 제거 효율이 약 90%가 된다. If flue gas contains carbon dioxide in a 4% volume ratio, carbon dioxide begins to subside in solid at about -110 deg. C. If the temperature of the flue gas is -130 deg. C while passing through the collecting cooler, the flue gas contains less than 1% of carbon dioxide. Therefore, the removal efficiency of carbon dioxide is about 90%.

발전 설비에서 배출된 플루 가스는 대기압이며, 약 100deg.C 온도이다. 플루 가스에는 4 ~15%의 이산화탄소가 존재하며, 이산화탄소의 분압은 0.04 ~ 0.15기압이다. The flue gas discharged from the power plant is at atmospheric pressure and is at a temperature of about 100 deg C. The flue gas contains 4 to 15% of carbon dioxide and the partial pressure of carbon dioxide is 0.04 to 0.15 atm.

플루 가스는 가스 히터(143), 포집 쿨러(141)를 거쳐서 냉각되며, 포집 쿨러(141)에서 냉각된 플루 가스는 가스 히터(143)에서 가열되어 정화 장치로 공급되거나 외부로 배출된다.The flue gas is cooled through the gas heater 143 and the collecting cooler 141. The flu gas cooled by the collecting cooler 141 is heated by the gas heater 143 and supplied to the purifier or discharged to the outside.

가스 히터(143)는 발전 설비(110)에서 배출된 고온의 플루 가스를 이용하여 포집 쿨러(141)에서 배출된 극저온의 플루 가스를 열 교환으로 가열하고, 발전 설비(110)에서 배출된 플루 가스를 냉각한다. 이를 위해서 가스 히터(143)에는 발전 설비(110)에서 배출되는 플루 가스가 공급되는 제1 가스 라인(171)과 포집 쿨러(141)에서 저온의 플루 가스가 전달되는 제3 가스 라인(174)이 연결 설치되어 있다.The gas heater 143 heats the extremely low temperature flue gas discharged from the collecting cooler 141 by heat exchange using the high temperature flue gas discharged from the power generation facility 110 and the flue gas discharged from the power generation facility 110 . To this end, the gas heater 143 is provided with a first gas line 171 for supplying the flue gas discharged from the power generation facility 110 and a third gas line 174 for delivering the low-temperature flue gas to the collecting cooler 141 Connected is installed.

포집 쿨러(141)에서 플루 가스는 이산화탄소의 포집을 위해서 -100deg.C 내지 -150deg.C로 냉각될 수 있는데, 이러한 플루 가스가 외부로 배출되면 환경을 파괴할 수 있다. 이에 포집 쿨러(141)에서 냉각된 플루 가스는 가스 히터(143)에서 가열된 후, 외부로 배출될 수 있다.In the collecting cooler 141, the flue gas can be cooled to -100 deg.C to -150 deg.C for capturing the carbon dioxide, which can destroy the environment if the flue gas is discharged to the outside. The flu gas cooled by the collecting cooler 141 can be heated by the gas heater 143 and then discharged to the outside.

또한, 발전 설비(110)에서 배출되는 플루 가스는 0deg.C 내지 100deg.C의 고온으로 이루어질 수 있는데, 고온의 플루 가스는 포집 쿨러(141)에서 배출된 극저온의 플루 가스와의 열 교환에 의하여 -100deg.C 내지 0deg.C로 냉각되어 제2 가스 라인(172)을 통해서 포집 쿨러(141)로 이동한다. 이 과정에서 고온의 플루 가스에 포함된 물이 응축되며, 가스 히터(143)에는 발전 설비에서 배출된 플루 가스에서 응축된 수분이 배출되는 수분 배출부(175)가 형성될 수 있다. 수분은 수분 배출 라인(176)을 통해서 얼음 상태로 배출될 수 있으며 액체 형태로 배출될 수도 있다.In addition, the flue gas discharged from the power generation facility 110 can be made to have a high temperature of 0 deg. C to 100 deg. C, and the hot flue gas can be recovered by heat exchange with the cryogenic flue gas discharged from the collecting cooler 141 Cooled to -100 deg. C to 0 deg. C, and is transferred to the collecting cooler 141 through the second gas line 172. In this process, water contained in the high-temperature flu gas is condensed, and the gas heater 143 may be provided with a water discharge portion 175 through which condensed water is discharged from the flu gas discharged from the power generation facility. Moisture can be discharged through the water discharge line 176 in an ice state or in a liquid state.

상기한 바와 같이, 본 제1 실시예에 따르면 칠러(150)가 설치되어 액화된 천연 가스를 이용하여 제1 냉매를 냉각하고, 제1 냉매와 칠러(150)를 이용하여 제2 냉매를 극저온까지 냉각시켜서 플루 가스에 포함된 이산화탄소를 효율적으로 포집할 수 있다.As described above, according to the first embodiment, the chiller 150 is installed to cool the first refrigerant using liquefied natural gas, and the second refrigerant is cooled to a very low temperature by using the first refrigerant and the chiller 150 It is possible to efficiently collect the carbon dioxide contained in the flue gas by cooling.

이하에서는 본 발명의 제1 실시예의 변형예에 따른 이산화탄소 포집 장치에 대해서 설명한다. 도 3은 본 발명의 제1 실시예의 변형예에 따른 액화 천연 가스의 냉열을 이용한 이산화탄소 포집 장치를 나타내는 블럭도이다.Hereinafter, a carbon dioxide collecting apparatus according to a modified example of the first embodiment of the present invention will be described. 3 is a block diagram showing a carbon dioxide capture device using cold natural gas of liquefied natural gas according to a modification of the first embodiment of the present invention.

본 제1 실시예의 변형예에 따른 이산화탄소 포집 장치(101)는 팽창부에 팽창 터빈(155)이 적용된다. 팽창 터빈(155)은 응축된 제2 냉매를 팽창시켜서 제2 냉매의 온도를 감소시킨다. 팽창 터빈(155)은 압축기(151)와 전달축(158)으로 연결될 수 있는바, 이에 따라 팽창 터빈(155)의 회전력이 압축기(151)로 전달되어 압축력이 더욱 향상될 수 있다. In the carbon dioxide collecting apparatus 101 according to the modification of the first embodiment, an expansion turbine 155 is applied to the expansion portion. The expansion turbine 155 inflates the condensed second refrigerant to reduce the temperature of the second refrigerant. The expansion turbine 155 may be connected to the compressor 151 and the transmission shaft 158 so that the rotational force of the expansion turbine 155 is transmitted to the compressor 151 to further enhance the compression force.

이하에서는 본 발명의 제2 실시예에 따른 이산화탄소 포집 장치에 대해서 설명한다. 도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 액화 천연 가스의 냉열을 이용한 이산화탄소 포집 장치를 개념적으로 나타내는 도면이다.Hereinafter, a carbon dioxide collecting apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 4 is a conceptual view of a carbon dioxide capture device using cold heat of liquefied natural gas according to a second embodiment of the present invention.

도 4를 참조하여 설명하면, 본 제2 실시예에 따른 이산화탄소 포집 장치(200)는 열교환기(221), 칠러(250), 포집 쿨러(241), 가스 쿨러(242), 가스 히터(243), 저장부(260)를 포함할 수 있다.4, the carbon dioxide collecting apparatus 200 according to the second embodiment includes a heat exchanger 221, a chiller 250, a collecting cooler 241, a gas cooler 242, a gas heater 243, , And a storage unit 260.

제1 냉매와 제2 냉매는 질소로 이루어질 수 있다. 또한 제1 냉매와 제2 냉매는 질소, 아르곤, 헬륨, 이산화탄소로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나로 이루어질 수 있다. 또한, 제1 냉매와 제2 냉매는 R14(CF4), R22(CHClF2), R23(CHF3), R116(C2F2), R218(C3F8)로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있다. 제1 냉매와 제2 냉매는 동일한 소재로 이루어질 수 있으며, 서로 상이한 소재로 이루어질 수도 있다.The first refrigerant and the second refrigerant may be made of nitrogen. The first refrigerant and the second refrigerant may be any one selected from the group consisting of nitrogen, argon, helium, and carbon dioxide. The first refrigerant and the second refrigerant may be any one selected from the group consisting of R14 (CF4), R22 (CHClF2), R23 (CHF3), R116 (C2F2), and R218 . The first refrigerant and the second refrigerant may be made of the same material or may be made of different materials.

열교환기(221)는 액화된 천연 가스(LNG)를 이용하여 제1 냉매를 냉각시키며, 액화된 천연 가스(LNG)는 열교환기(221)에서 재기화된다. 다만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며 액화된 천연 가스(LNG)는 열교환기(221)에서 기체 상태로 상변화되지 않고 가열만 될 수도 있다.The heat exchanger 221 cools the first refrigerant using liquefied natural gas (LNG), and the liquefied natural gas (LNG) is regenerated in the heat exchanger 221. However, the present invention is not limited thereto, and the liquefied natural gas (LNG) may be heated only in the heat exchanger 221 without being changed into a gaseous phase.

