KR102119030B1 - 바닷물을 이용하여 대기중의 이산화탄소 농도를 저감시키는 방법 - Google Patents

바닷물을 이용하여 대기중의 이산화탄소 농도를 저감시키는 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 바닷물을 이용하여 대기중의 이산화탄소 농도를 저감시키는 방법은 저장탱크에 바닷물을 공급하여 저장하는 단계(1); 저장된 바닷물을 여과하여 불순물을 제거하는 단계(2); 불순물이 제거된 바닷물에 함유된 염화나트륨의 농도를 조절하는 단계(3); 염화나트륨의 농도가 조절된 바닷물에 이산화탄소가 함유된 대기 중의 공기를 공급하여 공급된 공기와 바닷물이 반응하여 탄산수소나트륨이 생성되도록 하고, 반응을 거친 공기를 다시 대기중으로 돌려보내는 단계(4); 및 상기 단계(4)에서 생성된 탄산수소나트륨을 분리하는 단계(5);를 포함하는 것을 특징으로 하며, 이는 생물학적 방법에 의존하지 않고 친환경적인 방법으로 바닷물을 이용하여 대기중의 이산화탄소 농도를 대량으로 신속하게 저감시킴으로써, 지구온난화 및 대기오염을 획기적으로 방지할 수 있는 장점을 갖는다.

Description

바닷물을 이용하여 대기중의 이산화탄소 농도를 저감시키는 방법 {CARBON DIOXIDE CONCENTRATION REDUCING METHOD USING SEA WATER}
본 발명은 바닷물을 이용하여 대기중의 이산화탄소 농도를 저감시키는 방법에 관한 것이며, 더욱 구체적으로 친환경적인 방법으로 대기중의 이산화탄소의 농도를 저감시킬 수 있음과 동시에 산성화된 바닷물을 중화시킬 수 있는 장점을 갖는 대기중의 이산화탄소 농도를 저감시키는 방법에 관한 것이다.
지속적인 산업화와 인류의 무분별한 개발로 인하여 매년 대기중의 이산화탄소의 농도가 증가함으로써 지구는 점점 더 온난화 속도가 가속되고 있으며 인류는 오염된 대기 환경에서 살아가고 있는 실정이며, 과학의 빠른 발전으로 인하여 발생한 자연 환경 훼손 등의 부작용에 대하여 관심이 증대하고 있고, 지구의 평균 기온을 상승시켜 해수면 상승을 초래하고 엘니뇨 현상과 같은 이상 기후의 발생을 증가시키고 있는 지구 온난화 현상에 많은 관심이 모아지고 있다.
지구 온난화는 대기 중에 존재하는 온실 효과 가스(Greenhouse effect gas)가 주범인 것으로 알려져 있는데, 대표적인 온실 효과 가스에는 CO2, N2O, CH4 등이 있고, 이들 중 화석 연료의 연소에서 대량 발생하는 이산화탄소가 가장 큰 영향 (전체의 55％ 이상)을 주고 있는 것으로 알려져 있다.
한편, 1994년 3월 기후변화협약이 발효된 이후로 이산화탄소 배출량 감축을 위한 국제적 논의가 진행되고 있으며, 배출되는 이산화탄소를 효율적으로 제어 및 제거할 수 있는 기술 개발에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다.
최근에는 이산화탄소(CO2) 배출 감소를 통해 얻어진 탄소배출권이 비싼 가격에 거래되기도 하는 실정이고, 연간 시장 규모가 약 640억 달러에 이를 정도이다.
이산화탄소 저감 문제는 이처럼 지구온난화 방지라는 대의적 목적에 더해 막대한 금전적 가치까지 지니고 있다. 우리 나라의 경우는 전체 연료 사용량 중 화석 연료 의존도가 매우 높고, 이에 따라 온실가스 배출이 꾸준히 증가하고 있는 바, 이산화탄소 배출량을 감축하는 범국가적이고 광범위한 조치의 시행이 불가피한 상황이다.