열교환기(221)에는 열교환기(221)에서 배출된 제1 냉매를 가스 쿨러(242)에 전달하는 냉매 공급 라인(223)과 가스 쿨러(242)에서 배출된 제1 냉매를 열교환기(221)로 전달하는 냉매 회수 라인(224)이 연결 설치된다. 또한, 냉매 공급 라인(223)과 냉매 회수 라인(224)에는 칠러(250)에 냉열을 공급하는 제1 열전달 라인(225)이 설치될 수 있다. The heat exchanger 221 is connected to the refrigerant supply line 223 for transferring the first refrigerant discharged from the heat exchanger 221 to the gas cooler 242 and the first refrigerant discharged from the gas cooler 242 to the heat exchanger 221, And a refrigerant recovery line 224 for delivering the refrigerant to the refrigerant pipe 224 is connected. The refrigerant supply line 223 and the refrigerant recovery line 224 may be provided with a first heat transfer line 225 for supplying cold and cold to the chiller 250.

제1 열전달 라인(225)은 냉매 공급 라인(223)으로부터 제1 냉매를 전달 받아서 칠러(250)에 냉열을 공급한 후, 냉매 회수 라인(224)으로 제1 냉매를 전달한다. 이에 따라 열교환기(221)에서 배출된 제1 냉매 중 일부는 칠러(250)에 냉열을 전달하고, 나머지 일부는 가스 쿨러(242)에 냉열을 전달할 수 있다.The first heat transfer line 225 receives the first refrigerant from the refrigerant supply line 223 and supplies the refrigerant to the chiller 250 and then transfers the first refrigerant to the refrigerant recovery line 224. Accordingly, a part of the first refrigerant discharged from the heat exchanger 221 can transmit cold heat to the chiller 250, and the remaining part can transmit cold heat to the gas cooler 242.

액화된 천연 가스의 공급이 중단되어 제1 냉매의 온도가 상승하면 제1 냉매의 부피가 증가하여 냉매 공급 라인(223)의 압력이 과다하게 증가할 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해서 냉매 공급 라인(223)에는 저장부(260)가 연결 설치될 수 있다.If the supply of the liquefied natural gas is stopped and the temperature of the first refrigerant rises, the volume of the first refrigerant may increase and the pressure of the refrigerant supply line 223 may excessively increase. In order to solve such a problem, a storage unit 260 may be connected to the refrigerant supply line 223.

저장부(260)는 냉매 공급 라인(223)의 압력이 기준 압력보다 증가하는 경우 냉매 공급 라인(223)에서 배출되는 냉매를 저장하고, 냉매 공급 라인(223)의 압력이 기준 압력보다 낮은 경우 냉매 공급 라인(223)으로 냉매를 공급한다. 이를 위해서 저장부(260)와 냉매 공급 라인(223) 사이에는 냉매 덤핑 라인(261)과 냉매 제어 라인(262)이 연결 설치될 수 있다.The storage unit 260 stores the refrigerant discharged from the refrigerant supply line 223 when the pressure of the refrigerant supply line 223 is higher than the reference pressure. When the pressure of the refrigerant supply line 223 is lower than the reference pressure, And supplies the refrigerant to the supply line 223. For this purpose, a refrigerant dumping line 261 and a refrigerant control line 262 may be connected between the storage unit 260 and the refrigerant supply line 223.

냉매 덤핑 라인(261)에는 냉매 공급 라인(223)에서 저장부(260)로 이동하는 제1 냉매를 제어하는 제1 밸브(263)가 설치되고, 냉매 제어 라인(262)에는 저장부(260)에서 냉매 공급 라인(223)으로 이동하는 제1 냉매를 제어하는 제2 밸브(264)와 제1 제어 펌프(266)가 설치될 수 있다.The refrigerant dumping line 261 is provided with a first valve 263 for controlling the first refrigerant moving from the refrigerant supply line 223 to the storage unit 260. The refrigerant control line 262 is provided with a storage unit 260, A second valve 264 and a first control pump 266 for controlling the first refrigerant moving from the first refrigerant supply line 223 to the second refrigerant supply line 223 may be provided.

냉매 공급 라인(223)에는 압력 센서(265)가 설치될 수 있는데, 액화된 천연 가스의 공급이 중단되는 등의 이유로 냉매의 온도가 상승하여 냉매 공급 라인(223)의 압력이 한계 압력보다 상승하면 제1 밸브(263)가 개방되어 냉매가 저장부(260)로 이동하며 이에 따라 냉매 공급 라인(223)의 압력은 감소한다.The refrigerant supply line 223 may be provided with a pressure sensor 265. When the temperature of the refrigerant rises and the pressure of the refrigerant supply line 223 rises above the limit pressure due to the interruption of the supply of the liquefied natural gas The first valve 263 is opened so that the refrigerant moves to the storage portion 260 and the pressure of the refrigerant supply line 223 decreases accordingly.

또한, 냉매 공급 라인(223)의 압력이 한계 압력보다 낮으면 제2 밸브(264)가 개방되고 펌프 제어기(267)에 의하여 제1 제어 펌프(266)가 가동되어 저장부(260)에서 냉매 공급 라인(223)으로 냉매가 공급된다. When the pressure in the refrigerant supply line 223 is lower than the limit pressure, the second valve 264 is opened and the first control pump 266 is operated by the pump controller 267 to supply the refrigerant in the reservoir 260 The refrigerant is supplied to the line 223.

칠러(250)에는 제1 열전달 라인(225)과 칠링 라인(256)이 연결 설치되며, 칠링 라인(256)은 칠러(250)와 포집 쿨러(241)에 연결 설치되어 제2 냉매를 이송한다. 칠러(250)는 칠링 라인(256)에 연결 설치되어 제2 냉매를 압축하는 압축기(251)와 압축된 제2 냉매를 냉각시키는 응축기(252), 응축된 제2 냉매를 팽창시키는 팽창부를 포함할 수 있다. 여기서 팽창부는 팽창 밸브(253)로 이루어질 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.The chiller 250 is connected to the first heat transfer line 225 and the chilling line 256 and the chiller line 256 is connected to the chiller 250 and the collecting cooler 241 to transfer the second refrigerant. The chiller 250 includes a compressor 251 connected to the chilling line 256 for compressing the second refrigerant, a condenser 252 for cooling the compressed second refrigerant, and an expansion unit for expanding the condensed second refrigerant . Here, the expansion part may include the expansion valve 253, but the present invention is not limited thereto.

칠링 라인(256)에는 칠러(250)에서 배출되는 제2 냉매의 온도를 측정하는 온도 센서(258)가 설치되고, 제1 열전달 라인(225)에는 제1 열전달 라인(225)을 통해서 이동하는 제1 냉매의 유량을 조절하는 유량 제어 밸브(259)가 설치된다. 유량 제어 밸브(259)는 온도 센서(258)와 연결되어 온도 센서(258)로부터 측정된 온도 정보를 전달 받는다. 유량 제어 밸브(259)는 온도 센서(258)에서 측정된 온도가 기준 온도보다 높은 경우, 제1 냉매의 유량을 증가시키고, 온도 센서(258)에서 측정된 온도가 기준 온도보다 낮은 경우, 제1 냉매의 유량을 감소시킬 수 있다. The chiller line 256 is provided with a temperature sensor 258 for measuring the temperature of the second refrigerant discharged from the chiller 250. The first heat transfer line 225 is connected to the first heat transfer line 225, A flow control valve 259 for controlling the flow rate of the refrigerant is installed. The flow control valve 259 is connected to the temperature sensor 258 and receives the measured temperature information from the temperature sensor 258. The flow control valve 259 increases the flow rate of the first refrigerant when the temperature measured by the temperature sensor 258 is higher than the reference temperature and when the temperature measured by the temperature sensor 258 is lower than the reference temperature, The flow rate of the refrigerant can be reduced.

응축기(252)는 제1 열전달 라인(225)과 칠링 라인(256)의 열 교환에 의하여 칠링 라인(256)을 따라 이동하는 제2 냉매를 냉각하며 압축기(251)와 팽창 밸브(253) 사이에 설치된다. 압축기(251)는 제2 냉매를 압축하며 압축된 제2 냉매의 온도는 상승한다. 압축된 제2 냉매는 응축기(252)에서 냉각되어 팽창부로 전달되며 팽창 밸브(253)에서 체적이 증가하는 제2 냉매는 더욱 냉각되어 포집 쿨러(241)로 전달될 수 있다. The condenser 252 cools the second refrigerant moving along the chilling line 256 by heat exchange between the first heat transfer line 225 and the chilling line 256 and the second refrigerant flowing between the compressor 251 and the expansion valve 253 Respectively. The compressor 251 compresses the second refrigerant and the temperature of the compressed second refrigerant rises. The compressed second refrigerant is cooled in the condenser 252 and transferred to the expansion unit. The second refrigerant whose volume is increased in the expansion valve 253 may be further cooled and transferred to the collecting cooler 241.

본 제2 실시예에 따른 이산화탄소 포집 장치(200)는 포집 쿨러(241)에서 배출되는 플루 가스의 온도를 측정하는 제1 온도 센서(282)와 제1 온도 센서(282)에서 정보를 전달받아 압축기(251)를 제어하는 제1 압축 제어기(254)를 더 포함할 수 있다. 제1 압축 제어기(254)는 가변속 드라이브(VFD, Variable Frequency Drive)로 이루어질 수 있으며, 제1 압축 제어기(254)는 플루 가스의 온도가 기 설정된 기준 온도보다 높으면 압축기(251)를 제어하여 압축률을 증가시키고, 플루 가스의 온도가 기 설정된 기준 온도보다 낮으면 압축기를 제어하여 압축률을 감소시킬 수 있다.The carbon dioxide trapping apparatus 200 according to the second embodiment receives information from the first temperature sensor 282 and the first temperature sensor 282 that measure the temperature of the flue gas discharged from the trapping cooler 241, And a first compression controller 254 for controlling the first compression controller 251. The first compression controller 254 may comprise a variable speed drive (VFD), and the first compression controller 254 may control the compressor 251 if the temperature of the flu gas is higher than a preset reference temperature, And when the temperature of the flue gas is lower than a predetermined reference temperature, the compressor can be controlled to reduce the compression rate.