이산화탄소를 제어하는 방법으로는 물리·화학적 제어 방법, 생물학적 고정화 방법, 해양 저장법 등이 사용되고 있으며, 생물학적 방법은 자연계의 탄소 순환을 이용하는 것으로 가장 환경 친화적인 방법으로 알려져 있으며 1980년대 중반 이후로 일본 및 유럽 등에서 활발한 연구가 이루어지고 있으나, 사용되는 생물의 고농도·대량 배양의 어려움, 광범위한 부지의 필요성, 반응기의 스케일업(scale-up)으로 인한 고정화 효율 저하, 생산된 바이오매스(biomass)의 처분 등이 문제점으로 지적되고 있다.
특히, 하기 특허문헌 1은 해양심층수를 이용한 대기 중 이산화탄소의 저감화 방법 및 이를 이용한 지구 온난화 방지 방법에 관하여 개시하고 있으나, 이러한 방법은 위에 언급한 바와 같이 결국 해양의 식물성 플랑크톤 등을 대량으로 증식시켜야만하는 문제점을 여전히 지니고 있다.
따라서, 생물학적 방법에 의존하지 않고 풍부한 자원인 바닷물을 이용하여 대량으로 신속하게 대기중의 이산화탄소 농도를 저감시킬 수 있는 방법에 대한 개발이 절실히 요구되는 실정이다.
특허문헌 1: 대한민국 공개특허 제10-2010-0034135호 (2010.04.01 공개)
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 풍부한 자원인 바닷물을 이용하여 대량으로 신속하게 대기중의 이산화탄소 농도를 저감시킬 수 있는 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 바닷물을 이용하여 대기중의 이산화탄소 농도를 저감시키는 방법은 저장탱크에 바닷물을 공급하여 저장하는 단계(1); 저장된 바닷물을 여과하여 불순물을 제거하는 단계(2); 불순물이 제거된 바닷물에 함유된 염화나트륨의 농도를 조절하는 단계(3); 염화나트륨의 농도가 조절된 바닷물에 이산화탄소가 함유된 대기 중의 공기를 공급하여 공급된 공기와 바닷물이 반응하여 탄산수소나트륨이 생성되도록 하고, 반응을 거친 공기를 다시 대기중으로 돌려보내는 단계(4); 및 상기 단계(4)에서 생성된 탄산수소나트륨을 분리하는 단계(5);를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에 따른 바닷물을 이용하여 대기중의 이산화탄소 농도를 저감시키는 방법은 상기 단계(3)이 상기 단계(5)에서 탄산수소나트륨이 분리된 바닷물을 이용하여 수행되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 구현예에 따른 바닷물을 이용하여 대기중의 이산화탄소 농도를 저감시키는 방법에 있어서, 상기 단계(3)은 상기 단계(5)에서 탄산수소나트륨이 분리된 바닷물을 가열한 후 가열된 바닷물을 상기 단계(2)에서 불순물이 제거된 바닷물에 공급하는 과정을 통하여 수행되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 구현예에 따른 바닷물을 이용하여 대기중의 이산화탄소 농도를 저감시키는 방법은 상기 단계(4)를 수행하는 과정에서, 반응이 진행되는 도중 배출되는 가스를 포집하여 제거하는 단계(4-1);를 더욱 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에 따른 바닷물을 이용하여 대기중의 이산화탄소 농도를 저감시키는 방법은 상기 단계(5)에서 분리된 탄산수소나트륨을 바다에 저장하는 단계(6);를 더욱 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에 따른 바닷물을 이용하여 대기중의 이산화탄소 농도를 저감시키는 방법은 상기 단계(4)가 수행되는 과정에서, 반응이 진행된 바닷물을 상기 저장탱크의 하부로 배출시켜 바다로 돌려보내고, 새로운 바닷물을 상기 저장탱크의 상부로 지속적으로 공급하는 단계(4-2);를 더욱 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에 따른 바닷물을 이용하여 대기중의 이산화탄소 농도를 저감시키는 방법은 상기 단계(4)가 수행되는 과정에서, 드라이아이스를 첨가하는 단계(4-3);를 더욱 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에 따른 바닷물을 이용하여 대기중의 이산화탄소 농도를 저감시키는 방법에 있어서, 상기 탄산수소나트륨을 분리하는 단계(5)는 저장탱크 하부에 걸름망을 구비하고, 상기 걸름망 위에 상기 탄산수소나트륨이 형성되어 모이도록 한후, 탄산수소나트륨이 모여 형성된 상기 걸름망을 꺼내어 수분을 모두 걸름망 아래로 흘러내리게 하고, 걸름망 상부에 걸러져 남은 탄산수소나트륨을 딱딱하게 건조시키는 과정으로 수행되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 바닷물을 이용하여 대기중의 이산화탄소 농도를 저감시키는 방법은 생물학적 방법에 의존하지 않고 친환경적인 방법으로 바닷물을 이용하여 대기중의 이산화탄소 농도를 대량으로 신속하게 저감시킴으로써, 지구온난화 및 대기오염을 획기적으로 방지할 수 있는 장점을 갖는다.
도 1은 본 발명에 따른 바닷물을 이용하여 대기중의 이산화탄소 농도를 저감시키는 방법을 개략적으로 나타내는 공정도이다.
도 2는 본 발명에 따른 바닷물을 이용하여 대기중의 이산화탄소 농도를 저감시키는 방법이 구현될 수 있는 장치를 예시적으로 도시한 것이다.
본 발명을 좀 더 구체적으로 설명하기 전에, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어서는 아니되며, 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예의 구성은 본 발명의 바람직한 하나의 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
본 발명은 바닷물을 이용하여 대기중의 이산화탄소 농도를 저감시키는 방법에 관한 것이며, 더욱 구체적으로 친환경적인 방법으로 대기중의 이산화탄소의 농도를 저감시킬 수 있음과 동시에 산성화된 바닷물을 중화시킬 수 있는 장점을 갖는 대기중의 이산화탄소 농도를 저감시키는 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 바닷물을 이용하여 대기중의 이산화탄소 농도를 저감시키는 방법은 생물학적 방법에 의존하지 않고 친환경적인 방법으로 바닷물을 이용하여 대기중의 이산화탄소 농도를 대량으로 신속하게 저감시킴으로써, 지구온난화 및 대기오염을 획기적으로 방지할 수 있는 장점을 갖는다.
도 1을 참고하여 본 발명에 따른 바닷물을 이용하여 대기중의 이산화탄소 농도를 저감시키는 방법을 상세히 설명한다.
본 발명의 일 구현예에 따른 바닷물을 이용하여 대기중의 이산화탄소 농도를 저감시키는 방법은 저장탱크에 바닷물을 공급하여 저장하는 단계(1); 저장된 바닷물을 여과하여 불순물을 제거하는 단계(2); 불순물이 제거된 바닷물에 함유된 염화나트륨의 농도를 조절하는 단계(3); 염화나트륨의 농도가 조절된 바닷물에 이산화탄소가 함유된 대기 중의 공기를 공급하여 공급된 공기와 바닷물이 반응하여 탄산수소나트륨이 생성되도록 하고, 반응을 거친 공기를 다시 대기중으로 돌려보내는 단계(4); 및 상기 단계(4)에서 생성된 탄산수소나트륨을 분리하는 단계(5);를 포함할 수 있다.
상기 저장탱크에 바닷물을 공급하여 저장하는 단계(1)은 바다로부터 해수를 수취하는 수취시설을 통하여 수취된 바닷물을 저장할 수 있는 저장탱크를 바닷가 인근에 설치함으로써 수행될 수 있다.
이와 같이 설치된 저장탱크의 크기에 따라 대기중의 이산화탄소 농도를 저감시킬 수 있는 규모가 결정될 수 있다.
한편, 상기 저장된 바닷물을 여과하여 불순물을 제거하는 단계(2)는 바닷물에 포함되어 있을 수 있는 각종 쓰레기 또는 해양 생물 등을 제거하는 단계이며, 이때, 바닷물에 포함되어 있는 염화나트륨 등의 각종 미네랄 성분은 제거되지 않는다.
이와 같이, 바닷물에 함유되어 있는 각종 미네랄 성분 이외의 기타 부유물질 및 해양성 동식물 등을 제거함으로써, 후술하는 대기중의 이산화탄소를 함유하는 공기와 바닷물 간의 반응효율을 증가시킬 수 있게 되며, 저장탱크의 사용수명을 늘릴 수 있게 된다.
한편, 본 발명은 불순물이 제거된 바닷물에 함유된 염화나트륨의 농도를 조절하는 단계(3)를 포함한다.
상기 염화나트륨 농도 조절단계(3)는 바닷물에 함유된 염화나트륨과 대기 중의 공기에 포함된 이산화탄소 간의 반응 효율을 증가시키기 위하여 수행되는 것이다.