칠러(250)에서 배출되는 제2 냉매는 -100deg.C 내지 -200deg.C로 이루어질 수 있다. 열교환기(221)에서 배출되는 제1 냉매는 제1 온도를 갖고, 칠러(250)에서 배출되는 제2 냉매는 제2 온도를 갖는바, 제2 온도의 절대치는 제1 온도의 절대치의 1.2배 내지 2배로 이루어질 수 있다.The second refrigerant discharged from the chiller 250 may be -100 deg. C to -200 deg. C. The first refrigerant discharged from the heat exchanger 221 has a first temperature and the second refrigerant discharged from the chiller 250 has a second temperature. The absolute value of the second temperature is 1.2 times the absolute value of the first temperature To 2 times.

이하에서는 플루 가스의 흐름을 중심으로 설명한다.Hereinafter, the flow of the flue gas will be mainly described.

발전 설비(210)에서 배출된 플루 가스는 대기압이며, 약 100deg.C 온도이다. 플루 가스에는 4 ~15%의 이산화탄소가 존재하며, 이산화탄소의 분압은 0.04 ~ 0.15기압이다. 플루 가스는 가스 히터(243), 가스 쿨러(242), 포집 쿨러(241)를 거쳐서 냉각되며, 포집 쿨러(241)에서 냉각된 플루 가스는 가스 히터(243)에서 가열되어 정화 장치로 공급되거나 외부로 배출된다.The flue gas discharged from power generation facility 210 is at atmospheric pressure and is at a temperature of about 100 deg C. The flue gas contains 4 to 15% of carbon dioxide and the partial pressure of carbon dioxide is 0.04 to 0.15 atm. The flue gas is cooled through the gas heater 243, the gas cooler 242 and the collecting cooler 241. The flu gas cooled by the collecting cooler 241 is heated by the gas heater 243 and supplied to the purifying device, .

가스 히터(243)는 발전 설비(210)에서 배출된 고온의 플루 가스를 이용하여 포집 쿨러(241)에서 배출된 극저온의 플루 가스를 열 교환으로 가열하고, 발전 설비(210)에서 배출된 플루 가스를 냉각한다. 이를 위해서 가스 히터(243)에는 발전 설비(210)에서 배출되는 플루 가스가 공급되는 제1 가스 라인(271)과 포집 쿨러(241)에서 저온의 플루 가스가 전달되는 제4 가스 라인(274)이 연결 설치되어 있다.The gas heater 243 heats the extremely low temperature flue gas discharged from the collecting cooler 241 by heat exchange using the high temperature flue gas discharged from the power generation facility 210 and the flue gas discharged from the power generation facility 210 . To this end, the gas heater 243 is provided with a first gas line 271 for supplying the flue gas discharged from the power generation facility 210 and a fourth gas line 274 for delivering the low-temperature flue gas to the collecting cooler 241 Connected is installed.

가스 히터(243)에서 냉각된 플루 가스는 제2 가스 라인(272)을 매개로 가스 쿨러(242)로 공급되는데, 가스 쿨러(242)는 열교환기(221)에서 전달된 제1 냉매를 이용하여 가스 히터(243)에서 냉각된 플루 가스를 냉각한다. 이에 따라 플루 가스 포집 쿨러(241)로 유입되기 전에 가스 쿨러(242)에서 냉각될 수 있다.The flue gas cooled in the gas heater 243 is supplied to the gas cooler 242 via the second gas line 272. The gas cooler 242 uses the first refrigerant delivered from the heat exchanger 221 And cools the flu gas cooled by the gas heater (243). So that it can be cooled in the gas cooler 242 before flowing into the flue gas collecting cooler 241.

가스 쿨러(242)에는 냉매 공급 라인(223)과 냉매 회수 라인(224)이 연결 설치된다. 가스 쿨러(242)에서 플루 가스는 2차로 냉각되며 -100deg.C 내지 0deg.C로 냉각될 수 있다. 가스 쿨러(242)에서 냉각된 플루 가스는 제3 가스 라인(273)을 매개로 포집 쿨러(241)로 전달될 수 있다.A coolant supply line 223 and a coolant recovery line 224 are connected to the gas cooler 242. In the gas cooler 242, the flue gas is secondarily cooled and can be cooled to -100 deg.C to 0 deg.C. The flue gas cooled in the gas cooler 242 can be transferred to the collecting cooler 241 via the third gas line 273.

이산화탄소 포집 장치(200)는 냉매 공급 라인(223)에 설치되어 제1 냉매의 이동을 제어하는 메인 압축기(226), 가스 쿨러(242)에서 배출되는 플루 가스의 온도의 측정하는 메인 온도 센서(281), 메인 온도 센서(281)에서 정보를 전달받아 메인 압축기(226)의 작동을 제어하는 메인 압축 제어기(227)를 더 포함할 수 있다.The carbon dioxide collecting apparatus 200 includes a main compressor 226 installed in the refrigerant supply line 223 for controlling the movement of the first refrigerant, a main temperature sensor 281 for measuring the temperature of the flue gas discharged from the gas cooler 242 And a main compression controller 227 for receiving information from the main temperature sensor 281 and controlling the operation of the main compressor 226.

메인 압축 제어기(227)는 가변속 드라이브(VFD, Variable Frequency Drive)로 이루어질 수 있으며, 메인 압축 제어기(227)는 플루 가스의 온도가 기 설정된 기준 온도보다 높으면 메인 압축기(226)를 제어하여 압축률을 증가시키고, 플루 가스의 온도가 기 설정된 기준 온도보다 낮으면 메인 압축기(226)를 제어하여 압축률을 감소시킬 수 있다.The main compression controller 227 may comprise a variable speed drive (VFD), and the main compression controller 227 may control the main compressor 226 to increase the compression rate if the temperature of the flu gas is higher than a predetermined reference temperature And if the temperature of the flue gas is lower than a preset reference temperature, the main compressor 226 may be controlled to reduce the compression rate.

한편, 칠러(250)에서 배출되는 제2 냉매는 칠링 라인(256)을 통해서 포집 쿨러(241)로 전달된다. 포집 쿨러(241)는 제3 가스 라인(273)을 통해서 가스 쿨러(242)로부터 플루 가스를 공급받는다. 포집 쿨러(241)에서 플루 가스는 제2 냉매와의 열교환을 통해서 -0deg.C 내지 -150deg.C까지 냉각될 수 있으며, 바람직하게는 플루 가스는 -100deg.C 내지 -150deg.C로 냉각될 수 있다. Meanwhile, the second refrigerant discharged from the chiller 250 is transferred to the collecting cooler 241 through the chilling line 256. The collecting cooler 241 receives the flue gas from the gas cooler 242 through the third gas line 273. In the collecting cooler 241, the flue gas can be cooled to -0 deg. C to -150 deg. C through heat exchange with the second refrigerant, and preferably the flue gas is cooled to -100 deg. C to -150 deg. C .

이에 따라 플루 가스에 포함된 이산화탄소는 고체 상태로 승화되어 플루 가스에서 분리되며, 플루 가스의 다른 기체들(N2, O2, Ar)은 기체 상태로 존재한다. As a result, the carbon dioxide contained in the flue gas is sublimated into a solid state and separated from the flue gas, and other gases (N 2 , O 2 , Ar) of the flue gas are present in a gaseous state.

상기한 바와 같이, 본 제2 실시예에 따르면 가스 쿨러(242)가 설치되어 플루 가스가 가스 히터(243), 가스 쿨러(242), 및 포집 쿨러(241)에서 3단계로 냉각될 수 있으며, 칠러(250)에 의하여 더욱 냉각된 제2 냉매에 의하여 이산화탄소의 포집 효율이 향상될 수 있다.As described above, according to the second embodiment, the gas cooler 242 is installed, and the flue gas can be cooled in three stages by the gas heater 243, the gas cooler 242, and the collecting cooler 241, The second refrigerant further cooled by the chiller 250 can improve the collection efficiency of carbon dioxide.

이하에서는 본 발명의 제2 실시예의 변형예에 따른 이산화탄소 포집 장치에 대해서 설명한다. 도 5는 본 발명의 제2 실시예의 변형예에 따른 액화 천연 가스의 냉열을 이용한 이산화탄소 포집 장치를 나타내는 블럭도이다.Hereinafter, a carbon dioxide collecting apparatus according to a modified example of the second embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 is a block diagram showing a carbon dioxide capturing apparatus using cold natural gas of liquefied natural gas according to a modified example of the second embodiment of the present invention.