이 과정은 소금을 저장탱크에 첨가함으로써 바닷물의 염도를 증가시키는 과정을 통하여 수행될 수도 있으며, 후술하는 바와 같이 반응이 종료된 바닷물을 가열하여 잔여 염화나트륨의 농도를 높인 후, 이를 다시 저장탱크에 공급하는 과정을 통하여 수행되는 것 또한 가능하다.
이와 같이 반응이 종료된 바닷물을 가열하여 잔여 염화나트륨의 농도를 높이고 이를 다시 저장탱크에 공급하는 과정을 통하여 바닷물에 함유된 염화나트륨의 농도를 조절할 경우, 바다에서 직접 취수되는 바닷물을 여과하는 과정을 생략할 수 있고, 또한 별도의 취수에 소요되는 비용을 절감할 수 있는 장점을 갖는다.
한편, 본 발명에 따른 바닷물을 이용하여 대기중의 이산화탄소 농도를 저감시키는 방법은 염화나트륨의 농도가 조절된 바닷물에 이산화탄소가 함유된 대기 중의 공기를 공급하여 공급된 공기와 바닷물이 반응하여 탄산수소나트륨이 생성되도록 하고, 반응을 거친 공기를 다시 대기중으로 되돌려보내는 단계(4);를 포함한다.
상기 단계(4)에서 탄산수소나트륨이 생성되는 반응은 아래의 화학식 1을 통한 반응으로 이루어 지게 된다.
[화학식 1]
NaCl + H2O + CO2 --> NaHCO3 + HCl
상기 화학식 1의 반응을 통하여 대기중에 포함된 이산화탄소 (CO2)가 물과 함께 바닷물에 포함된 염화나트륨(NaCl)과 반응하여 탄산수소나트륨 (NaHCO3)을 생성하게 되며, 이 과정에서 염산가스(HCl)가 배출된다.
한편, 상기 화학식 1의 반응을 거친 공기는 다시 대기중으로 돌려보내도록 한다.
이러한 과정을 통하여 대기중에 포함된 이산화탄소의 농도를 지속적으로 감소시킬 수 있게 된다.
한편, 본 발명에 따른 바닷물을 이용하여 대기중의 이산화탄소 농도를 저감시키는 방법은 상기 단계(4)에서 생성된 탄산수소나트륨을 분리하는 단계(5);를 포함한다.
상기 화학식 1을 통하여 생성된 탄산수소나트륨 (NaHCO3)은 베이킹 소다라고 불리는 것이며, 이는 제과 또는 청소 등에 널리 사용된다.
따라서, 본 발명의 과정에서 생성되는 탄산수소나트륨 (NaHCO3)을 분리하여 탄산수소나트륨 (NaHCO3)이 사용될 수 있는 다양한 분야에 이용하는 것이 가능하다.
본 발명의 다른 구현예에 따른 바닷물을 이용하여 대기중의 이산화탄소 농도를 저감시키는 방법은 상기 단계(3)이 상기 단계(5)에서 탄산수소나트륨이 분리된 바닷물을 이용하여 수행될 수 있다.
즉, 상기 화학시 1을 거친 바닷물에는 염화나트륨의 농도가 낮아질뿐 염화나트륨이 완전히 고갈되는 것은 아니며, 이에 따라 반응을 거친 바닷물을 이용하여 상기 화학식 1의 반응에 사용되는 바닷물의 염화나트륨 농도를 증가시킬 수 있는 것이다.
통상적으로 25℃ 1기압의 조건에서 물 100g에는 최대 약 35g의 염화나트륨이 용해될 수 있으며, 바닷물에는 약 3.1 내지 3.8질량% 정도의 염화나트륨이 용해되어 있다.
이 때, 예를 들어 상기 단계(3)은 상기 단계(5)에서 탄산수소나트륨이 분리된 바닷물을 가열한 후 가열된 바닷물을 상기 단계(2)에서 불순물이 제거된 바닷물에 공급하는 과정을 통하여 수행될 수 있는 것이다.
한편, 본 발명의 다른 구현예에 따른 바닷물을 이용하여 대기중의 이산화탄소 농도를 저감시키는 방법은 상기 단계(4)를 수행하는 과정에서, 반응이 진행되는 도중 배출되는 가스를 포집하여 제거하는 단계(4-1);가 더욱 포함될 수 있다.
즉, 상기 화학식 1에서 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 과정을 통하여 대기 중의 이산화탄소 농도를 저감시키는 과정에서 어느 정도의 염산가스(HCl)가 배출된다.
본 발명의 과정에서 발생하는 염산가스(HCl)는 다시 대기중으로 돌려보낼 수 있으며, 또는 하기 화학식 2의 과정을 통하여 각종 난방에 사용될 수 있다.
[화학식 2]
Zn + HCl --> ZnCl2 + H2 + 열에너지
즉, 상기 화학식 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 과정에서 발생하는 염산가스를 아연과 반응시키게 되면 염화아연 (ZnCl2)과 수소기체가 생성되며, 이 과정에서 다량의 열에너지가 생성된다.
이와 같이 상기 화학식 2의 반응을 통하여 생성된 열에너지는 가정용, 농업용 또는 공업용 난방에 사용되는 것이 가능하다.
한편, 본 발명의 다른 구현예에 따른 바닷물을 이용하여 대기중의 이산화탄소 농도를 저감시키는 방법은 상기 단계(5)에서 분리된 탄산수소나트륨을 바다에 저장하는 단계(6);를 더욱 포함할 수 있다.
즉, 상기 단계(6)과 같이 상기 화학식 1을 통하여 생성되고 상기 단계(5)에서 분리된 탄산수소나트륨을 바닷속에 저장하여 두면, 탄산수소나트륨이 분해되면서 산성화된 해양수를 중화시킬 수 있는 효과를 얻게 된다.
한편, 본 발명의 다른 구현예에 따른 바닷물을 이용하여 대기중의 이산화탄소 농도를 저감시키는 방법은 상기 단계(4)가 수행되는 과정에서, 반응이 진행된 바닷물을 상기 저장탱크의 하부로 배출시켜 바다로 되돌려보내고, 새로운 바닷물을 상기 저장탱크의 상부로 지속적으로 공급하는 단계(4-2);를 더욱 포함할 수 있다.
즉, 본 발명의 이산화탄소 저감 방법을 수행하는 과정에서 공급되는 바닷물에 함유된 염화나트륨의 농도가 감소하게 되므로 다시 약 3.1 내지 3.8질량% 정도의 염화나트륨이 용해되어 있는 새로운 바닷물을 저장탱크에 지속적으로 공급해주는 과정이 필요하다.
한편, 본 발명의 다른 구현예에 따른 바닷물을 이용하여 대기중의 이산화탄소 농도를 저감시키는 방법은 상기 단계(4)가 수행되는 과정에서, 드라이아이스를 첨가하는 단계(4-3);를 더욱 포함할 수 있다.
즉, 상기 단계(4)가 수행되는 과정에서, 드라이아이스를 첨가하면, 탄산수소나트륨의 생성반응을 획기적으로 촉진시킬 수 있게 되며, 드라이아이스에 의하여 탄산수소나트륨의 생성반응 개시를 촉진할 수도 있게 된다.
또한, 드라이아이스를 첨가하는 경우, 대기중의 공기와 반응하는 바닷물의 온도가 낮아지게 됨으로써 유해 가스인 염산가스(HCl)의 발생량이 획기적으로 감소하게 되는 장점이 있다.
한편, 본 발명의 다른 구현예에 따른 바닷물을 이용하여 대기중의 이산화탄소 농도를 저감시키는 방법에 있어서, 상기 탄산수소나트륨을 분리하는 단계(5)는 저장탱크 하부에 걸름망을 구비하고, 상기 걸름망 위에 상기 탄산수소나트륨이 형성되어 모이도록 한후, 탄산수소나트륨이 모여 형성된 상기 걸름망을 꺼내어 수분을 모두 걸름망 아래로 흘러내리게 하고, 걸름망 상부에 걸러져 남은 탄산수소나트륨을 딱딱하게 건조시키는 과정으로 수행될 수 있다.
즉, 상기 걸름망은 금속 또는 플라스틱 등의 재질로 제작될 수 있으며, 이와 같이 제작된 걸름망은 하부에 미세 직경의 다수의 통공이 형성될 수 있다.