본 제2 실시예의 변형예에 따른 이산화탄소 포집 장치(201)는 팽창부에 팽창 터빈(255)이 적용된다. 팽창 터빈(255)은 응축된 제2 냉매를 팽창시켜서 제2 냉매의 온도를 감소시킨다. 팽창 터빈(255)은 압축기(251)와 전달축(258)으로 연결될 수 있는바, 이에 따라 팽창 터빈(255)의 회전력이 압축기(251)로 전달되어 압축력이 더욱 향상될 수 있다. In the carbon dioxide capture device 201 according to the modification of the second embodiment, an expansion turbine 255 is applied to the expansion part. The expansion turbine (255) expands the condensed second refrigerant to reduce the temperature of the second refrigerant. The expansion turbine 255 can be connected to the compressor 251 and the transmission shaft 258 so that the rotational force of the expansion turbine 255 is transmitted to the compressor 251 so that the compression force can be further improved.

이하에서는 본 발명의 제3 실시예에 따른 이용한 이산화탄소 포집 장치에 대해서 설명한다. 도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 액화 천연 가스의 냉열을 이용한 이산화탄소 포집 장치를 나타내는 블럭도이다.Hereinafter, a carbon dioxide collecting apparatus according to a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 6 is a block diagram illustrating a carbon dioxide capture device using liquefied natural gas using cold heat according to a third embodiment of the present invention.

본 제3 실시예에 따른 이산화탄소 포집 장치(300)는 칠러(350)를 제외하고는 상기한 제2 실시예에 따른 이산화탄소 포집 장치와 동일한 구조로 이루어지는 바, 동일한 구성에 대한 중복 설명은 생략한다.The carbon dioxide collecting apparatus 300 according to the third embodiment has the same structure as that of the carbon dioxide collecting apparatus according to the second embodiment except for the chiller 350, and a duplicate description of the same constitution will be omitted.

본 제3 실시예에 따른 이산화탄소 포집 장치(300)는 열교환기(321), 칠러(350), 포집 쿨러(341), 가스 쿨러(342), 가스 히터(343)를 포함할 수 있다.The carbon dioxide collecting apparatus 300 according to the third embodiment may include a heat exchanger 321, a chiller 350, a collecting cooler 341, a gas cooler 342, and a gas heater 343.

열교환기(321)에는 열교환기(321)에서 배출된 제1 냉매를 가스 쿨러(342)에 전달하는 냉매 공급 라인(323)과 가스 쿨러(342)에서 배출된 제1 냉매를 열교환기(321)로 전달하는 냉매 회수 라인(324)이 연결 설치된다. 또한, 냉매 공급 라인(323)과 냉매 회수 라인(324)에는 칠러(350)에 냉열을 공급하는 제1 열전달 라인(325)과 제2 열전달 라인(326)이 설치될 수 있다. The heat exchanger 321 is connected to the refrigerant supply line 323 for transferring the first refrigerant discharged from the heat exchanger 321 to the gas cooler 342 and the first refrigerant discharged from the gas cooler 342 to the heat exchanger 321, And a refrigerant recovery line 324 for transferring the refrigerant to the refrigerant recovery line 324. The refrigerant supply line 323 and the refrigerant recovery line 324 may be provided with a first heat transfer line 325 and a second heat transfer line 326 for supplying the coolant to the chiller 350.

칠러(350)에는 제1 열전달 라인(325), 제2 열전달 라인(326), 및 칠링 라인(370)이 연결 설치되며, 칠링 라인(370)은 칠러(350)와 포집 쿨러(341)에 연결 설치되어 제2 냉매를 이송한다. 칠러(350)는 칠링 라인(370)에 연결 설치되어 제2 냉매를 압축하는 제1 압축기(351)와 압축된 제2 냉매를 냉각시키는 재1 응축기(352), 재1 응축기(352)에서 응축된 제2 냉매를 다시 압축하는 제2 압축기(354), 제2 압축기(354)에서 압축된 제2 냉매를 응축하는 제2 응축기(355), 제2 응축기(355)에서 배출되는 제2 냉매를 팽창시키는 팽창부를 포함할 수 있다. 여기서 팽창부는 팽창 밸브(353)로 이루어질 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.The chiller 350 is connected to the first heat transfer line 325, the second heat transfer line 326 and the chilling line 370. The chiller line 370 is connected to the chiller 350 and the collecting cooler 341 And transports the second refrigerant. The chiller 350 is connected to the chilling line 370 and is connected to the first compressor 351 for compressing the second refrigerant and the ash condenser 352 for cooling the compressed second refrigerant, A second condenser 355 for condensing the second refrigerant compressed by the second compressor 354, a second condenser 355 for condensing the second refrigerant discharged from the second condenser 355, And may include an expanding portion that expands. Here, the expansion part may be composed of the expansion valve 353, but the present invention is not limited thereto.

제1 열전달 라인(325)은 냉매 공급 라인(323)으로부터 제1 냉매를 전달 받아 냉열을 칠러(350)에 전달하고 제1 냉매를 냉매 회수 라인(324)으로 전달한다. 제1 응축기(352)는 제1 열전달 라인(325)과 칠링 라인(370)의 열 교환에 의하여 칠링 라인(370)을 따라 이동하는 제2 냉매를 냉각하며 제1 압축기(351)와 제2 압축기(354) 사이에 설치된다.The first heat transfer line 325 receives the first refrigerant from the refrigerant supply line 323, transfers the cold heat to the chiller 350, and transfers the first refrigerant to the refrigerant recovery line 324. The first condenser 352 cools the second refrigerant moving along the chilling line 370 by the heat exchange between the first heat transfer line 325 and the chilling line 370, (354).

제2 열전달 라인(326)은 냉매 공급 라인(323)으로부터 제1 냉매를 전달 받아 냉열을 칠러(350)에 전달하고 제1 냉매를 냉매 회수 라인(324)으로 전달한다. 제2 응축기(352)는 제2 열전달 라인(326)과 칠링 라인(370)의 열 교환에 의하여 칠링 라인(370)을 따라 이동하는 제2 냉매를 냉각하며 제2 압축기(354)와 팽창 밸브(353) 사이에 설치된다. The second heat transfer line 326 receives the first refrigerant from the refrigerant supply line 323, transfers the cold heat to the chiller 350, and transfers the first refrigerant to the refrigerant recovery line 324. The second condenser 352 cools the second refrigerant moving along the chilling line 370 by heat exchange between the second heat transfer line 326 and the chilling line 370 and the second compressor 354 and the expansion valve 353).

가스 히터(343)는 발전 설비(310)에서 배출된 고온의 플루 가스를 이용하여 포집 쿨러(341)에서 배출된 극저온의 플루 가스를 열 교환으로 가열하고, 발전 설비(310)에서 배출된 플루 가스를 냉각한다. 이를 위해서 가스 히터(343)에는 제1 가스 라인(371)과 제4 가스 라인(374)이 연결 설치되어 있다. 가스 히터(343)에서 냉각된 플루 가스는 제2 가스 라인(372)을 매개로 가스 쿨러(342)로 공급된다.The gas heater 343 heats the extremely low temperature flue gas discharged from the collecting cooler 341 by heat exchange using the high temperature flue gas discharged from the power generation facility 310 and the flue gas discharged from the power generation facility 310 . To this end, a first gas line 371 and a fourth gas line 374 are connected to the gas heater 343. The flue gas cooled in the gas heater 343 is supplied to the gas cooler 342 via the second gas line 372.

가스 쿨러(342)에는 냉매 공급 라인(323)과 냉매 회수 라인(324)이 연결 설치된다. 가스 쿨러(342)에서 냉각된 플루 가스는 제3 가스 라인(373)을 매개로 포집 쿨러(341)로 전달될 수 있다.The refrigerant supply line 323 and the refrigerant recovery line 324 are connected to the gas cooler 342. The flue gas cooled in the gas cooler 342 can be transferred to the collecting cooler 341 through the third gas line 373.

한편, 칠러(350)에서 배출되는 제2 냉매는 칠링 라인(370)을 통해서 포집 쿨러(341)로 전달된다. 포집 쿨러(341)에서 플루 가스는 제2 냉매와의 열교환을 통해서 극저온으로 냉각될 수 있으며, 이에 따라 플루 가스에 포함된 이산화탄소는 고체 상태로 승화되어 플루 가스에서 분리된다. Meanwhile, the second refrigerant discharged from the chiller 350 is transferred to the collecting cooler 341 through the chilling line 370. In the collecting cooler 341, the flue gas can be cooled to a cryogenic temperature through heat exchange with the second refrigerant, so that the carbon dioxide contained in the flue gas is sublimated into a solid state and separated from the flue gas.

상기한 바와 같이, 본 제3 실시예에 따르면 제2 냉매는 칠러(350) 내부에서 2번의 압축과 응축 과정을 거치되므로 제2 냉매가 극저온으로 보다 용이하게 냉각될 수 있다.As described above, according to the third embodiment, since the second refrigerant is subjected to two compression and condensation processes in the chiller 350, the second refrigerant can be cooled more easily at a cryogenic temperature.

이하에서는 본 발명의 제4 실시예에 따른 이용한 이산화탄소 포집 장치에 대해서 설명한다. 도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 액화 천연 가스의 냉열을 이용한 이산화탄소 포집 장치를 나타내는 블럭도이다.Hereinafter, a carbon dioxide collecting apparatus according to a fourth embodiment of the present invention will be described. FIG. 7 is a block diagram showing a carbon dioxide capturing apparatus using cold liquefied natural gas according to a fourth embodiment of the present invention.

본 제4 실시예에 따른 이산화탄소 포집 장치(400)는 칠러(450)를 제외하고는 상기한 제2 실시예에 따른 이산화탄소 포집 장치와 동일한 구조로 이루어지는 바, 동일한 구성에 대한 중복 설명은 생략한다.The carbon dioxide collecting apparatus 400 according to the fourth embodiment has the same structure as that of the carbon dioxide collecting apparatus according to the second embodiment except for the chiller 450, and a duplicate description of the same constitution will be omitted.

본 제3 실시예에 따른 이산화탄소 포집 장치(400)는 열교환기(421), 칠러(450), 포집 쿨러(441), 가스 쿨러(442), 가스 히터(443)를 포함할 수 있다.The carbon dioxide collecting apparatus 400 according to the third embodiment may include a heat exchanger 421, a chiller 450, a collecting cooler 441, a gas cooler 442, and a gas heater 443.

열교환기(421)에는 열교환기(421)에서 배출된 제1 냉매를 가스 쿨러(442)에 전달하는 냉매 공급 라인(423)과 가스 쿨러(442)에서 배출된 제1 냉매를 열교환기(421)로 전달하는 냉매 회수 라인(424)이 연결 설치된다. 또한, 냉매 공급 라인(423)과 냉매 회수 라인(424)에는 칠러(450)에 냉열을 공급하는 제1 열전달 라인(425), 제2 열전달 라인(426), 및 제3 열전달 라인(427)이 설치될 수 있다. The heat exchanger 421 is connected to the refrigerant supply line 423 for transferring the first refrigerant discharged from the heat exchanger 421 to the gas cooler 442 and the first refrigerant discharged from the gas cooler 442 to the heat exchanger 421, And a refrigerant recovery line 424 for transferring the refrigerant to the refrigerant circulation line 424. The first heat transfer line 425, the second heat transfer line 426, and the third heat transfer line 427 that supply the coolant to the chiller 450 are connected to the refrigerant supply line 423 and the refrigerant recovery line 424, Can be installed.

칠러(450)에는 제1 열전달 라인(425), 제2 열전달 라인(426), 제3 열전달 라인(427), 및 칠링 라인(470)이 연결 설치되며, 칠링 라인(470)은 칠러(450)와 포집 쿨러(441)에 연결 설치되어 제2 냉매를 이송한다. 칠러(450)는 칠링 라인(470)에 연결 설치되어 제2 냉매를 압축하는 제1 압축기(451)와 압축된 제2 냉매를 냉각시키는 재1 응축기(452), 재1 응축기(452)에서 응축된 제2 냉매를 다시 압축하는 제2 압축기(454), 제2 압축기(454)에서 압축된 제2 냉매를 응축하는 제2 응축기(455), 재2 응축기(455)에서 응축된 제2 냉매를 다시 압축하는 제3 압축기(456), 제3 압축기(456)에서 압축된 제2 냉매를 응축하는 제3 응축기(457), 제3 응축기(457)에서 배출되는 제2 냉매를 팽창시키는 팽창부를 포함할 수 있다. 여기서 팽창부는 팽창 밸브(453)로 이루어질 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.The chiller 450 is connected to the first heat transfer line 425, the second heat transfer line 426, the third heat transfer line 427 and the chilling line 470. The chiller line 470 is connected to the chiller 450, And collecting cooler 441 to transfer the second refrigerant. The chiller 450 is connected to the chiller line 470 and is connected to the first compressor 451 for compressing the second refrigerant, the ash condenser 452 for cooling the compressed second refrigerant, the condenser 452 for condensing A second condenser 455 for condensing the second refrigerant compressed in the second compressor 454, a second condenser 455 for condensing the second refrigerant condensed in the second condenser 455, A third condenser 457 for condensing the second refrigerant compressed by the third compressor 456, and an expansion unit for expanding the second refrigerant discharged from the third condenser 457 can do. Here, the expansion portion may include the expansion valve 453, but the present invention is not limited thereto.

제1 열전달 라인(425), 제2 열전달 라인(426), 제3 열전달 라인(427)은 냉매 공급 라인(423)으로부터 제1 냉매를 전달 받아 냉열을 칠러(450)에 전달하고 제1 냉매를 냉매 회수 라인(424)으로 전달한다. 제1 응축기(452)는 제1 열전달 라인(425)과 칠링 라인(470)의 열 교환에 의하여 칠링 라인(470)을 따라 이동하는 제2 냉매를 냉각하며 제1 압축기(451)와 제2 압축기(454) 사이에 설치된다. The first heat transfer line 425, the second heat transfer line 426 and the third heat transfer line 427 receive the first refrigerant from the refrigerant supply line 423 and transfer the cold heat to the chiller 450, To the refrigerant recovery line 424. The first condenser 452 cools the second refrigerant moving along the chilling line 470 by the heat exchange between the first heat transfer line 425 and the chilling line 470 and the first refrigerant flowing through the first compressor 451 and the second compressor 452, (454).

제2 응축기(452)는 제2 열전달 라인(426)과 칠링 라인(470)의 열 교환에 의하여 칠링 라인(470)을 따라 이동하는 제2 냉매를 냉각하며 제2 압축기(454)와 제3 압축기(456) 사이에 설치된다. 제3 응축기(457)는 제3 열전달 라인(427)과 칠링 라인(470)의 열 교환에 의하여 칠링 라인(470)을 따라 이동하는 제2 냉매를 냉각하며 제3 압축기(456)와 팽창 밸브(453) 사이에 설치된다. The second condenser 452 cools the second refrigerant traveling along the chilling line 470 by heat exchange between the second heat transfer line 426 and the chilling line 470 and the second refrigerant flowing through the second compressor 454, (456). The third condenser 457 cools the second refrigerant moving along the chilling line 470 by heat exchange between the third heat transfer line 427 and the chilling line 470 and the third refrigerant flowing through the third compressor 456 and the expansion valve 453).

가스 히터(443)는 발전 설비(410)에서 배출된 고온의 플루 가스를 이용하여 포집 쿨러(441)에서 배출된 극저온의 플루 가스를 열 교환으로 가열하고, 발전 설비(410)에서 배출된 플루 가스를 냉각한다. 이를 위해서 가스 히터(443)에는 제1 가스 라인(471)과 제4 가스 라인(474)이 연결 설치되어 있다. 가스 히터(443)에서 냉각된 플루 가스는 제2 가스 라인(472)을 매개로 가스 쿨러(442)로 공급된다.The gas heater 443 heats the extremely low temperature flue gas discharged from the collecting cooler 441 by heat exchange using the high temperature flue gas discharged from the power generation facility 410 and the flue gas discharged from the power generation facility 410 . For this purpose, a first gas line 471 and a fourth gas line 474 are connected to the gas heater 443. The flue gas cooled in the gas heater 443 is supplied to the gas cooler 442 through the second gas line 472. [

가스 쿨러(442)에는 냉매 공급 라인(423)과 냉매 회수 라인(424)이 연결 설치된다. 가스 쿨러(442)에서 냉각된 플루 가스는 제3 가스 라인(473)을 매개로 포집 쿨러(441)로 전달될 수 있다.A coolant supply line 423 and a coolant recovery line 424 are connected to the gas cooler 442. The flue gas cooled in the gas cooler 442 can be transferred to the collecting cooler 441 via the third gas line 473.

한편, 칠러(450)에서 배출되는 제2 냉매는 칠링 라인(470)을 통해서 포집 쿨러(441)로 전달된다. 포집 쿨러(441)에서 플루 가스는 제2 냉매와의 열교환을 통해서 냉각될 수 있으며, 이에 따라 플루 가스에 포함된 이산화탄소는 고체 상태로 승화되어 플루 가스에서 분리된다. Meanwhile, the second refrigerant discharged from the chiller 450 is transferred to the collecting cooler 441 through the chilling line 470. In the collecting cooler 441, the flue gas can be cooled through heat exchange with the second refrigerant, whereby the carbon dioxide contained in the flue gas is sublimated into a solid state and separated from the flue gas.

상기한 바와 같이, 본 제4 실시예에 따르면 제2 냉매는 칠러(450) 내부에서 3번의 압축과 응축 과정을 거치되므로 제2 냉매가 극저온으로 보다 용이하게 냉각될 수 있다.As described above, according to the fourth embodiment, since the second refrigerant is subjected to three compression and condensation processes in the chiller 450, the second refrigerant can be cooled more easily at a cryogenic temperature.

이하에서는 본 발명의 제5 실시예에 따른 이용한 이산화탄소 포집 장치에 대해서 설명한다. 도 8은 본 발명의 제5 실시예에 따른 액화 천연 가스의 냉열을 이용한 이산화탄소 포집 장치를 나타내는 블럭도이다.Hereinafter, a carbon dioxide capture device according to a fifth embodiment of the present invention will be described. FIG. 8 is a block diagram showing a carbon dioxide capture device using liquefied natural gas according to a fifth embodiment of the present invention.