이와 같이 형성된 통공의 크기는 고체화되어 생성된 탄산수소나트륨 미세 덩어리는 통과되지 못하고, 수분만 통과할 수 있는 정도의 직경으로 이루어질 수 있다.
일정시간 반응을 거쳐 상기 걸름망에 탄산수소나트륨이 충분히 생성되면, 상기 걸름망을 저정탱크로부터 꺼내어 걸름망을 거치할 수 있는 거치대 등에 거치하여, 탄산수소나트륨 이외의 수분이 걸름망에 형성된 다수의 통공을 거쳐 중력에 의하여 하부로 모두 배출되도록 한다.
이와 같이 수분이 충분히 제거된 탄산수소나트륨을 걸름망 상에서 자연건조 또는 열풍건조시키면 탄산수소나트륨이 매우 딱딱하게 굳게 되며, 이와 같이 완전히 굳은 탄산수소나트륨을 별도로 이용하거나, 바다에 저장하는 방법으로 처리하는 것이 가능하다.
다음으로, 도 2를 참고하여 본 발명에 따른 이산화탄소 저감 방법이 구현될 수 있는 장치를 예시적으로 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 이산화탄소 저감 방법이 구현될 수 있는 장치를 예시적을 나타낸 그림이다.
도 2를 참조하면, 우선 상기 이산화탄소 저감장치(10)는 본 발명에 따른 이산화탄소 저감이 수행되는 저장탱크(100); 상기 저장탱크(100)에 바닷물을 공급하는 해수공급부(200); 상기 저장탱크(100)에서 상기 화학식 1의 반응을 거친 바닷물을 다시 바다로 되돌려 보내기 위한 해수배출부(300); 상기 저장탱크(100)의 외부에 구비되어 상기 저장탱크(100)에 대기중의 공기를 공급하기 위하여 대기중의 공기를 흡입하는 공기흡입부(400); 상기 공기흡입부(400)와 연통되어 흡입된 공기를 상기 저장탱크(100) 내부로 공급하는 공기공급부(500); 상기 화학식 1의 반응도중 생성된 염산가스를 배출하도록 상기 저장탱크의 상부에 구비된 염산가스배출부(600); 상기 화학식 1의 반응을 거친 공기가 대기중으로 환원될 수 있도록, 상기 반응을 거친 공기가 포함된 바닷물을 저장탱크(100)의 하부에서 상부로 순환시키는 순환부(700);를 포함한다.
한편, 상기 해수공급부(200)는 바닷물을 상기 저장탱크(100)로 이동시키기 위하여 일 말단이 바닷속에 위치하며 타 말단이 상기 저장탱크(100)와 이어져 연통된 해수공급관(210); 상기 해수공급관(210)의 상기 타 말단에 구비되어 공급되는 해수를 여과하는 여과부(220); 상기 해수공급관(210)의 일 말단에 구비된 해수유입구(230); 및 상기 해수유입구(230)에 구비되어 해수를 흡입하는 흡입모터(240);를 포함한다.
한편, 상기 흡입모터(240)에는 바닷물에 포함된 각종 부유물 또는 해양성 동식물을 여과할 수 있도록 필터링 장치가 구비될 수 있다.
또한, 상기 여과부(200)에는 흡입되는 해수의 유입을 조절할 수 있는 유입조절밸브가 구비될 수 있다.
한편, 상기 해수배출부(300)는 반응을 거친 바닷물을 상기 저장탱크(100)로부 바다로 이동시키기 위하여 일 말단이 바닷속에 위치하며 타 말단이 상기 저장탱크(100)와 이어져 연통된 해수배출관(310); 및 상기 해수배출관의 타 말단에 구비되어 해수의 배출을 유도하는 배출모터(320);을 포함한다.
한편, 상기 배출모터(220)에는 배출되는 바닷물의 배출을 조절할 수 있는 배출조절밸브가 구비될 수 있다.
다음으로, 상기 공기공급부(500)는 상기 저장탱크(100)의 상부에 구비되어 후술하는 회전봉(520) 및 공기분배통(530)을 회전시키는 회전모터(510); 상기 회전모터(510)에 연결되고 그 내부는 흡입된 공기가 연통될 수 있도록 통로가 형성된 회전봉(520); 및 상기 회전봉(520)에 연결되고, 흡입된 공기가 상기 저장탱크(100)로 고르게 공급될 수 있도록 표면에 다수의 배출공이 형성된 공기분배통(530);을 포함한다.