본 제5 실시예에 따른 이산화탄소 포집 장치(500)는 칠러(550)를 제외하고는 상기한 제1 실시예에 따른 이산화탄소 포집 장치와 동일한 구조로 이루어지는 바, 동일한 구성에 대한 중복 설명은 생략한다.The carbon dioxide collecting apparatus 500 according to the fifth embodiment has the same structure as that of the carbon dioxide collecting apparatus according to the first embodiment except for the chiller 550, and a duplicate description of the same constitution will be omitted.

도 8을 참조하여 설명하면, 본 제1 실시예에 따른 이산화탄소 포집 장치(500)는 열교환기(521), 칠러(550), 포집 쿨러(541), 가스 히터(543)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 8, the carbon dioxide collecting apparatus 500 according to the first embodiment may include a heat exchanger 521, a chiller 550, a collecting cooler 541, and a gas heater 543.

열교환기(521)는 액화된 천연 가스(LNG)를 이용하여 냉매를 냉각시키며, 액화된 천연 가스(LNG)는 열교환기(521)에서 재기화된다. 열교환기(521)에는 열교환기(521)에서 배출된 냉매를 포집 쿨러(541)에 전달하는 냉매 공급 라인(523)과 포집 쿨러(541)에서 배출된 냉매를 열교환기(521)로 전달하는 냉매 회수 라인(524)이 연결 설치된다. The heat exchanger 521 cools the refrigerant using liquefied natural gas (LNG), and the liquefied natural gas (LNG) is regenerated in the heat exchanger 521. The heat exchanger 521 is connected to a refrigerant supply line 523 for transferring the refrigerant discharged from the heat exchanger 521 to the collecting cooler 541 and a refrigerant delivery line 523 for transferring the refrigerant discharged from the collecting cooler 541 to the heat exchanger 521. [ A recovery line 524 is connected.

칠러(550)는 냉매 공급 라인(523)과 냉매 회수 라인(524)에 연결 설치되며, 열 교환기(521)와 포집 쿨러(541) 사이에 위치한다. 칠러(550)는 냉매 공급 라인(523)에 설치된 압축기(551)와 냉매 회수 라인(524)에 설치된 팽창부(552)를 포함한다. The chiller 550 is connected to the refrigerant supply line 523 and the refrigerant recovery line 524 and is located between the heat exchanger 521 and the collecting cooler 541. The chiller 550 includes a compressor 551 installed in the refrigerant supply line 523 and an expansion unit 552 installed in the refrigerant recovery line 524.

압축기(551)는 냉매 공급 라인(523)에 설치되어 포집 쿨러(541)에서 배출된 냉매를 압축하여 열교환기(521)로 전달한다. 또한, 팽창부(552)는 냉매 회수 라인(524)에 설치되어 열교환기(521)에서 배출된 냉매를 팽창시켜서 온도를 낮추어 포집 쿨러(541)로 공급한다. 여기서 팽창부(552)는 팽창 밸브 또는 팽창 터빈으로 이루어질 수 있다.The compressor 551 is installed in the refrigerant supply line 523, compresses the refrigerant discharged from the collecting cooler 541, and transfers the compressed refrigerant to the heat exchanger 521. The expansion unit 552 is installed in the refrigerant recovery line 524 to expand the refrigerant discharged from the heat exchanger 521 to lower the temperature and supply the expanded refrigerant to the collection cooler 541. The expansion portion 552 may be formed of an expansion valve or an expansion turbine.

이에 따라, 본 제5 실시예에 따른 냉매는 압축기(551)에서 압축되고, 열교환기(521)에서 액화된 천연 가스로부터 냉열을 공급받아 응축되며, 팽창부(552)에서 팽창되어 극저온 상태로 포집 쿨러(541)에 공급될 수 있다.Accordingly, the refrigerant according to the fifth embodiment is compressed in the compressor 551, is supplied with cold heat from the natural gas liquefied in the heat exchanger 521, is condensed, expanded in the expansion part 552, And can be supplied to the cooler 541.

본 제5 실시예에 따른 이산화탄소 포집 장치(500)는 포집 쿨러(541)에서 배출되는 플루 가스의 온도를 측정하는 온도 센서(580)와 온도 센서(580)에서 정보를 전달받아 압축기(551)를 제어하는 압축 제어기(554)를 더 포함할 수 있다. 압축 제어기(554)는 가변속 드라이브(VFD, Variable Frequency Drive)로 이루어질 수 있으며, 압축 제어기(582)는 플루 가스의 온도가 기 설정된 기준 온도보다 높으면 압축기(551)를 제어하여 압축률을 증가시키고, 플루 가스의 온도가 기 설정된 기준 온도보다 낮으면 압축기를 제어하여 압축률을 감소시킬 수 있다.The carbon dioxide collecting apparatus 500 according to the fifth embodiment receives information from the temperature sensor 580 and the temperature sensor 580 that measure the temperature of the flu gas discharged from the collecting cooler 541 and receives the information from the compressor 551 (Not shown). The compression controller 554 may comprise a variable frequency drive (VFD), and the compression controller 582 may control the compressor 551 to increase the compression rate if the temperature of the flu gas is higher than a predetermined reference temperature, If the temperature of the gas is lower than a predetermined reference temperature, the compressor can be controlled to reduce the compression rate.

냉매 공급 라인(523)을 따라 칠러(550)에서 배출되는 냉매는 -100deg.C 내지 -200deg.C로 이루어질 수 있다. 열교환기(521)에서 배출되는 냉매는 제1 온도를 갖고, 칠러(550)에서 배출되는 냉매는 제2 온도를 갖는바, 제2 온도의 절대치는 제1 온도의 절대치의 1.2배 내지 2배로 이루어질 수 있다.The refrigerant discharged from the chiller 550 along the refrigerant supply line 523 may be -100 deg. C to -200 deg. C. The refrigerant discharged from the heat exchanger 521 has a first temperature and the refrigerant discharged from the chiller 550 has a second temperature. The absolute value of the second temperature is 1.2 to 2 times the absolute value of the first temperature .

포집 쿨러(541)는 칠러(550)에서 냉매를 공급받고, 제2 가스 라인(572)을 통해서 가스 히터(543)로부터 플루 가스를 공급받는다. 포집 쿨러(541)에서 플루 가스는 냉매와의 열교환을 통해서 냉각될 수 있으며, 이에 따라 플루 가스에 포함된 이산화탄소는 고체 상태로 승화되어 플루 가스에서 분리된다.The collecting cooler 541 receives the refrigerant from the chiller 550 and receives the flu gas from the gas heater 543 through the second gas line 572. In the collecting cooler 541, the flue gas can be cooled by heat exchange with the refrigerant, so that the carbon dioxide contained in the flue gas is sublimated into the solid state and separated from the flue gas.

가스 히터(543)는 발전 설비(510)에서 배출된 고온의 플루 가스를 이용하여 포집 쿨러(541)에서 배출된 극저온의 플루 가스를 열 교환으로 가열하고, 발전 설비(510)에서 배출된 플루 가스를 냉각한다. 이를 위해서 가스 히터(543)에는 발전 설비(510)에서 배출되는 플루 가스가 공급되는 제1 가스 라인(571)과 포집 쿨러(541)에서 저온의 플루 가스가 전달되는 제3 가스 라인(574)이 연결 설치되어 있다. 또한, 가스 히터(543)에는 포집 쿨러(541)에 플루 가스를 공급하는 제2 가스 라인(572)이 연결 설치될 수 있다.The gas heater 543 heats the extremely low temperature flue gas discharged from the collecting cooler 541 by heat exchange using the high temperature flue gas discharged from the power generation facility 510 and the flue gas discharged from the power generation facility 510 . The gas heater 543 is provided with a first gas line 571 through which the flue gas discharged from the power generation facility 510 is supplied and a third gas line 574 through which the cold flu gas is delivered from the collecting cooler 541 Connected is installed. The gas heater 543 may be connected to a second gas line 572 for supplying a flue gas to the collecting cooler 541.

상기한 바와 같이, 본 제5 실시예에 따르면 칠러(550)가 열 교환기(521)에서 냉각된 냉매를 직접 한번 더 냉각하므로 냉매를 극저온까지 냉각시켜서 플루 가스에 포함된 이산화탄소를 효율적으로 포집할 수 있다.As described above, according to the fifth embodiment, since the chiller 550 directly cools the refrigerant cooled in the heat exchanger 521 again, it is possible to cool the refrigerant to a cryogenic temperature to efficiently collect the carbon dioxide contained in the flue gas have.

이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit of the invention as set forth in the appended claims. The present invention can be variously modified and changed by those skilled in the art, and it is also within the scope of the present invention.