상기 회전모터(510)에 의하여 상기 회전봉(520) 및 공기분배통(530)이 함께 회전하게 되며, 이와 같이 회전봉(520)과 공기분배통(530)이 회전되는 과정에서 대구중의 공기가 저장탱크(100) 내부로 공급된다.
상기 회전모터(510)는 그 중앙에 공기가 상기 회전봉(520) 내부의 상기 통로로 공급될 수 있도록 중앙통로가 형성되어 있다.
더욱 상세하게, 외부의 대기는 상기 회전모터(510)의 중앙에 형성된 중앙통로를 거쳐 상기 회전봉(520) 내부에 구비된 통로로 공급되며, 그 후 상기 공기분배통(530)을 공급되게 되며, 공기분배통(530) 내부로 공급된 공기는 공기분배통(530)의 회전에 따른 원심력에 의하여 공기분배통(530)에 형성된 다수의 배출공을 통하여 저장탱크(100) 내부로 빠르고 고르게 공급될 수 있다.
이와 같이 공급되는 공기는 저장탱크(100)에 저장된 바닷물과 반응하게 되며, 그 과정에서 탄산수소나트륨이 생성된다.
한편, 상기 공기분배통(530)에 형성된 다수의 배출공은 다양한 직경 및 형상으로 형성될 수 있으며, 예를 들어 약 1 내지 5㎜의 직경을 갖는 원형 배출공으로 형성될 수 있고 각각의 배출공 간의 간격은 약 10 내지 100㎜로 형성될 수 있다.
상기 염산가스배출부(600)는 상기 화학식 1의 반응도중 생성된 염산가스를 배출하도록 상기 저장탱크의 상부에 구비되며, 그 내부에 아연공급부 및 열교환장치를 구비하여 공급된 아연과 염산가스가 반응하여 염화아연이 형성되도록 함으로써 그 과정에서 발생된 열을 상기 열교환장치를 이용하여 회수할 수 있다.
상기 열교환장치는 그 내부에 표면적이 넓게 형성되도록 물순환관이 형성된 것으로 구성할 수 있으며, 물순환관을 순환하는 물이 상기 반응에서 발생한 열을 회수할 수 있도록 구성될 수 있으며, 이와 같이 열을 회수한 고온의 물을 이용하여 각종 난방에 사용할 수 있다.
한편, 상기 순환부(700)는 상기 화학식 1의 반응을 거친 공기가 대기중으로 환원될 수 있도록 상기 반응을 거친 공기가 포함된 바닷물을 저장탱크(100)의 하부에서 상부로 순환시키는 구성이다.
상기 순환부(700)는 구체적으로 반응을 거친 바닷물 순환되는 통로로 역할 하도록 일 말단이 상기 저장탱크(100)의 하부와 연통되고 타 말단이 상기 저장탱크(100)의 상부와 연통되는 순환관(710); 상기 순환관(710)에 구비되어, 반응을 거친 바닷물을 순환시키는 순환력을 제공하는 순환모터(720); 및 상기 순환관에 구비되어, 순환되는 바닷물에 포함된 공기만 대기중으로 배출되도록 하는 공기배출부(730);를 포함한다.
[부호의 설명]
100: 저장탱크 200: 해수공급부 210: 해수공급관
220: 여과부 230: 해수유입구 240: 흡입모터
300: 해수배출부 310: 해수배출관 320: 배출모터
400: 공기흡입부 500: 공기공급부 510: 회전모터
520: 회전봉 530: 공기분배통 600: 염산가스배출부
700: 순환부 710: 순환관 720: 순환모터
730: 공기배출부 SW: 해수 10: 이산화탄소 저감장치

Claims (8)

  1. 저장탱크(100)에 바닷물을 공급하여 저장하는 단계(1);
    저장된 바닷물을 여과하여 불순물을 제거하는 단계(2);
    불순물이 제거된 바닷물에 함유된 염화나트륨의 농도를 조절하는 단계(3);
    염화나트륨의 농도가 조절된 바닷물에 이산화탄소가 함유된 대기 중의 공기를 공급하여 공급된 공기와 바닷물이 반응하여 탄산수소나트륨이 생성되도록 하고, 반응을 거친 공기를 다시 대기중으로 돌려보내는 단계(4);
    상기 단계(4)가 수행되는 과정에서 탄산수소나트륨의 생성반응을 촉진시키기 위하여 드라이아이스를 첨가하는 단계(4-3);
    상기 단계(4)에서 생성된 탄산수소나트륨을 분리하는 단계(5); 및
    상기 단계(4)의 과정에서 탄산수소나트륨과 함께 발생되는 염산가스를 회수하여 아연과 반응시킴으로써 열에너지를 생산시키는 단계;를 포함하며,
    상기 단계(4)에서 대기 중의 공기를 바닷물에 공급하는 과정은
    상기 저장탱크(100)의 상부에 구비되어 회전봉(520) 및 공기분배통(530)을 회전시키는 회전모터(510);
    상기 회전모터(510)에 연결되고 그 내부는 흡입된 공기가 연통될 수 있도록 통로가 형성된 회전봉(520); 및
    상기 회전봉(520)에 연결되고, 흡입된 공기가 상기 저장탱크(100)로 고르게 공급될 수 있도록 표면에 다수의 배출공이 형성된 공기분배통(530);을 포함하는 공기공급부(500)를 이용하여 수행되며,
    상기 회전모터(510)에 의하여 상기 회전봉(520) 및 공기분배통(530)이 함께 회전되고, 이와 같이 회전봉(520)과 공기분배통(530)이 회전되는 과정에서 대기 중의 공기가 저장탱크(100) 내부로 공급되며,
    상기 회전모터(510)는 그 중앙에 공기가 상기 회전봉(520) 내부의 상기 통로로 공급될 수 있도록 중앙통로가 형성되어 있고,
    외부의 대기는 상기 회전모터(510)의 중앙에 형성된 중앙통로를 거쳐 상기 회전봉(520) 내부에 구비된 통로로 공급된 후 상기 공기분배통(530)에 공급되며, 공기분배통(530) 내부로 공급된 공기는 공기분배통(530)의 회전에 따른 원심력에 의하여 공기분배통(530)에 형성된 다수의 배출공을 통하여 저장탱크(100) 내부로 공급되는 것을 특징으로 하는 바닷물을 이용하여 대기중의 이산화탄소 농도를 저감시키는 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 단계(3)은
    상기 단계(5)에서 탄산수소나트륨이 분리된 바닷물을 이용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 바닷물을 이용하여 대기중의 이산화탄소 농도를 저감시키는 방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 단계(3)은
    상기 단계(5)에서 탄산수소나트륨이 분리된 바닷물을 가열한 후 가열된 바닷물을 상기 단계(2)에서 불순물이 제거된 바닷물에 공급하는 과정을 통하여 수행되는 것을 특징으로 하는 바닷물을 이용하여 대기중의 이산화탄소 농도를 저감시키는 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 단계(4)를 수행하는 과정에서,
    반응이 진행되는 도중 배출되는 가스를 포집하여 제거하는 단계(4-1);를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 바닷물을 이용하여 대기중의 이산화탄소 농도를 저감시키는 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 단계(5)에서 분리된 탄산수소나트륨을 바다에 저장하는 단계(6);를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 바닷물을 이용하여 대기중의 이산화탄소 농도를 저감시키는 방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 단계(4)가 수행되는 과정에서,
    반응이 진행된 바닷물을 상기 저장탱크의 하부로 배출시켜 바다로 돌려보내고, 새로운 바닷물을 상기 저장탱크의 상부로 지속적으로 공급하는 단계(4-2);를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 바닷물을 이용하여 대기중의 이산화탄소 농도를 저감시키는 방법.
  7. 삭제
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 탄산수소나트륨을 분리하는 단계(5)는
    저장탱크 하부에 걸름망을 구비하고, 상기 걸름망 위에 상기 탄산수소나트륨이 형성되어 모이도록 한후, 탄산수소나트륨이 모여 형성된 상기 걸름망을 꺼내어 수분을 모두 걸름망 아래로 흘러내리게 하고, 걸름망 상부에 걸러져 남은 탄산수소나트륨을 딱딱하게 건조시키는 과정으로 수행되는 것을 특징으로 하는 바닷물을 이용하여 대기중의 이산화탄소 농도를 저감시키는 방법.
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