100, 101, 200, 201, 300, 400, 500: 이산화탄소 포집 장치
110, 210, 310, 410, 510: 발전 설비
121, 221, 321, 421, 521: 열교환기
123: 제1 냉매 라인
124: 제2 냉매 라인
141, 241, 341, 441, 541: 포집 쿨러
143, 243, 343, 443. 543: 가스 히터
150, 250, 350, 450, 550: 칠러
151, 251, 551: 압축기
152, 252: 응축기
153, 253, 353, 453: 팽창 밸브
155, 255: 팽창 터빈
158, 258: 전달축
160, 260: 저장부
171, 271, 371, 471, 571: 제1 가스 라인
172, 272, 372, 472, 572: 제2 가스 라인
174, 273, 373, 473, 574: 제3 가스 라인
181, 258, 580: 온도 센서
182, 554: 압축 제어기
223, 323, 423, 523: 냉매 공급 라인
224, 324, 424, 524: 냉매 회수 라인
225, 325, 425: 제1 열전달 라인
226: 메인 압축기
227: 메인 압축 제어기
242, 342, 442: 가스 쿨러
254: 제1 압축 제어기
256, 370, 470: 칠링 라인
259: 유량 제어 밸브
261: 냉매 덤핑 라인
262: 냉매 제어 라인
263: 제1 밸브
264: 제2 밸브
266: 제1 제어 펌프
265: 압력 센서
274, 374, 474: 제4 가스 라인
281: 메인 온도 센서
282: 제1 온도 센서
326, 426: 제2 열전달 라인
351, 451: 제1 압축기
352, 452: 재1 응축기
354, 454: 제2 압축기
355, 455: 제2 응축기
427: 제3 열전달 라인
456: 제3 압축기
457: 제3 응축기
552: 팽창부100, 101, 200, 201, 300, 400, 500: CO2 capture device
110, 210, 310, 410, 510: Power generation facilities
121, 221, 321, 421, 521: heat exchanger
123: first refrigerant line
124: second refrigerant line
141, 241, 341, 441, 541: Collecting cooler
143, 243, 343, 443. 543: Gas heater
150, 250, 350, 450, 550: Chiller
151, 251, 551: compressor
152, 252: condenser
153, 253, 353, 453: expansion valve
155, 255: Expansion turbine
158, 258: transmission shaft
160 and 260:
171, 271, 371, 471, 571: the first gas line
172, 272, 372, 472, 572: the second gas line
174, 273, 373, 473, 574: the third gas line
181, 258, 580: Temperature sensor
182, 554: Compression controller
223, 323, 423, 523: a refrigerant supply line
224, 324, 424, 524: Refrigerant recovery line
225, 325, 425: first heat transfer line
226: main compressor
227: main compression controller
242, 342, 442: gas cooler
254: first compression controller
256, 370, 470: chilling line
259: Flow control valve
261: Refrigerant dumping line
262: Refrigerant control line
263: first valve
264: Second valve
266: first control pump
265: Pressure sensor
274, 374, 474: fourth gas line
281: Main temperature sensor
282: first temperature sensor
326, 426: second heat transfer line
351, 451: a first compressor
352, 452: Reactor 1 condenser
354, 454: a second compressor
355, 455: Second condenser
427: third heat transfer line
456: Third compressor
457: Third condenser
552:

Claims (15)

제1 냉매와 액화된 천연 가스의 열 교환이 이루어지며 상기 제1 냉매를 제1 온도로 냉각시키는 열 교환기;
상기 열 교환기에서 배출되는 제1 냉매와 제2 냉매를 열교환시키되, 상기 제2 냉매를 상기 제1 온도보다 더 낮은 제2 온도로 냉각시키는 칠러; 및
상기 칠러에서 배출된 제2 냉매와 플루 가스를 열 교환하여 상기 플루 가스에 포함된 이산화탄소를 분리하는 포집하는 포집 쿨러;
를 포함하고,
상기 칠러에서 상기 제2 냉매는 상기 제1 냉매에 의하여 응축되는 것을 특징으로 하는 액화 천연 가스의 냉열을 이용한 이산화탄소 포집 장치.A heat exchanger for exchanging heat between the first refrigerant and the liquefied natural gas and cooling the first refrigerant to a first temperature;
A chiller for exchanging heat between the first refrigerant discharged from the heat exchanger and the second refrigerant and cooling the second refrigerant to a second temperature lower than the first temperature; And
A collecting cooler for collecting carbon dioxide contained in the flue gas by heat exchange between the second refrigerant discharged from the chiller and the flue gas;
Lt; / RTI >
And the second refrigerant is condensed by the first refrigerant in the chiller. 제1항에 있어서,
상기 열 교환기에는 상기 칠러와 연결된 제1 냉매 라인이 연결 설치되고, 상기 포집 쿨러에는 상기 칠러와 연결된 제2 냉매 라인이 연결 설치되며,
상기 칠러는 상기 제2 냉매 라인에 연결 설치되어 상기 제2 냉매를 압축하는 압축기와 상기 제2 냉매 라인에 설치되어 상기 제2 냉매를 팽창시키는 팽창부, 상기 압축기와 상기 팽창부 사이에 설치되어 상기 제1 냉매 라인과의 열교환에 의하여 상기 제2 냉매를 응축시키는 응축기를 포함하는 것을 특징으로 하는 액화 천연 가스의 냉열을 이용한 이산화탄소 포집 장치.The method according to claim 1,
A first refrigerant line connected to the chiller is connected to the heat exchanger, a second refrigerant line connected to the chiller is connected to the collecting cooler,
Wherein the chiller comprises: a compressor connected to the second refrigerant line to compress the second refrigerant; an expansion unit installed in the second refrigerant line to expand the second refrigerant; an expansion unit installed between the compressor and the expansion unit, And a condenser for condensing the second refrigerant by heat exchange with the first refrigerant line. 제2항에 있어서,
상기 팽창부는 팽창 밸브로 이루어진 것을 특징으로 하는 액화 천연 가스의 냉열을 이용한 이산화탄소 포집 장치.3. The method of claim 2,
Wherein the expansion unit comprises an expansion valve. 제2항에 있어서,
상기 팽창부는 팽창 터빈으로 이루어지고, 상기 팽창 터빈은 전달축을 매개로 상기 압축기와 연결된 것을 특징으로 하는 액화 천연 가스의 냉열을 이용한 이산화탄소 포집 장치.3. The method of claim 2,
Wherein the expansion unit comprises an expansion turbine, and the expansion turbine is connected to the compressor through a transmission shaft. 제1항에 있어서,
상기 제2 온도의 절대치는 상기 제1 온도의 절대치의 1.4배 내지 2.5배인 것을 특징으로 하는 액화 천연 가스의 냉열을 이용한 이산화탄소 포집 장치.The method according to claim 1,
Wherein the absolute value of the second temperature is 1.4 to 2.5 times the absolute value of the first temperature. 제1 냉매와 액화된 천연 가스의 열 교환이 이루어지며 상기 제1 냉매를 제1 온도로 냉각시키는 열 교환기;
상기 열 교환기에서 배출되는 제1 냉매와 제2 냉매를 열교환시키되, 상기 제2 냉매를 상기 제1 온도보다 더 낮은 제2 온도로 냉각시키는 칠러; 및
상기 칠러에서 배출된 제2 냉매와 플루 가스를 열 교환하여 상기 플루 가스에 포함된 이산화탄소를 분리하는 포집하는 포집 쿨러;
를 포함하고,
상기 포집 쿨러로 유입되는 플루 가스를 사전에 냉각하는 가스 쿨러를 더 포함하고,
상기 열 교환기에는 상기 열 교환기에서 배출된 냉매를 상기 가스 쿨러 전달하는 냉매 공급 라인과 상기 가스 쿨러에서 배출된 냉매를 상기 열 교환기로 전달하는 냉매 회수 라인이 연결 설치되며,
상기 칠러는 상기 냉매 공급 라인과 상기 냉매 회수 라인에 연결 설치된 것을 특징으로 하는 액화 천연 가스의 냉열을 이용한 이산화탄소 포집 장치.A heat exchanger for exchanging heat between the first refrigerant and the liquefied natural gas and cooling the first refrigerant to a first temperature;
A chiller for exchanging heat between the first refrigerant discharged from the heat exchanger and the second refrigerant and cooling the second refrigerant to a second temperature lower than the first temperature; And
A collecting cooler for collecting carbon dioxide contained in the flue gas by heat exchange between the second refrigerant discharged from the chiller and the flue gas;
Lt; / RTI >
Further comprising a gas cooler for pre-cooling the flue gas flowing into the collecting cooler,
The heat exchanger is connected to a refrigerant supply line for transferring the refrigerant discharged from the heat exchanger to the gas cooler and a refrigerant recovery line for transferring the refrigerant discharged from the gas cooler to the heat exchanger,
Wherein the chiller is connected to the refrigerant supply line and the refrigerant recovery line. 제6항에 있어서,
상기 냉매 공급 라인과 상기 냉매 회수 라인에는 상기 칠러에 냉열을 공급하는 제1 열전달 라인이 연결 설치되고, 상기 칠러와 상기 포집 쿨러에는 상기 제1 열전달 라인에서 냉열을 전달 받아 상기 포집 쿨러에 공급하는 칠링 라인이 연결 설치되며,
상기 칠러는, 상기 칠링 라인에 연결 설치되어 제2 냉매를 압축하는 제1 압축기와 상기 칠링 라인에 설치되어 냉매를 팽창시키는 팽창부, 상기 제1 열전달 라인과의 열교환에 의하여 상기 제1 압축기에서 배출된 상기 제2 냉매를 응축시키는 제1 응축기를 포함하는 것을 특징으로 하는 액화 천연 가스의 냉열을 이용한 이산화탄소 포집 장치.The method according to claim 6,
Wherein the chiller and the collecting cooler are connected to the refrigerant supply line and the refrigerant collecting line through a first heat transfer line for supplying cold heat to the chiller, The line is connected,
The chiller may include a first compressor connected to the chilling line and compressing the second refrigerant, an expansion unit installed in the chilling line for expanding the refrigerant, and an expansion unit for expanding the refrigerant by discharging the refrigerant from the first compressor by heat exchange with the first heat transfer line. And a first condenser for condensing the second refrigerant. The apparatus for collecting carbon dioxide using liquefied natural gas according to claim 1, 제7항에 있어서,
상기 냉매 공급 라인과 상기 냉매 회수 라인에는 상기 칠러에 냉열을 공급하는 제2 열전달 라인이 연결 설치되고,
상기 칠러는 상기 칠링 라인에 연결 설치되되 상기 제1 응축기에서 배출된 제2 냉매를 압축하는 제2 압축기와 상기 제2 열전달 라인과의 열교환에 의하여 상기 제2 압축기에서 배출된 제2 냉매를 응축시키는 제2 응축기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액화 천연 가스의 냉열을 이용한 이산화탄소 포집 장치.8. The method of claim 7,
A second heat transfer line for supplying cold heat to the chiller is connected to the refrigerant supply line and the refrigerant recovery line,
The chiller may include a second compressor connected to the chilling line for compressing the second refrigerant discharged from the first condenser and a second refrigerant discharged from the second compressor through heat exchange between the refrigerant and the second heat transfer line, Further comprising a first condenser and a second condenser. 제8항에 있어서,
상기 제1 냉매 라인과 상기 냉매 회수 라인에는 상기 칠러에 냉열을 공급하는 제3 열전달 라인이 연결 설치되고,
상기 칠러는 상기 칠링 라인에 연결 설치되되 상기 제2 응축기에서 배출된 제2 냉매를 압축하는 제3 압축기와 상기 제3 열전달 라인과의 열교환에 의하여 상기 제3 압축기에서 배출된 제2 냉매를 응축시키는 제3 응축기를 포함하는 것을 특징으로 하는 액화 천연 가스의 냉열을 이용한 이산화탄소 포집 장치.9. The method of claim 8,
A third heat transfer line for supplying cold heat to the chiller is connected to the first refrigerant line and the refrigerant recovery line,
The chiller may include a third compressor connected to the chilling line for compressing the second refrigerant discharged from the second condenser and a second compressor for condensing the second refrigerant discharged from the third compressor by heat exchange with the third heat transfer line And a third condenser, wherein the first condenser and the second condenser are connected to each other. 제7항에 있어서,
상기 냉매 공급라인에 설치되어 냉매의 이동을 제어하는 메인 압축기, 상기 가스 쿨러에서 배출되는 플루 가스의 온도의 측정하는 메인 온도 센서, 상기 메인 온도 센서에서 정보를 전달받아 상기 메인 압축기의 작동을 제어하는 메인 압축 제어기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액화 천연 가스의 냉열을 이용한 이산화탄소 포집 장치.8. The method of claim 7,
A main temperature sensor installed in the refrigerant supply line for controlling the movement of the refrigerant, a main temperature sensor for measuring the temperature of the flue gas discharged from the gas cooler, and a controller for controlling the operation of the main compressor by receiving information from the main temperature sensor Further comprising a main compression controller, wherein the main compression controller is connected to the main compression controller. 제10항에 있어서,
상기 포집 쿨러에서 배출되는 플루 가스의 온도의 측정하는 제1 온도 센서, 상기 제1 온도 센서에서 정보를 전달받아 상기 제1 압축기의 작동을 제어하는 제1 압축 제어기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액화 천연 가스의 냉열을 이용한 이산화탄소 포집 장치.11. The method of claim 10,
Further comprising a first temperature sensor for measuring the temperature of the flue gas discharged from the collecting cooler, and a first compression controller for receiving information from the first temperature sensor and controlling the operation of the first compressor, CO2 capture system using natural gas cold heat. 제7항에 있어서,
발전 설비에서 배출된 플루 가스를 이용하여 상기 포집 쿨러에서 배출된 플루 가스를 가열하고, 상기 발전 설비에서 배출된 플루 가스를 냉각하여 가스 쿨러로 전달하는 가스 히터를 더 포함하고, 상기 가스 히터에는 상기 발전 설비에서 배출된 플루 가스에서 응축된 수분이 배출되는 수분 배출부가 형성된 것을 특징으로 하는 액화 천연 가스의 냉열을 이용한 이산화탄소 포집 장치.8. The method of claim 7,
Further comprising: a gas heater for heating the flue gas discharged from the collecting cooler using the flue gas discharged from the power generation facility, and for transferring the flue gas discharged from the power generation facility to the gas cooler, Wherein a water discharge portion is formed to discharge condensed water from the flue gas discharged from the power generation facility. 삭제delete 삭제delete 삭제delete
KR1020170156475A 2017-11-22 2017-11-22 Carbon dioxide capture apparatus using cold heat of liquefied natural gas KR101997355B1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170156475A KR101997355B1 (en) 2017-11-22 2017-11-22 Carbon dioxide capture apparatus using cold heat of liquefied natural gas
CN201810971553.XA CN109813054B (en) 2017-11-22 2018-08-24 Carbon dioxide capture device using cold energy of liquefied natural gas and power generation system
US16/142,259 US11071938B2 (en) 2017-11-22 2018-09-26 Carbon dioxide capturing apparatus using cold heat of liquefied natural gas and power generation system using same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170156475A KR101997355B1 (en) 2017-11-22 2017-11-22 Carbon dioxide capture apparatus using cold heat of liquefied natural gas

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190058986A KR20190058986A (en) 2019-05-30
KR101997355B1 true KR101997355B1 (en) 2019-07-05

Family

ID=66675642

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170156475A KR101997355B1 (en) 2017-11-22 2017-11-22 Carbon dioxide capture apparatus using cold heat of liquefied natural gas

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101997355B1 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102629039B1 (en) * 2021-09-23 2024-01-25 삼성중공업 주식회사 Carbon dioxide liquefaction system
GB2623779A (en) * 2022-10-26 2024-05-01 Tree Ass Ltd Carbon-capture cooling system
KR20240122957A (en) 2023-02-06 2024-08-13 주식회사 동화엔텍 carbon dioxide capture system using cold heat of LNG or LN2 applied with intermediate heat medium with no phase change

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2627144B2 (en) * 1994-06-27 1997-07-02 中国電力株式会社 Method for separating carbon dioxide in exhaust gas and system treatment system for carbon dioxide
JP3784966B2 (en) 1998-07-08 2006-06-14 中国電力株式会社 Combustion exhaust gas treatment method and apparatus

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07124440A (en) * 1993-11-04 1995-05-16 Toshiba Corp Carbon dioxide separating device
CN102553396B (en) 2011-12-23 2014-06-04 武汉凯迪工程技术研究总院有限公司 Method for trapping carbon dioxide in flue gas of power station with high efficiency and low energy consumption and equipment adopting same
KR20150075845A (en) * 2013-12-26 2015-07-06 에스티엑스조선해양 주식회사 Fresh water producing system at gas turbine inlet air chiller using LNG cool heat source

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2627144B2 (en) * 1994-06-27 1997-07-02 中国電力株式会社 Method for separating carbon dioxide in exhaust gas and system treatment system for carbon dioxide
JP3784966B2 (en) 1998-07-08 2006-06-14 中国電力株式会社 Combustion exhaust gas treatment method and apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
KR20190058986A (en) 2019-05-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109813054B (en) Carbon dioxide capture device using cold energy of liquefied natural gas and power generation system
US8549877B2 (en) Apparatus and methods for decompressing and discharging natural gas utilizing a compressor or a temperature-actuated valve
KR101820560B1 (en) Process for liquefaction of natural gas
AU674813B2 (en) Process and apparatus for producing liquefied natural gas
KR101997355B1 (en) Carbon dioxide capture apparatus using cold heat of liquefied natural gas
US20020148225A1 (en) Energy conversion system
US7024885B2 (en) System and method for storing gases at low temperature using a cold recovery system
CN101743430A (en) Boil-off gas treatment process and system
JP2009520595A (en) Method and system for collecting carbon dioxide from fuel gas
CN107060927A (en) Waste heat recycling system and its method and power station
US7065974B2 (en) Method and apparatus for pressurizing a gas
CN100554837C (en) Provide cooling to be used for the method for gas liquefaction
US11415348B2 (en) Methods for removal of moisture from LNG refrigerant
KR102038684B1 (en) Carbon dioxide capture apparatus and power generation system using cold heat of liquefied natural gas
DK178397B1 (en) Process and apparatus for cooling a hydrocarbon stream
JP4044353B2 (en) Refrigerant gas recovery method and apparatus for low-source refrigeration cycle
CA2758095C (en) Refrigeration process and system for recovering cold from methane refrigerants
KR102005157B1 (en) Apparatus for cooling working fluid and Power generation plant using the same
US20180142949A1 (en) Partial open-loop nitrogen refrigeration process and system for an oil or gas production operation
US11927391B2 (en) Liquefaction of production gas
KR102029193B1 (en) Carbon dioxide capture apparatus and power generation system using cold heat of liquefied natural gas
KR102034476B1 (en) Apparatus and process for liquefying natural gas containing nitrogen, and natural gas station including the apparatus for liquefying natural gas
US10852058B2 (en) Method to produce LNG at gas pressure letdown stations in natural gas transmission pipeline systems
KR20240075262A (en) Solid carbon dioxide capture apparatus using cryogenic waste energy and method of capturing solid carbon dioxide

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant