KR102300729B1 - Carbon dioxide separation and reduction system - Google Patents

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KR102300729B1
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임석연
유상석
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충남대학교산학협력단
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Abstract

The present invention relates to a system for separating and reducing carbon dioxide in exhaust gas by more efficiently liquefying the carbon dioxide, which includes: a compressor for compressing exhaust gas at high pressure; a vortex tube that separates a high-temperature gas and a low-temperature gas from a high-pressure exhaust gas at both ends; and a chamber connected to one end of the vortex tube to separate liquefied carbon dioxide from the introduced low-temperature gas, wherein the chamber includes: a housing; a connection pipe for connecting one end of the vortex tube and the housing; an exhaust pipe disposed on the upper portion of the housing to the exhaust gas; and a drain pipe disposed below the housing to discharge the liquefied carbon dioxide.

Description

이산화탄소 분리 저감 시스템{CARBON DIOXIDE SEPARATION AND REDUCTION SYSTEM} Carbon dioxide separation reduction system {CARBON DIOXIDE SEPARATION AND REDUCTION SYSTEM}

본 발명은 이산화탄소 분리 저감 시스템에 관한 것으로, 보다 상세히는 연료를 연소시키거나 열처리하는 과정에서 발생되는 이산화탄소를 분리 및 저감하는 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a carbon dioxide separation reduction system, and more particularly, to a system for separating and reducing carbon dioxide generated in the process of burning fuel or heat-treating it.

화석연료를 원재료로 발전하는 발전소 또는 엔진(이하, '플랜트'라고 함.)은 실생활에 필요한 동력을 보다 경제적으로 생산할 수 있음에 따라, 현재 사회 전반적으로 많이 사용되고 있다. 하지만 위 플랜트는 경제적으로 에너지를 얻을 수 있는 장점과 더불어 환경오염을 유발한다는 단점이 있음에 따라, 플랜트에서 배출되는 유해가스를 정화하거나, 유해가스의 배출을 억제하는 것이 사회적 문제로 대두되었다.Power plants or engines (hereinafter referred to as 'plants') that generate power from fossil fuels as raw materials can produce power needed for real life more economically, and are therefore widely used in society at present. However, as the above plant has the disadvantage of causing environmental pollution as well as the advantage of economically obtaining energy, it has emerged as a social problem to purify or suppress the emission of harmful gas emitted from the plant.

일각에서는 화석연료를 배제하고 친환경 자원을 활용하여 에너지를 생산하는 방향으로 개발이 진행 중이다. 일 예로, 연료전지, 수소에너지 등의 신에너지와 태양광, 태양열, 풍력, 수력 등의 재생에너지를 통칭하는 신재생에너지를 통해 환경오염을 억제하는 방안이 있다. 하지만, 현재까지 개발된 기술로는 소비 중인 모든 에너지를 신재생에너지원으로 변환하기가 어려우며, 초기비용이 과다하게 발생되면서 에너지 생산 효율도 낮아 많은 산업군에서 활용하기가 어려운 문제점이 있다.In some areas, development is underway in the direction of excluding fossil fuels and producing energy using eco-friendly resources. For example, there is a method of suppressing environmental pollution through renewable energy, which is a generic term for new energy such as fuel cell and hydrogen energy, and renewable energy such as solar light, solar heat, wind power, and hydraulic power. However, with the technology developed so far, it is difficult to convert all energy consumed into new and renewable energy sources, and the initial cost is excessively generated and the energy production efficiency is also low, making it difficult to utilize in many industries.

이에 따라, 대한민국 등록특허공보 제10-1847951호(이하, '선행문헌'이라 함.)에서는 원료가스로부터 이산화탄소를 액화하여 회수하는 기술이 개시되어 있다. 위 선행문헌에 대하여 간략히 설명하자면, 위 선행문헌의 이산화탄소 액화 회수장치는, 압축기, 공랭식 예냉기, 액화탑 및 보텍스튜브를 포함하여 구성될 수 있다. 이때 원료가스는 압축기를 통해 고압으로 압축되되 공랭식 예냉기를 통해 냉각되며, 액화탑 상에서 이산화탄소가 액화분리 될 수 있다. 여기서, 상기 보텍스튜브는 상기 액화탑에서 배출되는 비액화 연료가스를 고온가스와 저온가스로 분리하여, 저온가스를 통해 상기 액화탑으로 냉각열을 제공하도록 구성된다.Accordingly, Korean Patent No. 10-1847951 (hereinafter referred to as 'prior literature') discloses a technique for liquefying and recovering carbon dioxide from a raw material gas. Briefly describing the above prior literature, the carbon dioxide liquefaction recovery apparatus of the above prior document may include a compressor, an air-cooled precooler, a liquefaction column, and a vortex tube. At this time, the raw material gas is compressed to a high pressure through a compressor and cooled through an air-cooled precooler, and carbon dioxide may be liquefied and separated on the liquefaction tower. Here, the vortex tube is configured to separate the non-liquefied fuel gas discharged from the liquefaction tower into high-temperature gas and low-temperature gas, and provide cooling heat to the liquefaction tower through the low-temperature gas.

이와 같은 이산화탄소 액화 기술은 유해가스 중 온실가스에 대한 저감이 가능한 장점이 있다. 하지만, 현재 개시된 기술들은 예냉과, 폐열 순환 방식을 이용함에 따라 에너지 소비가 과도하게 발생되어 경제성이 다소 낮은 문제점이 있다. 아울러 단일 챔버에서 에너지 소비를 줄이면서 이산화탄소를 액화하는 것은 한계점이 있음에 따라, 경제성을 높이기 위해서는 정화 성능이 낮아지는 문제점으로 이어질 수 있다.Such carbon dioxide liquefaction technology has an advantage in that it is possible to reduce greenhouse gases among harmful gases. However, the currently disclosed technologies have a problem in that the economic efficiency is rather low because energy consumption is excessively generated by using the pre-cooling method and the waste heat circulation method. In addition, since there is a limit to liquefying carbon dioxide while reducing energy consumption in a single chamber, it may lead to a problem in that purification performance is lowered in order to increase economic efficiency.

KR 10-1847951 B1 (2018.04.11.)KR 10-1847951 B1 (2018.04.11.) KR 10-2020-0106284 A (2020.09.14.)KR 10-2020-0106284 A (2020.09.14.) KR 10-2024753 B1 (2019.09.25.)KR 10-2024753 B1 (2019.09.25.)

본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 배기가스 내 포함되어 있는 이산화탄소를 제거하도록, 보텍스튜브를 이용하여 기류를 분리하되 챔버를 통해 액화된 이산화탄소를 분리하고, 보텍스튜브의 고온의 가스와 저온의 가스 측 모두 단계적으로 이산화탄소를 저감하여, 이산화탄소 저감 성능이 보다 향상되는 이산화탄소 분리 저감 시스템을 제공하는 것이다.The present invention has been devised to solve the problems of the prior art, and an object of the present invention is to separate the airflow using a vortex tube to remove the carbon dioxide contained in the exhaust gas, but separate the liquefied carbon dioxide through the chamber, An object of the present invention is to provide a carbon dioxide separation reduction system in which carbon dioxide reduction performance is further improved by reducing carbon dioxide in steps of both the high temperature gas and the low temperature gas side of the vortex tube.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 플랜트의 배기가스의 이산화탄소를 제거하는 이산화탄소 분리 저감 시스템에 있어서, 배기가스를 고압으로 압축하는 압축기; 고압의 배기가스에서 고온가스 및 저온가스를 양단으로 분리하는 보텍스튜브; 및 상기 보텍스튜브의 일단과 연결되어 유입되는 저온가스에서 이산화탄소를 분리하는 챔버;를 포함하고, 상기 챔버는, 하우징, 상기 보텍스튜브의 일단과 상기 하우징을 연결하는 연결관, 상기 하우징의 상부에 배치되어 가스가 배기되는 배출관 및, 상기 하우징의 하부에 배치되어 액화된 이산화탄소가 배출되는 배수관을 포함할 수 있다.In order to achieve the above object, the present invention provides a carbon dioxide separation reduction system for removing carbon dioxide from an exhaust gas of a plant, comprising: a compressor for compressing the exhaust gas to a high pressure; a vortex tube that separates the high-temperature gas and the low-temperature gas from the high-pressure exhaust gas at both ends; and a chamber connected to one end of the vortex tube to separate carbon dioxide from the incoming low-temperature gas, wherein the chamber includes a housing, a connection pipe connecting one end of the vortex tube and the housing, and disposed on the upper portion of the housing It may include a discharge pipe through which gas is exhausted, and a drainage pipe disposed under the housing to discharge liquefied carbon dioxide.

또한, 본 발명에 따른 이산화탄소 분리 저감 시스템은, 배기가스의 압력을 안정화하도록 상기 플랜트와 상기 압축기 사이에 배치되는 서지탱크; 및 상기 배기가스 내 수분을 제거하도록 상기 플랜트와 상기 서지탱크 사이에 배치되는 수분제거기;를 더 포함하고, 상기 수분제거기는, 냉매를 이용하여 배기가스의 온도를 낮추는 열교환기와, 상기 열교환기에서 배출된 배기가스에서 응축수를 분리하는 포집장치를 포함할 수 있다.In addition, the carbon dioxide separation reduction system according to the present invention, a surge tank disposed between the plant and the compressor to stabilize the pressure of the exhaust gas; and a moisture eliminator disposed between the plant and the surge tank to remove moisture in the exhaust gas, wherein the moisture eliminator includes a heat exchanger for lowering the temperature of exhaust gas using a refrigerant, and discharge from the heat exchanger It may include a collection device for separating the condensate from the exhaust gas.

또한, 본 발명에 따른 이산화탄소 분리 저감 시스템은, 상기 챔버에서 배출되는 가스가 상기 열교환기의 냉매로 공급될 수도 있다.In addition, in the carbon dioxide separation reduction system according to the present invention, the gas discharged from the chamber may be supplied as a refrigerant of the heat exchanger.

또한, 본 발명에 따른 이산화탄소 분리 저감 시스템은, 배기가스의 압력을 안정화하도록 상기 플랜트와 상기 압축기 사이에 배치되는 서지탱크; 및 상기 서지탱크의 전단에 배치되는 전단 열교환기;를 더 포함하고, 상기 챔버에서 배출되는 가스가 상기 전단 열교환기의 냉매로 공급될 수도 있다.In addition, the carbon dioxide separation reduction system according to the present invention, a surge tank disposed between the plant and the compressor to stabilize the pressure of the exhaust gas; and a front end heat exchanger disposed at the front end of the surge tank, wherein the gas discharged from the chamber may be supplied as a refrigerant of the front end heat exchanger.

또한, 본 발명에 따른 이산화탄소 분리 저감 시스템은, 상기 서지탱크 또는 상기 포집장치와 상기 챔버의 하우징 사이를 연결하는 바이패스라인;을 더 포함할 수 있다.In addition, the carbon dioxide separation reduction system according to the present invention, a bypass line connecting the surge tank or the collection device and the housing of the chamber; may further include.

또한, 상기 챔버는, 액상의 이산화탄소가 기화되는 것을 방지하도록, 액상의 이산화탄소를 냉각하는 냉각장치를 더 포함할 수 있다.In addition, the chamber may further include a cooling device for cooling the liquid carbon dioxide to prevent the liquid carbon dioxide from being vaporized.

또한, 본 발명에 따른 이산화탄소 분리 저감 시스템은, 상기 보텍스튜브에서 분리된 고온가스를 고압으로 압축하는 제1압축기; 상기 제1압축기와 연결되어 고온가스의 기류를 분리하는 제1보텍스튜브; 상기 챔버를 거쳐 배출되는 저온가스를 고압으로 압축하는 제2압축기; 상기 제2압축기와 연결되어 저온가스의 기류를 분리하는 제2보텍스튜브; 상기 제1보텍스튜브에서 고온가스의 저온 기류를 공급받되 상기 제2보텍스튜브에서 저온가스의 고온 기류를 공급받는 제1챔버; 및 상기 제1보텍스튜브에서 고온가스의 고온 기류를 공급받되 상기 제2보텍스튜브에서 저온가스의 저온 기류를 공급받는 제2챔버;를 더 포함하고, 상기 제1챔버 및 제2챔버에서 각각, 혼합된 가스가 냉각되어 액화된 이산화탄소가 배출될 수 있다.In addition, the carbon dioxide separation reduction system according to the present invention, a first compressor for compressing the high-temperature gas separated from the vortex tube to a high pressure; a first vortex tube connected to the first compressor to separate the airflow of the hot gas; a second compressor for compressing the low-temperature gas discharged through the chamber to a high pressure; a second vortex tube connected to the second compressor to separate the airflow of the low-temperature gas; a first chamber receiving a low-temperature airflow of high-temperature gas from the first vortex tube and receiving a high-temperature airflow of low-temperature gas from the second vortex tube; and a second chamber receiving a high-temperature airflow of high-temperature gas from the first vortex tube and receiving a low-temperature airflow of low-temperature gas from the second vortex tube. The gas is cooled and liquefied carbon dioxide can be discharged.

또한, 본 발명에 따른 이산화탄소 분리 저감 시스템은, 상기 제1챔버에서 배기되는 제1가스 또는 상기 제2챔버에서 배기되는 제2가스를 고압으로 압축하는 서브 압축기; 고압의 제1가스 또는 제2가스의 기류를 분리하는 서브 보텍스튜브; 및 상기 제1가스 또는 제2가스의 저온기류에서 액화된 이산화탄소를 분리하는 서브 챔버;를 더 포함할 수 있다.In addition, the carbon dioxide separation reduction system according to the present invention, a sub-compressor for compressing the first gas exhausted from the first chamber or the second gas exhausted from the second chamber to a high pressure; a sub-vortex tube for separating the high-pressure first gas or the second gas stream; and a sub-chamber for separating liquefied carbon dioxide from the low-temperature airflow of the first gas or the second gas.

또한, 본 발명에 따른 이산화탄소 분리 저감 시스템은, 상기 제1가스의 고온기류인 제1-1가스를 공급받아 고압으로 압축하는 제3압축기; 고압의 상기 제1-1가스의 기류를 분리하는 제3보텍스튜브; 상기 서브 챔버에서 배출되는 제1가스의 저온기류인 제1-2가스를 공급받아 고압으로 압축하는 제4압축기; 고압의 상기 제1-2가스의 기류를 분리하는 제4보텍스튜브; 상기 제3보텍스튜브에서 제1-1가스의 저온 기류를 공급받되 상기 제4보텍스튜브에서 제1-2가스의 고온 기류를 공급받는 제3챔버; 및 상기 제3보텍스튜브에서 제1-1가스의 고온 기류를 공급받되 상기 제4보텍스튜브에서 제1-2가스의 저온 기류를 공급받는 제4챔버;를 더 포함하고, 상기 제3챔버 및 제4챔버에서 각각, 혼합된 가스가 냉각되어 액화된 이산화탄소가 배출될 수 있다.In addition, the carbon dioxide separation reduction system according to the present invention, a third compressor for receiving the 1-1 gas, which is a high-temperature air stream of the first gas, and compressing it to a high pressure; a third vortex tube for separating the high-pressure air flow of the 1-1 gas; a fourth compressor for receiving the first-2 gas, which is a low-temperature air stream of the first gas discharged from the sub-chamber, and compressing it to a high pressure; a fourth vortex tube for separating the airflow of the first and second gases at high pressure; a third chamber receiving the low-temperature airflow of the 1-1 gas from the third vortex tube and receiving the high-temperature airflow of the 1-2 gas from the fourth vortex tube; and a fourth chamber receiving the high-temperature airflow of the 1-1 gas from the third vortex tube and receiving the low-temperature airflow of the 1-2 gas from the fourth vortex tube. In each of the four chambers, the mixed gas may be cooled to discharge liquefied carbon dioxide.

또는, 본 발명에 따른 이산화탄소 분리 저감 시스템은, 상기 제2가스의 고온기류인 제2-1가스를 공급받아 고압으로 압축하는 제3압축기; 고압의 상기 제2-1가스의 기류를 분리하는 제3보텍스튜브; 상기 서브 챔버에서 배출되는 제2가스의 저온기류인 제2-2가스를 공급받아 고압으로 압축하는 제4압축기; 고압의 상기 제2-2가스의 기류를 분리하는 제4보텍스튜브; 상기 제3보텍스튜브에서 제2-1가스의 저온 기류를 공급받되 상기 제4보텍스튜브에서 제2-2가스의 고온 기류를 공급받는 제3챔버; 및 상기 제3보텍스튜브에서 제2-1가스의 고온 기류를 공급받되 상기 제4보텍스튜브에서 제2-2가스의 저온 기류를 공급받는 제4챔버;를 더 포함하고, 상기 제3챔버 및 제4챔버에서 각각, 혼합된 가스가 냉각되어 액화된 이산화탄소가 배출될 수도 있다.Alternatively, the carbon dioxide separation reduction system according to the present invention includes a third compressor that receives the 2-1 gas, which is a high-temperature air stream of the second gas, and compresses it to a high pressure; a third vortex tube for separating the airflow of the 2-1 gas at high pressure; a fourth compressor for receiving the 2-2 gas, which is a low-temperature air flow of the second gas discharged from the sub-chamber, and compressing it to a high pressure; a fourth vortex tube that separates the airflow of the 2-2 gas at high pressure; a third chamber receiving the low-temperature airflow of the 2-1 gas from the third vortex tube and receiving the high-temperature airflow of the 2-2 gas from the fourth vortex tube; and a fourth chamber receiving the high-temperature airflow of the 2-1 gas from the third vortex tube and receiving the low-temperature airflow of the 2-2 gas from the fourth vortex tube. In each of the four chambers, the mixed gas may be cooled to discharge liquefied carbon dioxide.

또한, 본 발명에 따른 이산화탄소 분리 저감 시스템은, 상기 보텍스튜브와 제1압축기 사이에 연결되어 고온가스를 냉각하는 제1열교환기; 및 상기 제1열교환기와 제1압축기 사이에 연결되어 응축수를 포집하는 제1포집장치;를 더 포함할 수도 있다.In addition, the carbon dioxide separation reduction system according to the present invention, a first heat exchanger connected between the vortex tube and the first compressor to cool the hot gas; and a first collecting device connected between the first heat exchanger and the first compressor to collect condensed water.

상기와 같은 구성에 의한 본 발명에 따른 이산화탄소 분리 저감 시스템은, 보텍스튜브에서 분리된 저온 가스를 챔버에 투입하되 챔버에서 액화된 이산화탄소가 분리됨에 따라, 단 시간에 많은 양의 온실가스를 저감할 수 있는 장점이 있다.In the carbon dioxide separation reduction system according to the present invention by the above configuration, the low-temperature gas separated from the vortex tube is put into the chamber, but as liquefied carbon dioxide is separated in the chamber, a large amount of greenhouse gases can be reduced in a short time. there are advantages to

이와 더불어 본 발명에 따른 이산화탄소 분리 저감 시스템은, 보텍스튜브에서 기류가 분리된 고온가스와 저온가스 각각에 대해서 별도의 공정을 통해 이산화탄소를 분리 저감하고, 고온가스와 저온가스의 혼합하여 이산화탄소를 재차 분리 저감할 수 있음에 따라, 배기가스 상에서의 이산화탄소 제거 효율이 보다 높아지는 장점이 있다.In addition, the carbon dioxide separation reduction system according to the present invention separates and reduces carbon dioxide through a separate process for each of the high temperature gas and the low temperature gas in which the air flow is separated from the vortex tube, and separates the carbon dioxide again by mixing the high temperature gas and the low temperature gas As it can be reduced, there is an advantage in that the carbon dioxide removal efficiency from the exhaust gas is higher.

아울러 본 발명에 따른 이산화탄소 분리 저감 시스템은, 수분제거기와 서지탱크 등을 통해 압축 효율을 보다 향상시킬 수 있는 장점이 있으며, 수분제거기에서 액화된 이산화탄소를 일부 배출하거나 저온의 가스를 챔버로 바로 공급하는 바이패스라인을 구축함에 따라 에너지의 낭비를 저감할 수 있어 효율성이 극대화되는 장점이 있다.In addition, the carbon dioxide separation reduction system according to the present invention has the advantage of further improving the compression efficiency through a water remover and a surge tank, etc. By constructing the bypass line, energy waste can be reduced, thereby maximizing efficiency.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이산화탄소 분리 저감 시스템의 블록선도.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이산화탄소 분리 저감 시스템의 블록선도.
도 3은 본 발명에 따른 보텍스튜브를 도시한 도면.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 챔버를 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 챔버를 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이산화탄소 분리 저감 시스템의 블록선도.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제1가스에서의 이산화탄소를 분리하는 시스템을 도시한 블록선도.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제2가스에서의 이산화탄소를 분리하는 시스템을 도시한 블록선도.
1 is a block diagram of a carbon dioxide separation reduction system according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram of a carbon dioxide separation reduction system according to another embodiment of the present invention.
3 is a view showing a vortex tube according to the present invention.
4 and 5 are views showing a chamber according to an embodiment of the present invention.
6 is a view showing a chamber according to another embodiment of the present invention.
7 is a block diagram of a carbon dioxide separation reduction system according to another embodiment of the present invention.
8 is a block diagram illustrating a system for separating carbon dioxide from a first gas according to another embodiment of the present invention.
9 is a block diagram illustrating a system for separating carbon dioxide from a second gas according to another embodiment of the present invention.

이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예에 따른 이산화탄소 분리 저감 시스템을 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 또한 명세서 전반에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, a carbon dioxide separation reduction system according to various embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The drawings introduced below are provided as examples in order to sufficiently convey the spirit of the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the present invention is not limited to the drawings presented below and may be embodied in other forms. Also, like reference numerals refer to like elements throughout.

이때 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.If there is no other definition in the technical terms and scientific terms used at this time, it has the meaning commonly understood by those of ordinary skill in the art to which this invention belongs, and the gist of the present invention is unnecessary in the following description and accompanying drawings Descriptions of known functions and configurations that may be blurry will be omitted.

도 1 및 도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 이산화탄소 분리 저감 시스템에 관한 것으로, 도 1 및 도 2는 이산화탄소 분리 저감 시스템의 블록선도를 각각 나타낸다.1 and 2 relate to a carbon dioxide separation reduction system according to various embodiments of the present invention, and FIGS. 1 and 2 are block diagrams of the carbon dioxide separation reduction system, respectively.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 이산화탄소 분리 저감 시스템은, 플랜트(Plant, 10)에서 배출되는 배기가스의 이산화탄소를 포함한 온실가스를 제거하도록, 서지탱크(Surge Tank, 110), 압축기(Compressor, 120), 보텍스튜브(Vortex Tube, 200) 및 챔버(Chamber, 300)를 포함하여 구성될 수 있다. 이때 상기 플랜트(10)는 발전소, 공장, 가정용 발전장치, 이동체 등 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 이산화탄소가 배출되는 설비 혹은 장치를 통칭한 것으로 정의한다. 1, the carbon dioxide separation reduction system according to the present invention, a surge tank (110), a compressor (Compressor, 120), the vortex tube (Vortex Tube, 200) and may be configured to include a chamber (Chamber, 300). In this case, the plant 10 may be implemented in various forms, such as a power plant, a factory, a household power generation device, and a mobile body, and is defined as a facility or device that emits carbon dioxide as a generic term.

상기 서지탱크(110)는, 상기 플랜트(10)에서 배출되는 배기가스의 압력을 안정화하는 장치일 수 있다. 보다 상세히는, 상기 플랜트(10)에서 배출되는 배기가스의 기압과 유량은 실시간으로 변동될 수 있으며, 상기 서지탱크(110)는 이러한 배기가스를 저장하여 기압을 유지시킬 수 있다. 그리고 상기 서지탱크(110)에서 안정화된 배기가스는 상기 압축기(120)로 공급될 수 있다.The surge tank 110 may be a device for stabilizing the pressure of the exhaust gas discharged from the plant 10 . More specifically, the atmospheric pressure and flow rate of the exhaust gas discharged from the plant 10 may be changed in real time, and the surge tank 110 may store the exhaust gas to maintain the atmospheric pressure. In addition, the exhaust gas stabilized in the surge tank 110 may be supplied to the compressor 120 .

상기 압축기(120)는 공급받은 배기가스를 압축하여 고압으로 형성하는 장치로 구성될 수 있다. 이때 상기 압축기(120)는 터보형 압축기, 용적형 압축기, 왕부동식 압축기 등 다양한 형태로 구성될 수 있다. 그리고 상기 압축기(120)에서 압축된 가스는 상기 보텍스튜브(200)로 공급될 수 있다.The compressor 120 may be configured as a device for compressing the supplied exhaust gas to form a high pressure. At this time, the compressor 120 may be configured in various forms such as a turbo compressor, a positive displacement compressor, a king-floating compressor, and the like. In addition, the gas compressed by the compressor 120 may be supplied to the vortex tube 200 .

상기 보텍스튜브(200)는 압축된 가스를, 고온가스와 저온가스로 기류를 분리하는 장치로 구성될 수 있다. 이때 상기 보텍스튜브(200)는 고온가스와 저온가스가 양 방향의 관으로 분리되는 형태 또는, 고온가스와 저온가스가 일 방향으로 분출되되 서로 다른 관으로 분산되는 형태 등 다양한 형태로 구성될 수 있다. 여기서 상기 보텍스튜브(200)로 유입된 압축된 가스는 고온가스 및 저온가스로 분리됨과 더불어, 질량의 차이에 따라 분리될 수도 있다. 여기서 비교적 고질량의 성분들은 고온가스와 함께 배출될 수 있으며, 저질량의 성분들은 저온가스와 함께 배출될 수 있다.The vortex tube 200 may be configured as a device for separating the compressed gas into an air stream into a high-temperature gas and a low-temperature gas. At this time, the vortex tube 200 may be configured in various forms, such as a form in which the high-temperature gas and the low-temperature gas are separated into tubes in both directions, or a form in which the high-temperature gas and the low-temperature gas are ejected in one direction and dispersed in different tubes. . Here, the compressed gas introduced into the vortex tube 200 is separated into a high-temperature gas and a low-temperature gas, and may also be separated according to a difference in mass. Here, components having a relatively high mass may be discharged together with the high-temperature gas, and components having a low mass may be discharged together with the low-temperature gas.

상기 챔버(300)는 상기 보텍스튜브(200)로부터 저온가스를 공급받을 수 있다. 그리고 상기 챔버(300)는 저온가스에서 이산화탄소를 분리할 수 있으며, 상기 이산화탄소를 액화하여 상기 챔버(300)에서는 응축수(Condensate)를 별도로 분리하도록 구성될 수도 있다. 이에 따라 상기 챔버(300)를 거쳐 배출되는 저온가스에서는 이산화탄소 및 수분이 제거될 수 있다. 이때 상기 보텍스튜브(200)에서 배출되는 고온가스 또한 별도의 분리 저감 라인을 거쳐 외부로 배출되도록 형성될 수 있다.The chamber 300 may receive a low-temperature gas from the vortex tube 200 . In addition, the chamber 300 may separate carbon dioxide from the low-temperature gas, and may be configured to separate the condensate from the chamber 300 by liquefying the carbon dioxide. Accordingly, carbon dioxide and moisture may be removed from the low-temperature gas discharged through the chamber 300 . At this time, the high-temperature gas discharged from the vortex tube 200 may also be formed to be discharged to the outside through a separate separation reduction line.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 이산화탄소 분리 저감 시스템은, 상기 보텍스튜브(200)와 챔버(300) 사이에 연결되어 상기 보텍스튜브(200)에서 분리된 저온가스를 냉각하는 온도제어부(300a)를 더 포함할 수 있다. 이때 상기 온도제어부(300a)는 상기 저온가스를 이산화탄소의 액화온도까지 냉각하는 냉각장치를 포함하고, 이와 더불어 압력센서, 온도센서, MCU 등이 더 포함되어 현재 저온가스의 온도와 압력 대비 이산화탄소의 액화 환경을 조성하도록 제어할 수 있다. 이때 상기 온도제어부(300a)는 온도 뿐 아니라 압력을 제어하도록 구성될 수도 있다. 그리고 도시된 바와 같이 냉각장치를 포함하는 상기 온도제어부(300a)가 상기 챔버(300)의 입구 측에 배치되거나 응축수가 배출되는 출구 측에 배치되거나 양측 모두 배치되는 등 다양한 형태로 배치될 수 있다.Referring to FIG. 2 , the carbon dioxide separation reduction system according to the present invention is connected between the vortex tube 200 and the chamber 300 to cool the low-temperature gas separated from the vortex tube 200 by a temperature control unit 300a. may further include. At this time, the temperature control unit 300a includes a cooling device for cooling the low-temperature gas to the liquefaction temperature of carbon dioxide, and further includes a pressure sensor, a temperature sensor, MCU, etc. You can control it to create an environment. At this time, the temperature control unit 300a may be configured to control not only the temperature but also the pressure. And as shown, the temperature control unit 300a including a cooling device may be disposed in various forms, such as disposed at the inlet side of the chamber 300, disposed at the outlet side from which the condensed water is discharged, or both.

본 발명에 따른 이산화탄소 분리 저감 시스템은, 상기 서지탱크(110)와, 상기 온도제어부(300a) 사이에 연결되는 바이패스라인(By-Pass Line, 130)과, 상기 바이패스라인(130) 상에 설치되는 바이패스밸브(131)를 더 포함할 수 있다. 이에 따라 상기 서지탱크(110)에서 일부의 배기가스가 상기 온도제어부(300a)로 유입되어 상기 저온가스와 혼합할 수 있으며, 이때 혼합가스는 압력이 변화됨에 따라 변화된 압력을 기준으로 온도를 낮추도록 제어될 수 있다.Carbon dioxide separation reduction system according to the present invention, the surge tank 110, the bypass line (By-Pass Line, 130) connected between the temperature control unit (300a), and on the bypass line (130) It may further include a bypass valve 131 to be installed. Accordingly, a portion of the exhaust gas from the surge tank 110 may be introduced into the temperature control unit 300a to be mixed with the low-temperature gas, and at this time, the mixed gas may lower the temperature based on the pressure changed as the pressure is changed. can be controlled.

본 발명에 따른 이산화탄소 분리 저감 시스템은, 상기 플랜트(10)와 서지탱크(110) 사이 또는 상기 서지탱크(110)와 압축기(120) 사이에 배치되는 수분제거기(Moisture Removal Device, 100)를 더 포함할 수 있다. 이때 상기 수분제거기(100)는 냉매(Refrigerant)를 통해 상기 배기가스를 냉각하는 열교환기(Heat Exchanger, 101)와. 냉각된 배기가스에서 응축수를 포집하는 포집장치(Collection Device, 102)를 포함하여 구성될 수 있다. 이에 상기 플랜트(10)에서 배출되는 배기가스가 냉각되어 수분이 제거될 수 있으며, 수분이 제거된 배기가스가 상기 압축기(120)에서 압축됨에 따라 압축효율이 보다 상승되는 효과로 이어질 수 있다. 아울러 상기 포집장치에서는 액화된 이산화탄소가 응축수에 포함되어 배출될 수도 있다.The carbon dioxide separation reduction system according to the present invention further includes a moisture removal device (100) disposed between the plant 10 and the surge tank 110 or between the surge tank 110 and the compressor 120 can do. At this time, the moisture eliminator 100 and a heat exchanger (Heat Exchanger, 101) for cooling the exhaust gas through a refrigerant (Refrigerant). It may be configured to include a collection device (Collection Device, 102) for collecting condensate from the cooled exhaust gas. Accordingly, the exhaust gas discharged from the plant 10 may be cooled to remove moisture, and as the exhaust gas from which moisture has been removed is compressed in the compressor 120, the compression efficiency may be further increased. In addition, in the collection device, liquefied carbon dioxide may be included in the condensed water and discharged.

본 발명에 따른 이산화탄소 분리 저감 시스템은, 상기 챔버(300)에서 배출되는 가스 중 일부가 상기 열교환기(101)로 공급되어 냉매로 사용될 수도 있다. 아울러 본 발명에 따른 상기 서지탱크(110)의 전단 측에 배치되는 전단 열교환기(100a)를 더 포함할 수 있으며, 상기 챔버(300)에서 배출되는 가스 중 일부가 상기 전단 열교환기(100a)로 공급되어 냉매로 사용될 수도 있다. 이때 상기 서지탱크(110)의 전단 측은 상기 플랜트(10)와 연결된 측일 수 있다.In the carbon dioxide separation reduction system according to the present invention, some of the gas discharged from the chamber 300 may be supplied to the heat exchanger 101 and used as a refrigerant. In addition, it may further include a front end heat exchanger (100a) disposed on the front side of the surge tank 110 according to the present invention, and some of the gas discharged from the chamber 300 is directed to the front end heat exchanger (100a). It may be supplied and used as a refrigerant. In this case, the front end side of the surge tank 110 may be a side connected to the plant 10 .

도 3은 본 발명에 따른 이산화탄소 분리 저감 시스템에 관한 것으로, 도 3은 보텍스튜브를 도시한 도면을 나타낸다.Figure 3 relates to a carbon dioxide separation reduction system according to the present invention, Figure 3 is a view showing a vortex tube.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 보텍스튜브(200)는 상술한 바와 같이 양방향 또는 일방향 등 다양한 형태를 가질 수 있으며, 이 중 양방향 형태로 구성되는 것을 예거하여 보다 상세히 설명한다. 상기 압축기(120)에서 압축된 고압가스(High Pressure Gas)는 상기 보텍스튜브(200)의 고압가스 공급관(210)으로 유입될 수 있다. 그리고 상기 고압가스 공급관(210)을 통해 유입된 고압가스는 내부에 설치된 와류 제너레이터(Vortex Generator)를 통해 제1배관(220)의 내주면을 따라 일측으로 유동될 수 있다. 이때 상기 와류 제너레이터는 고속의 rpm으로 유체를 회전시키는 장치일 수 있다. 그리고 상기 제1배관(220)으로 유동되는 고압가스는 조절밸브(230)를 통해 고온/저온으로 분리될 수 있으며, 고온가스(High-Temperature Gas)는 일측으로 유동되어 배출되고, 저온가스(Low-Temperature Gas)는 타측으로 유동될 수 있다. 이때 상기 저온가스는 제1배관(220)의 중심부로 유동될 수 있으며, 타측 방향에 배치된 제2배관(240)을 통해 상기 챔버(300)로 공급될 수 있다. 여기서 상기 조절밸브(230)는 일 예로 스로틀 밸브로 구성되어, 보텍스튜브(200) 제1배관(220)의 직경보다 전체적으로 작은 직경을 가지며, 수직 단면에서 바라볼 때 원형 형상으로 되어 있고, 수평 단면에서 바라볼 때 내측으로 갈수록 폭이 좁아지는 형태로 구성될 수 있다.Referring to FIG. 3 , the vortex tube 200 according to the present invention may have various shapes, such as bidirectional or unidirectional, as described above, and among them, those configured in the bidirectional form will be described in more detail. The high pressure gas compressed in the compressor 120 may be introduced into the high pressure gas supply pipe 210 of the vortex tube 200 . In addition, the high-pressure gas introduced through the high-pressure gas supply pipe 210 may flow to one side along the inner circumferential surface of the first pipe 220 through a vortex generator installed therein. In this case, the vortex generator may be a device that rotates the fluid at a high rpm. And the high-pressure gas flowing into the first pipe 220 can be separated into high-temperature/low-temperature through the control valve 230, and the high-temperature gas flows to one side and is discharged, and the low-temperature gas (Low) -Temperature Gas) can flow to the other side. At this time, the low-temperature gas may flow to the center of the first pipe 220 , and may be supplied to the chamber 300 through the second pipe 240 disposed in the other direction. Here, the control valve 230 is, for example, composed of a throttle valve, has an overall smaller diameter than the diameter of the vortex tube 200 and the first pipe 220, has a circular shape when viewed from a vertical cross section, and has a horizontal cross section It may be configured in a form that becomes narrower toward the inner side when viewed from.

도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이산화탄소 분리 저감 시스템에 관한 것으로, 도 4 및 도 5는 챔버를 도시한 도면을 각각 나타낸다.4 and 5 relate to a system for reducing carbon dioxide separation according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 4 and 5 are views showing a chamber, respectively.

도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 챔버(300)는 하우징(310), 연결관(320), 배출관(330), 제1필터(340) 또는 가이드부(350)를 포함하여 구성될 수 있다. 상기 하우징(310)은 내부가 중공된 형상으로 상기 연결관(320)이 측면 상에 연결되고 상기 배출관(330)이 상부에 연결될 수 있다. 상기 배출관(330)은 이산화탄소가 제거되어 외부로 배출되는 저온가스가 유동되는 관일 수 있다. 이때 상기 제1필터(340)는 상기 배출관(330) 상에 배치될 수 있으며, 상기 제1필터(340)에서 응축수 또는 이물질이 걸러져 상기 배출관(330)으로의 유동이 제한될 수 있다.4 and 5 , the chamber 300 according to an embodiment of the present invention includes a housing 310 , a connection pipe 320 , a discharge pipe 330 , a first filter 340 or a guide part 350 . It may be composed of The housing 310 may have a hollow interior, the connection pipe 320 may be connected to the side, and the discharge pipe 330 may be connected to the upper part. The discharge pipe 330 may be a pipe through which carbon dioxide is removed and the low-temperature gas discharged to the outside flows. In this case, the first filter 340 may be disposed on the discharge pipe 330 , and condensed water or foreign substances may be filtered out of the first filter 340 to limit the flow to the discharge pipe 330 .

상기 연결관(320)은 상기 보텍스튜브(200)의 제2배관(240)과 연결될 수 있으며, 상기 제2배관(240)과 상기 연결관(320) 사이에 온도제어부(300a)가 배치될 수 있다. 그리고 상기 바이패스라인(130) 또한 상기 연결관(320)과 연결될 수 있으며, 상기 바이패스라인(130)과 연결관(320) 사이에 상기 온도제어부(300a)가 배치될 수 있다. 이때 상기 제2배관(240)과 바이패스라인(130)은 상기 온도제어부(300a)로 유입되기 전 각각의 관에서 흐르는 유체가 혼합되도록 구성되거나, 상기 바이패스라인(130)은 상기 챔버(300) 내부로 직접 연결될 수도 있다.The connection pipe 320 may be connected to the second pipe 240 of the vortex tube 200 , and a temperature control unit 300a may be disposed between the second pipe 240 and the connection pipe 320 . have. In addition, the bypass line 130 may also be connected to the connection pipe 320 , and the temperature control unit 300a may be disposed between the bypass line 130 and the connection pipe 320 . At this time, the second pipe 240 and the bypass line 130 are configured such that the fluid flowing in each pipe is mixed before being introduced into the temperature control unit 300a, or the bypass line 130 is the chamber 300 ) may be directly connected to the inside.

상기 가이드부(350)는 상기 연결관(320) 보다 상측에 배치될 수 있으며, 복수로 구성될 수 있다. 보다 명확하게는, 복수의 상기 가이드부(350)가 서로 인접한 제1가이드부(351) 및 제2가이드부(352)를 포함한 복수로 구성될 수 있다. 이때 상기 가이드부(350)는 상기 하우징(310)의 내면에 일단이 연결되고 타단이 하측으로 기울어지도록 연장될 수 있으며, 서로 인접한 제1가이드부(351) 및 제2가이드부(352)는 서로 대향하도록 배치될 수 있다. 즉, 상기 제1가이드부(351)는 상기 하우징(310)의 일측 내면에 일단이 고정되고, 상기 제2가이드부(352)는 상기 하우징(310)의 타측 내면에 일단이 고정될 수 있다. 그리고 상기 제1가이드부(351) 및 제2가이드부(352)는 상기 하우징(310)의 반경 보다 길게 형성되어, 제1가이드부(351)의 타단이 상기 제2가이드부(352)의 저면과 상하로 대향하도록 배치될 수 있다. 이에 상기 연결관(320)으로부터 유입된 저온가스는 지그재그 또는 나선 형태로 상기 배출관(330)을 향하도록 유동될 수 있으며, 저온가스 상에 포함된 응축수와 이물질들이 상기 가이드부(350)에 부딪혀 낙하될 수 있다. The guide part 350 may be disposed above the connection pipe 320 and may be configured in plurality. More specifically, the plurality of guide parts 350 may be configured in plurality including the first guide part 351 and the second guide part 352 adjacent to each other. At this time, the guide part 350 may extend so that one end is connected to the inner surface of the housing 310 and the other end is inclined downward, and the first guide part 351 and the second guide part 352 adjacent to each other are connected to each other. They may be arranged to face each other. That is, one end of the first guide part 351 may be fixed to one inner surface of the housing 310 , and one end of the second guide part 352 may be fixed to the other inner surface of the housing 310 . In addition, the first guide part 351 and the second guide part 352 are formed to be longer than the radius of the housing 310 , so that the other end of the first guide part 351 is a bottom surface of the second guide part 352 . and may be disposed to face up and down. Accordingly, the low-temperature gas introduced from the connection pipe 320 may flow toward the discharge pipe 330 in a zigzag or spiral shape, and condensed water and foreign substances contained in the low-temperature gas collide with the guide part 350 and fall. can be

상기 챔버(300)는 하우징(310)의 하부에 연결된 배수관(360)과, 상기 배수관(360)의 입구 측에 배치되는 제2필터(370)를 더 포함할 수 있다. 이때 상기 배수관(360)은 상기 하우징(310)으로 유입된 저온가스에서 액화된 이산화탄소를 포함한 응축수가 배출될 수 있으며, 응축수 상에 잔여한 이물질은 상기 제2필터(370)에서 여과될 수도 있다.The chamber 300 may further include a drain pipe 360 connected to a lower portion of the housing 310 and a second filter 370 disposed at an inlet side of the drain pipe 360 . At this time, the drain pipe 360 may discharge condensed water including liquefied carbon dioxide from the low-temperature gas introduced into the housing 310 , and foreign substances remaining on the condensed water may be filtered by the second filter 370 .

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이산화탄소 분리 저감 시스템에 관한 것으로, 도 6은 챔버를 도시한 도면을 나타낸다.Figure 6 relates to a carbon dioxide separation reduction system according to another embodiment of the present invention, Figure 6 is a view showing a chamber.

도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 챔버(300)는 하우징(310), 연결관(320), 배출관(330), 제1필터(340)를 포함하여 구성될 수 있다. 이때 상기 하우징(310)은 하부가 하측으로 갈수록 좁아지는 형상으로 구성될 수 있으며, 상기 하우징(310)의 측면에는 연결관(320)이 연결되어 상기 보텍스튜브(200)의 제2배관(240)으로부터 저온가스를 공급받을 수 있다. 아울러 상술한 바와 같이 상기 연결관(320)과 제2배관(240) 사이에는 온도제어부(300a)가 배치되어 유입된 저온가스를 냉각하여 이산화탄소가 액화되도록 제어할 수 있다. 그리고 액화된 이산화탄소를 포함한 응축수는 상기 하우징(310)의 내면 하부를 따라 하측으로 권회될 수 있으며, 별도로 표기하지는 않았으나 배수관을 통해 상기 응축수가 배수될 수 있다.Referring to FIG. 6 , a chamber 300 according to another embodiment of the present invention may include a housing 310 , a connection pipe 320 , an exhaust pipe 330 , and a first filter 340 . At this time, the housing 310 may be configured in a shape in which the lower portion becomes narrower toward the lower side, and a connection pipe 320 is connected to a side surface of the housing 310 so that the second pipe 240 of the vortex tube 200 is connected. Low-temperature gas can be supplied from In addition, as described above, a temperature control unit 300a is disposed between the connection pipe 320 and the second pipe 240 to cool the low-temperature gas introduced therein, thereby controlling the carbon dioxide to be liquefied. In addition, the condensed water including liquefied carbon dioxide may be wound downward along the lower inner surface of the housing 310 , and although not specifically indicated, the condensed water may be drained through a drain pipe.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이산화탄소 분리 저감 시스템에 관한 것으로, 도 7은 이산화탄소 분리 저감 시스템의 블록선도를 각각 나타낸다.7 relates to a carbon dioxide separation reduction system according to another embodiment of the present invention, and FIG. 7 shows a block diagram of the carbon dioxide separation reduction system, respectively.

도 7을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이산화탄소 분리 저감 시스템은, 상술한 바와 같이 수분제거기(100), 서지탱크(110), 압축기(120), 보텍스튜브(200), 온도제어부(300a) 또는 챔버(300)를 포함할 수 있다. 아울러 상기 보텍스튜브(200)에서 배기가스가 고온가스 및 저온가스로 기류가 분리된 후, 상기 고온가스 및 저온가스는 각각의 냉각계통을 거쳐 응축수가 배출될 수 있다. 이에 대해서 보다 상세히 설명하자면 다음과 같다.Referring to FIG. 7 , the carbon dioxide separation and reduction system according to another embodiment of the present invention, as described above, includes a water remover 100 , a surge tank 110 , a compressor 120 , a vortex tube 200 , and a temperature control unit. (300a) or may include a chamber (300). In addition, after the exhaust gas is separated into high-temperature gas and low-temperature gas in the vortex tube 200 , the high-temperature gas and low-temperature gas may pass through respective cooling systems and condensate may be discharged. To explain this in more detail as follows.

본 발명에 따른 이산화탄소 분리 저감 시스템은, 상기 보텍스튜브(200)에서 배출되는 고온가스를 냉각하도록, 고온가스탱크(400), 제1열교환기(410), 제1포집장치(420), 제1서지탱크(430), 제1압축기(440) 또는 제1보텍스튜브(450)를 포함할 수 있다. 이때 상기 제1열교환기(410)는 상기 고온가스를 냉매를 통해 냉각하는 구성일 수 있으며, 상기 제1포집장치(420)는 상기 제1열교환기(410)를 거쳐 냉각된 고온가스에서 발생된 응축수를 분리하여 배출할 수 있다. 이때 상기 응축수 상에는 액화된 이산화탄소가 포함될 수도 있다. 그리고 상기 제1서지탱크(430)는 냉각된 고온가스의 압력을 안정화할 수 있으며, 상기 제1압축기(440)에서 냉각된 고온가스를 고압으로 압축할 수 있다. 나아가 상기 제1보텍스튜브(450)에서는 고온가스를 고온 기류 및 저온 기류로 다시 분리할 수 있다.The carbon dioxide separation reduction system according to the present invention is a high-temperature gas tank 400, a first heat exchanger 410, a first collecting device 420, and a first so as to cool the high-temperature gas discharged from the vortex tube 200. It may include a surge tank 430 , a first compressor 440 , or a first vortex tube 450 . At this time, the first heat exchanger 410 may be configured to cool the high-temperature gas through a refrigerant, and the first collecting device 420 is generated from the cooled high-temperature gas through the first heat exchanger 410 . Condensate can be separated and discharged. At this time, the condensed water may contain liquefied carbon dioxide. In addition, the first surge tank 430 may stabilize the pressure of the cooled hot gas, and may compress the hot gas cooled in the first compressor 440 to a high pressure. Furthermore, in the first vortex tube 450 , the high-temperature gas may be separated again into a high-temperature airflow and a low-temperature airflow.

아울러 본 발명에 따른 이산화탄소 분리 저감 시스템은, 저온가스가 상기 챔버(300)를 거쳐 액화된 이산화탄소가 일부 제거된 상태에서 다시 냉각하도록, 저온가스탱크(500), 제2압축기(510) 또는 제2보텍스튜브(520)를 포함할 수 있다. 이때 상기 저온가스탱크(500)는 상기 챔버(300)에서 배출된 저온가스의 압력을 안정화할 수 있으며, 상기 제2압축기(510)에서 저온가스를 고압으로 압축할 수 있다. 나아가 상기 제2보텍스튜브(520)에서는 저온가스를 고온 기류 및 저온 기류로 다시 분리할 수 있다.In addition, the carbon dioxide separation reduction system according to the present invention, the low-temperature gas tank 500, the second compressor 510 or the second so that the low-temperature gas passes through the chamber 300 and cools again in a state in which liquefied carbon dioxide is partially removed. It may include a vortex tube 520 . At this time, the low-temperature gas tank 500 may stabilize the pressure of the low-temperature gas discharged from the chamber 300 , and the second compressor 510 may compress the low-temperature gas to a high pressure. Furthermore, the second vortex tube 520 may separate the low-temperature gas into a high-temperature airflow and a low-temperature airflow.

아울러 본 발명에 따른 이산화탄소 분리 저감 시스템은, 상기 제1보텍스튜브(450) 및 제2보텍스튜브(520)와 연결된 제1챔버(610) 및 제2챔버(620)를 포함할 수 있다. 이때 상기 제1챔버(610)는 상기 제1보텍스튜브(450)에서 고온가스의 저온 기류를 공급받되 상기 제2보텍스튜브(520)에서 저온가스의 고온 기류를 공급받을 수 있으며, 상기 제2챔버(620)는 상기 제1보텍스튜브(450)에서 고온가스의 고온 기류를 공급받되 상기 제2보텍스튜브(520)에서 저온가스의 저온 기류를 공급받을 수 있다. 이에 따라 고온측의 고온과 저온측의 저온 기류가 서로 혼합되고, 저온측의 저온과 저온측의 고온 기류가 서로 혼합되어 많은 유량의 가스를 보다 효율적으로 냉각할 수 있는 기반을 제공해줄 수 있다. 그리고 도시되지는 않았으나 상기 제1챔버(610) 및 제2챔버(620) 각각에도 혼합 가스를 냉각하는 온도제어부가 배치될 수 있다. 아울러 상기 제1챔버(610) 및 제2챔버(620) 각각은 혼합된 가스에서 액화된 이산화탄소가 포함된 응축수를 포집하여 배출할 수 있으며, 이산화탄소가 저감된 제1가스 및 제2가스가 각각 배출될 수 있다.In addition, the carbon dioxide separation reduction system according to the present invention may include a first chamber 610 and a second chamber 620 connected to the first vortex tube 450 and the second vortex tube 520 . At this time, the first chamber 610 may receive a low-temperature airflow of high-temperature gas from the first vortex tube 450 and receive a high-temperature airflow of low-temperature gas from the second vortex tube 520 , and the second chamber 620 may receive a high-temperature airflow of high-temperature gas from the first vortex tube 450 and receive a low-temperature airflow of low-temperature gas from the second vortex tube 520 . Accordingly, the high temperature airflow on the high temperature side and the low temperature airflow on the low temperature side are mixed with each other, and the low temperature side and the high temperature airflow on the low temperature side are mixed with each other, thereby providing a basis for more efficient cooling of a large flow rate of gas. In addition, although not shown, a temperature control unit for cooling the mixed gas may be disposed in each of the first chamber 610 and the second chamber 620 . In addition, each of the first chamber 610 and the second chamber 620 may collect and discharge condensed water containing carbon dioxide liquefied from the mixed gas, and the first gas and the second gas with reduced carbon dioxide are discharged, respectively. can be

도 8 및 도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이산화탄소 분리 저감 시스템에 관한 것으로, 도 8 및 도 9는 각각 제1가스 및 제2가스에서의 이산화탄소를 분리하는 시스템을 도시한 블록선도를 나타낸다.8 and 9 relate to a carbon dioxide separation reduction system according to another embodiment of the present invention, and FIGS. 8 and 9 are block diagrams illustrating a system for separating carbon dioxide from a first gas and a second gas, respectively. indicates.

도 8 및 도 9를 참조하면, 또 다른 실시예에 따른 이산화탄소 분리 저감 시스템은, 상기 제1가스 또는 상기 제2가스를 고압으로 압축하는 서브 압축기(630), 고압의 제1가스 또는 제2가스의 기류를 분리하는 서브 보텍스튜브(640) 및, 상기 제1가스 또는 제2가스의 저온기류에서 이산화탄소를 분리하는 서브 챔버(650)를 더 포함할 수 있다. 이때 상기 서브 압축기(630), 서브 보텍스튜브(640) 및 서브 챔버(650)로 제1가스, 제2가스 또는 제1가스와 제2가스가 혼합된 가스가 유동될 수 있다. Referring to FIGS. 8 and 9 , a carbon dioxide separation reduction system according to another embodiment includes a sub-compressor 630 for compressing the first gas or the second gas to a high pressure, the high-pressure first gas or the second gas It may further include a sub-vortex tube 640 for separating the air flow, and a sub-chamber 650 for separating carbon dioxide from the low-temperature air flow of the first gas or the second gas. In this case, the first gas, the second gas, or a gas in which the first gas and the second gas are mixed may flow to the sub-compressor 630 , the sub-vortex tube 640 , and the sub-chamber 650 .

도 8에서 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 이산화탄소 분리 저감 시스템은, 상기 서브 보텍스튜브(640)에서 배출되는 제1가스의 고온기류인 제1-1가스를 냉각하도록, 서브 고온가스탱크(700), 제3열교환기(710), 제3포집장치(720), 제3서지탱크(730), 제3압축기(740) 또는 제3보텍스튜브(750)를 포함할 수 있다. 이때 상기 제3열교환기(710)는 상기 제1-1가스를 냉매를 통해 냉각하는 구성일 수 있으며, 상기 제3포집장치(720)는 상기 제3열교환기(710)를 거쳐 냉각된 제1-1가스에서 발생된 응축수를 분리하여 배출할 수 있다. 이때 상기 응축수 상에는 액화된 이산화탄소가 포함될 수도 있다. 그리고 상기 제3서지탱크(730)는 냉각된 제1-1가스의 압력을 안정화할 수 있으며, 상기 제3압축기(740)에서 냉각된 제1-1가스를 고압으로 압축할 수 있다. 나아가 상기 제3보텍스튜브(750)에서는 상기 제1-1가스를 고온 기류 및 저온 기류로 다시 분리할 수 있다.As shown in FIG. 8 , the carbon dioxide separation reduction system according to the present invention cools the 1-1 gas, which is the high-temperature airflow of the first gas discharged from the sub-vortex tube 640, in the sub-hot gas tank 700 ), a third heat exchanger 710 , a third collection device 720 , a third surge tank 730 , a third compressor 740 , or a third vortex tube 750 . In this case, the third heat exchanger 710 may be configured to cool the 1-1 gas through a refrigerant, and the third collection device 720 may be configured to cool the first gas cooled through the third heat exchanger 710 . -Condensate generated from gas can be separated and discharged. At this time, the condensed water may contain liquefied carbon dioxide. And the third surge tank 730 may stabilize the pressure of the cooled 1-1 gas, and may compress the 1-1 gas cooled by the third compressor 740 to a high pressure. Furthermore, in the third vortex tube 750 , the 1-1 gas may be separated again into a high-temperature airflow and a low-temperature airflow.

아울러 본 발명에 따른 이산화탄소 분리 저감 시스템은, 제1가스의 저온기류인 제1-2가스가 상기 서브 챔버(650)를 거쳐 액화된 이산화탄소가 일부 제거된 상태에서 다시 냉각하도록, 서브 저온가스탱크(800), 제4압축기(810) 또는 제4보텍스튜브(820)를 포함할 수 있다. 이때 상기 서브 저온가스탱크(800)는 상기 챔버(800)에서 배출된 제1-2가스의 압력을 안정화할 수 있으며, 상기 제4압축기(810)에서 제1-2가스를 고압으로 압축할 수 있다. 나아가 상기 제4보텍스튜브(820)에서는 제1-2가스를 고온 기류 및 저온 기류로 다시 분리할 수 있다.In addition, the carbon dioxide separation reduction system according to the present invention is a sub-low temperature gas tank ( 800), a fourth compressor 810 or a fourth vortex tube 820 may be included. At this time, the sub-low temperature gas tank 800 may stabilize the pressure of the 1-2 gas discharged from the chamber 800, and the fourth compressor 810 may compress the 1-2 gas to a high pressure. have. Furthermore, in the fourth vortex tube 820 , the first and second gases may be separated again into a high-temperature airflow and a low-temperature airflow.

아울러 본 발명에 따른 이산화탄소 분리 저감 시스템은, 상기 제3보텍스튜브(750) 및 제4보텍스튜브(820)와 연결된 제3챔버(910) 및 제4챔버(920)를 포함할 수 있다. 이때 상기 제3챔버(910)는 상기 제3보텍스튜브(750)에서 제1-1가스의 저온 기류를 공급받되 상기 제4보텍스튜브(820)에서 제1-2가스의 고온 기류를 공급받을 수 있으며, 상기 제4챔버(920)는 상기 제3보텍스튜브(750)에서 제1-1가스의 고온 기류를 공급받되 상기 제4보텍스튜브(820)에서 제1-2가스의 저온 기류를 공급받을 수 있다. 이에 따라 고온측의 고온과 저온측의 저온 기류가 서로 혼합되고, 저온측의 저온과 저온측의 고온 기류가 서로 혼합되어 많은 유량의 가스를 보다 효율적으로 냉각할 수 있는 기반을 제공해줄 수 있다. 그리고 도시되지는 않았으나 상기 제3챔버(910) 및 제4챔버(920) 각각에도 혼합 가스를 냉각하는 온도제어부가 배치될 수 있다. 아울러 상기 제3챔버(910) 및 제4챔버(920) 각각은 혼합된 가스에서 액화된 이산화탄소가 포함된 응축수를 포집하여 배출할 수 있으며, 이산화탄소가 저감된 제3가스 및 제4가스가 각각 배출될 수 있다.In addition, the carbon dioxide separation reduction system according to the present invention may include a third chamber 910 and a fourth chamber 920 connected to the third vortex tube 750 and the fourth vortex tube 820 . At this time, the third chamber 910 may receive the low-temperature airflow of the 1-1 gas from the third vortex tube 750 and receive the high-temperature airflow of the 1-2 gas from the fourth vortex tube 820 . In addition, the fourth chamber 920 receives the high-temperature airflow of the 1-1 gas from the third vortex tube 750 and receives the low-temperature airflow of the 1-2 gas from the fourth vortex tube 820 . can Accordingly, the high temperature airflow on the high temperature side and the low temperature airflow on the low temperature side are mixed with each other, and the low temperature side and the high temperature airflow on the low temperature side are mixed with each other, thereby providing a basis for more efficient cooling of a large flow rate of gas. In addition, although not shown, a temperature control unit for cooling the mixed gas may be disposed in each of the third chamber 910 and the fourth chamber 920 . In addition, each of the third chamber 910 and the fourth chamber 920 may collect and discharge condensed water containing carbon dioxide liquefied from the mixed gas, and the third gas and the fourth gas with reduced carbon dioxide are discharged, respectively. can be

또는 도 9에서 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 이산화탄소 분리 저감 시스템은, 상기 서브 보텍스튜브(640)에서 배출되는 제2가스의 고온기류인 제2-1가스를 냉각하도록, 서브 고온가스탱크(700), 제3열교환기(710), 제3포집장치(720), 제3서지탱크(730), 제3압축기(740) 또는 제3보텍스튜브(750)를 포함할 수 있다. 이때 상기 제3열교환기(710)는 상기 제2-1가스를 냉매를 통해 냉각하는 구성일 수 있으며, 상기 제3포집장치(720)는 상기 제3열교환기(710)를 거쳐 냉각된 제2-1가스에서 발생된 응축수를 분리하여 배출할 수 있다. 이때 상기 응축수 상에는 액화된 이산화탄소가 포함될 수도 있다. 그리고 상기 제3서지탱크(730)는 냉각된 제2-1가스의 압력을 안정화할 수 있으며, 상기 제3압축기(740)에서 냉각된 제2-1가스를 고압으로 압축할 수 있다. 나아가 상기 제3보텍스튜브(750)에서는 상기 제2-1가스를 고온 기류 및 저온 기류로 다시 분리할 수 있다.Alternatively, as shown in FIG. 9, the carbon dioxide separation reduction system according to the present invention cools the 2-1 gas, which is a high-temperature airflow of the second gas discharged from the sub-vortex tube 640, in a sub-hot gas tank ( 700 ), a third heat exchanger 710 , a third collection device 720 , a third surge tank 730 , a third compressor 740 , or a third vortex tube 750 . In this case, the third heat exchanger 710 may be configured to cool the 2-1 gas through a refrigerant, and the third collecting device 720 may be configured to cool the second gas through the third heat exchanger 710 . -Condensate generated from gas can be separated and discharged. At this time, the condensed water may contain liquefied carbon dioxide. And the third surge tank 730 may stabilize the pressure of the cooled 2-1 gas, and may compress the 2-1 gas cooled by the third compressor 740 to a high pressure. Furthermore, in the third vortex tube 750 , the 2-1 gas may be separated again into a high-temperature airflow and a low-temperature airflow.

아울러 본 발명에 따른 이산화탄소 분리 저감 시스템은, 제2가스의 저온기류인 제2-2가스가 상기 서브 챔버(650)를 거쳐 액화된 이산화탄소가 일부 제거된 상태에서 다시 냉각하도록, 서브 저온가스탱크(800), 제4압축기(810) 또는 제4보텍스튜브(820)를 포함할 수 있다. 이때 상기 서브 저온가스탱크(800)는 상기 챔버(800)에서 배출된 제2-2가스의 압력을 안정화할 수 있으며, 상기 제4압축기(810)에서 제2-2가스를 고압으로 압축할 수 있다. 나아가 상기 제4보텍스튜브(820)에서는 제2-2가스를 고온 기류 및 저온 기류로 다시 분리할 수 있다.In addition, the carbon dioxide separation reduction system according to the present invention is a sub-low temperature gas tank ( 800), a fourth compressor 810 or a fourth vortex tube 820 may be included. At this time, the sub-low temperature gas tank 800 may stabilize the pressure of the 2-2 gas discharged from the chamber 800, and the fourth compressor 810 may compress the 2-2 gas to a high pressure. have. Furthermore, in the fourth vortex tube 820 , the 2-2 gas may be separated again into a high-temperature airflow and a low-temperature airflow.

아울러 본 발명에 따른 이산화탄소 분리 저감 시스템은, 상기 제3보텍스튜브(750) 및 제4보텍스튜브(820)와 연결된 제3챔버(910) 및 제4챔버(920)를 포함할 수 있다. 이때 상기 제3챔버(910)는 상기 제3보텍스튜브(750)에서 제2-1가스의 저온 기류를 공급받되 상기 제4보텍스튜브(820)에서 제2-2가스의 고온 기류를 공급받을 수 있으며, 상기 제4챔버(920)는 상기 제3보텍스튜브(750)에서 제2-1가스의 고온 기류를 공급받되 상기 제4보텍스튜브(820)에서 제2-2가스의 저온 기류를 공급받을 수 있다. 이에 따라 고온측의 고온과 저온측의 저온 기류가 서로 혼합되고, 저온측의 저온과 저온측의 고온 기류가 서로 혼합되어 많은 유량의 가스를 보다 효율적으로 냉각할 수 있는 기반을 제공해줄 수 있다. 그리고 도시되지는 않았으나 상기 제3챔버(910) 및 제4챔버(920) 각각에도 혼합 가스를 냉각하는 온도제어부가 배치될 수 있다. 아울러 상기 제3챔버(910) 및 제4챔버(920) 각각은 혼합된 가스에서 액화된 이산화탄소가 포함된 응축수를 포집하여 배출할 수 있으며, 이산화탄소가 저감된 제3가스 및 제4가스가 각각 배출될 수 있다.In addition, the carbon dioxide separation reduction system according to the present invention may include a third chamber 910 and a fourth chamber 920 connected to the third vortex tube 750 and the fourth vortex tube 820 . At this time, the third chamber 910 may receive the low-temperature airflow of the 2-1 gas from the third vortex tube 750 and receive the high-temperature airflow of the 2-2 gas from the fourth vortex tube 820 . and the fourth chamber 920 receives the high temperature airflow of the 2-1 gas from the third vortex tube 750 and receives the low temperature airflow of the 2-2 gas from the fourth vortex tube 820 . can Accordingly, the high temperature airflow on the high temperature side and the low temperature airflow on the low temperature side are mixed with each other, and the low temperature side and the high temperature airflow on the low temperature side are mixed with each other, thereby providing a basis for more efficient cooling of a large flow rate of gas. In addition, although not shown, a temperature control unit for cooling the mixed gas may be disposed in each of the third chamber 910 and the fourth chamber 920 . In addition, each of the third chamber 910 and the fourth chamber 920 may collect and discharge condensed water containing carbon dioxide liquefied from the mixed gas, and the third gas and the fourth gas with reduced carbon dioxide are discharged, respectively. can be

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 일 실시예에 한정되는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.As described above, the present invention has been described with specific details such as specific components and limited embodiment drawings, but these are only provided to help a more general understanding of the present invention, and the present invention is not limited to the above one embodiment. No, various modifications and variations are possible from these descriptions by those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains.

따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술되는 특허 청구 범위뿐 아니라 이 특허 청구 범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Therefore, the spirit of the present invention should not be limited to the described embodiments, and not only the claims described below, but also all those with equivalent or equivalent modifications to the claims are said to be within the scope of the spirit of the present invention. will be.

10 : 플랜트
100 : 수분제거기 100a : 전단 열교환기
101 : 열교환기 102 : 포집장치
110 : 서지탱크 120 : 압축기
130 : 바이패스라인 131 : 바이패스밸브
200 : 보텍스튜브
210 : 고압가스 공급관 220 : 제1배관
230 : 조절밸브 240 : 제2배관
300 : 챔버 300a : 온도제어부
310 : 하우징 320 : 연결관
330 : 배출관 340 : 제1필터
350 : 가이드부
351 : 제1가이드부 352 : 제2가이드부
360 : 배수관 370 : 제2필터
400 : 고온가스탱크 410 : 제1열교환기
420 : 제1포집장치 430 : 제1서지탱크
440 : 제1압축기 450 : 제1보텍스튜브
500 : 저온가스탱크 510 : 제2압축기
520 : 제2보텍스튜브
610 : 제1챔버 620 : 제2챔버
630 : 서브 압축기 640 : 서브 보텍스튜브
650 : 서브 챔버
700 : 서브 고온가스탱크 710 : 제3열교환기
720 : 제3포집장치 730 : 제3서지탱크
740 : 제3압축기 750 : 제3보텍스튜브
800 : 서브 저온가스탱크 810 : 제4압축기
820 : 제4보텍스튜브
910 : 제3챔버 920 : 제4챔버
10 : Plant
100: moisture remover 100a: shear heat exchanger
101: heat exchanger 102: collecting device
110: surge tank 120: compressor
130: bypass line 131: bypass valve
200: vortex tube
210: high pressure gas supply pipe 220: first pipe
230: control valve 240: second pipe
300: chamber 300a: temperature control unit
310: housing 320: connector
330: discharge pipe 340: first filter
350: guide unit
351: first guide part 352: second guide part
360: drain pipe 370: second filter
400: high-temperature gas tank 410: first heat exchanger
420: first collection device 430: first surge tank
440: first compressor 450: first vortex tube
500: low-temperature gas tank 510: second compressor
520: second vortex tube
610: first chamber 620: second chamber
630: sub compressor 640: sub vortex tube
650: sub chamber
700: sub high-temperature gas tank 710: third heat exchanger
720: third collection device 730: third surge tank
740: third compressor 750: third vortex tube
800: sub low-temperature gas tank 810: fourth compressor
820: fourth vortex tube
910: third chamber 920: fourth chamber

Claims (11)

플랜트의 배기가스의 이산화탄소를 제거하는 이산화탄소 분리 저감 시스템에 있어서,
배기가스를 고압으로 압축하는 압축기;
고압의 배기가스에서 고온가스 및 저온가스를 양단으로 분리하는 보텍스튜브;
상기 보텍스튜브의 일단과 연결되어 유입되는 저온가스에서 액화된 이산화탄소를 분리하는 챔버;
상기 보텍스튜브에서 분리된 고온가스를 고압으로 압축하는 제1압축기;
상기 제1압축기와 연결되어 고온가스의 기류를 분리하는 제1보텍스튜브;
상기 챔버를 거쳐 배출되는 저온가스를 고압으로 압축하는 제2압축기;
상기 제2압축기와 연결되어 저온가스의 기류를 분리하는 제2보텍스튜브;
상기 제1보텍스튜브에서 고온가스의 저온 기류를 공급받되 상기 제2보텍스튜브에서 저온가스의 고온 기류를 공급받는 제1챔버;
상기 제1보텍스튜브에서 고온가스의 고온 기류를 공급받되 상기 제2보텍스튜브에서 저온가스의 저온 기류를 공급받는 제2챔버;
상기 보텍스튜브와 제1압축기 사이에 연결되어 고온가스를 냉각하는 제1열교환기; 및
상기 제1열교환기와 제1압축기 사이에 연결되어 응축수를 포집하는 제1포집장치;
를 포함하고,
상기 챔버는,
하우징, 상기 보텍스튜브의 일단과 상기 하우징을 연결하는 연결관, 상기 하우징의 상부에 배치되어 가스가 배기되는 배출관 및, 상기 하우징의 하부에 배치되어 액화된 이산화탄소가 배출되는 배수관을 포함하며,
상기 제1챔버 및 제2챔버에서 각각,
혼합된 가스가 냉각되어 액화된 이산화탄소가 배출되는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 분리 저감 시스템.
In the carbon dioxide separation reduction system for removing carbon dioxide from the exhaust gas of a plant,
Compressor for compressing exhaust gas to high pressure;
a vortex tube that separates the high-temperature gas and the low-temperature gas from the high-pressure exhaust gas at both ends;
a chamber connected to one end of the vortex tube to separate liquefied carbon dioxide from the low-temperature gas introduced;
a first compressor for compressing the hot gas separated from the vortex tube at a high pressure;
a first vortex tube connected to the first compressor to separate the airflow of the hot gas;
a second compressor for compressing the low-temperature gas discharged through the chamber to a high pressure;
a second vortex tube connected to the second compressor to separate the airflow of the low-temperature gas;
a first chamber receiving a low-temperature airflow of high-temperature gas from the first vortex tube and receiving a high-temperature airflow of low-temperature gas from the second vortex tube;
a second chamber receiving a high-temperature airflow of a high-temperature gas from the first vortex tube and receiving a low-temperature airflow of a low-temperature gas from the second vortex tube;
a first heat exchanger connected between the vortex tube and the first compressor to cool the hot gas; and
a first collecting device connected between the first heat exchanger and the first compressor to collect condensed water;
including,
The chamber is
A housing, a connection pipe connecting one end of the vortex tube and the housing, an exhaust pipe disposed on the upper portion of the housing to exhaust gas, and a drain pipe disposed below the housing to discharge liquefied carbon dioxide,
each in the first chamber and the second chamber,
Carbon dioxide separation reduction system, characterized in that the mixed gas is cooled and liquefied carbon dioxide is discharged.
제1항에 있어서,
배기가스의 압력을 안정화하도록 상기 플랜트와 상기 압축기 사이에 배치되는 서지탱크; 및
상기 배기가스 내 수분을 제거하도록 상기 플랜트와 상기 서지탱크 사이에 배치되는 수분제거기;
를 더 포함하고,
상기 수분제거기는,
냉매를 이용하여 배기가스의 온도를 낮추는 열교환기와, 상기 열교환기에서 배출된 배기가스에서 응축수를 분리하는 포집장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 분리 저감 시스템.
According to claim 1,
a surge tank disposed between the plant and the compressor to stabilize the pressure of the exhaust gas; and
a moisture eliminator disposed between the plant and the surge tank to remove moisture in the exhaust gas;
further comprising,
The moisture eliminator,
A carbon dioxide separation reduction system comprising: a heat exchanger for lowering the temperature of exhaust gas using a refrigerant; and a collecting device for separating condensed water from the exhaust gas discharged from the heat exchanger.
제2항에 있어서,
상기 챔버에서 배출되는 가스가 상기 열교환기의 냉매로 공급되는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 분리 저감 시스템.
3. The method of claim 2,
Carbon dioxide separation reduction system, characterized in that the gas discharged from the chamber is supplied as a refrigerant of the heat exchanger.
제1항에 있어서,
배기가스의 압력을 안정화하도록 상기 플랜트와 상기 압축기 사이에 배치되는 서지탱크; 및
상기 서지탱크의 전단에 배치되는 전단 열교환기;
를 더 포함하고,
상기 챔버에서 배출되는 가스가 상기 전단 열교환기의 냉매로 공급되는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 분리 저감 시스템.
According to claim 1,
a surge tank disposed between the plant and the compressor to stabilize the pressure of the exhaust gas; and
a front end heat exchanger disposed at the front end of the surge tank;
further comprising,
Carbon dioxide separation reduction system, characterized in that the gas discharged from the chamber is supplied as a refrigerant of the front end heat exchanger.
제2항에 있어서,
상기 서지탱크 또는 상기 포집장치와 상기 챔버의 하우징을 연결하는 바이패스라인;
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 분리 저감 시스템.
3. The method of claim 2,
a bypass line connecting the surge tank or the collection device and the housing of the chamber;
Carbon dioxide separation reduction system, characterized in that it further comprises.
제1항에 있어서,
상기 챔버는,
액상의 이산화탄소가 기화되는 것을 방지하도록, 액상의 이산화탄소를 냉각하는 냉각장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 분리 저감 시스템.
According to claim 1,
The chamber is
Carbon dioxide separation reduction system, characterized in that it further comprises a cooling device for cooling the liquid carbon dioxide so as to prevent the liquid carbon dioxide from being vaporized.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제1챔버에서 배기되는 제1가스 또는 상기 제2챔버에서 배기되는 제2가스를 고압으로 압축하는 서브 압축기;
고압의 제1가스 또는 제2가스의 기류를 분리하는 서브 보텍스튜브; 및
상기 제1가스 또는 제2가스의 저온기류에서 액화된 이산화탄소를 분리하는 서브 챔버;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 분리 저감 시스템.
According to claim 1,
a sub-compressor for compressing the first gas exhausted from the first chamber or the second gas exhausted from the second chamber to a high pressure;
a sub-vortex tube for separating the high-pressure first gas or the second gas stream; and
a sub-chamber for separating liquefied carbon dioxide from the low-temperature airflow of the first gas or the second gas;
Carbon dioxide separation reduction system, characterized in that it further comprises.
플랜트의 배기가스의 이산화탄소를 제거하는 이산화탄소 분리 저감 시스템에 있어서,
배기가스를 고압으로 압축하는 압축기;
고압의 배기가스에서 고온가스 및 저온가스를 양단으로 분리하는 보텍스튜브;
상기 보텍스튜브의 일단과 연결되어 유입되는 저온가스에서 액화된 이산화탄소를 분리하는 챔버;
상기 보텍스튜브에서 분리된 고온가스를 고압으로 압축하는 제1압축기;
상기 제1압축기와 연결되어 고온가스의 기류를 분리하는 제1보텍스튜브;
상기 챔버를 거쳐 배출되는 저온가스를 고압으로 압축하는 제2압축기;
상기 제2압축기와 연결되어 저온가스의 기류를 분리하는 제2보텍스튜브;
상기 제1보텍스튜브에서 고온가스의 저온 기류를 공급받되 상기 제2보텍스튜브에서 저온가스의 고온 기류를 공급받는 제1챔버;
상기 제1보텍스튜브에서 고온가스의 고온 기류를 공급받되 상기 제2보텍스튜브에서 저온가스의 저온 기류를 공급받는 제2챔버;
상기 제1챔버에서 배기되는 제1가스 또는 상기 제2챔버에서 배기되는 제2가스를 고압으로 압축하는 서브 압축기;
고압의 제1가스 또는 제2가스의 기류를 분리하는 서브 보텍스튜브;
상기 제1가스 또는 제2가스의 저온기류에서 액화된 이산화탄소를 분리하는 서브 챔버;
상기 제1가스의 고온기류인 제1-1가스를 공급받아 고압으로 압축하는 제3압축기;
고압의 상기 제1-1가스의 기류를 분리하는 제3보텍스튜브;
상기 서브 챔버에서 배출되는 제1가스의 저온기류인 제1-2가스를 공급받아 고압으로 압축하는 제4압축기;
고압의 상기 제1-2가스의 기류를 분리하는 제4보텍스튜브;
상기 제3보텍스튜브에서 제1-1가스의 저온 기류를 공급받되 상기 제4보텍스튜브에서 제1-2가스의 고온 기류를 공급받는 제3챔버; 및
상기 제3보텍스튜브에서 제1-1가스의 고온 기류를 공급받되 상기 제4보텍스튜브에서 제1-2가스의 저온 기류를 공급받는 제4챔버;
를 포함하고,
상기 챔버는,
하우징, 상기 보텍스튜브의 일단과 상기 하우징을 연결하는 연결관, 상기 하우징의 상부에 배치되어 가스가 배기되는 배출관 및, 상기 하우징의 하부에 배치되어 액화된 이산화탄소가 배출되는 배수관을 포함하며,
상기 제1챔버, 제2챔버, 제3챔버 및 제4챔버에서 각각,
혼합된 가스가 냉각되어 액화된 이산화탄소가 배출되는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 분리 저감 시스템.
In the carbon dioxide separation reduction system for removing carbon dioxide from the exhaust gas of a plant,
Compressor for compressing exhaust gas to high pressure;
a vortex tube that separates the high-temperature gas and the low-temperature gas from the high-pressure exhaust gas at both ends;
a chamber connected to one end of the vortex tube to separate liquefied carbon dioxide from the low-temperature gas introduced;
a first compressor for compressing the hot gas separated from the vortex tube at a high pressure;
a first vortex tube connected to the first compressor to separate the airflow of the hot gas;
a second compressor for compressing the low-temperature gas discharged through the chamber to a high pressure;
a second vortex tube connected to the second compressor to separate the airflow of the low-temperature gas;
a first chamber receiving a low-temperature airflow of high-temperature gas from the first vortex tube and receiving a high-temperature airflow of low-temperature gas from the second vortex tube;
a second chamber receiving a high-temperature airflow of a high-temperature gas from the first vortex tube and receiving a low-temperature airflow of a low-temperature gas from the second vortex tube;
a sub-compressor for compressing the first gas exhausted from the first chamber or the second gas exhausted from the second chamber to a high pressure;
a sub-vortex tube for separating the high-pressure first gas or the second gas stream;
a sub-chamber for separating liquefied carbon dioxide from the low-temperature airflow of the first gas or the second gas;
a third compressor receiving the 1-1 gas, which is a high-temperature air stream of the first gas, and compressing it to a high pressure;
a third vortex tube for separating the high-pressure air flow of the 1-1 gas;
a fourth compressor for receiving the first-2 gas, which is a low-temperature air stream of the first gas discharged from the sub-chamber, and compressing it to a high pressure;
a fourth vortex tube for separating the airflow of the first and second gases at high pressure;
a third chamber receiving the low-temperature airflow of the 1-1 gas from the third vortex tube and receiving the high-temperature airflow of the 1-2 gas from the fourth vortex tube; and
a fourth chamber receiving the high-temperature airflow of the 1-1 gas from the third vortex tube and receiving the low-temperature airflow of the 1-2 gas from the fourth vortex tube;
including,
The chamber is
A housing, a connection pipe connecting one end of the vortex tube and the housing, an exhaust pipe disposed on the upper portion of the housing to exhaust gas, and a drain pipe disposed below the housing to discharge liquefied carbon dioxide,
each in the first chamber, the second chamber, the third chamber and the fourth chamber;
Carbon dioxide separation reduction system, characterized in that the mixed gas is cooled and liquefied carbon dioxide is discharged.
플랜트의 배기가스의 이산화탄소를 제거하는 이산화탄소 분리 저감 시스템에 있어서,
배기가스를 고압으로 압축하는 압축기;
고압의 배기가스에서 고온가스 및 저온가스를 양단으로 분리하는 보텍스튜브;
상기 보텍스튜브의 일단과 연결되어 유입되는 저온가스에서 액화된 이산화탄소를 분리하는 챔버;
상기 보텍스튜브에서 분리된 고온가스를 고압으로 압축하는 제1압축기;
상기 제1압축기와 연결되어 고온가스의 기류를 분리하는 제1보텍스튜브;
상기 챔버를 거쳐 배출되는 저온가스를 고압으로 압축하는 제2압축기;
상기 제2압축기와 연결되어 저온가스의 기류를 분리하는 제2보텍스튜브;
상기 제1보텍스튜브에서 고온가스의 저온 기류를 공급받되 상기 제2보텍스튜브에서 저온가스의 고온 기류를 공급받는 제1챔버;
상기 제1보텍스튜브에서 고온가스의 고온 기류를 공급받되 상기 제2보텍스튜브에서 저온가스의 저온 기류를 공급받는 제2챔버;
상기 제1챔버에서 배기되는 제1가스 또는 상기 제2챔버에서 배기되는 제2가스를 고압으로 압축하는 서브 압축기;
고압의 제1가스 또는 제2가스의 기류를 분리하는 서브 보텍스튜브;
상기 제1가스 또는 제2가스의 저온기류에서 액화된 이산화탄소를 분리하는 서브 챔버;
상기 제2가스의 고온기류인 제2-1가스를 공급받아 고압으로 압축하는 제3압축기;
고압의 상기 제2-1가스의 기류를 분리하는 제3보텍스튜브;
상기 서브 챔버에서 배출되는 제2가스의 저온기류인 제2-2가스를 공급받아 고압으로 압축하는 제4압축기;
고압의 상기 제2-2가스의 기류를 분리하는 제4보텍스튜브;
상기 제3보텍스튜브에서 제2-1가스의 저온 기류를 공급받되 상기 제4보텍스튜브에서 제2-2가스의 고온 기류를 공급받는 제3챔버; 및
상기 제3보텍스튜브에서 제2-1가스의 고온 기류를 공급받되 상기 제4보텍스튜브에서 제2-2가스의 저온 기류를 공급받는 제4챔버;
를 포함하고,
상기 챔버는,
하우징, 상기 보텍스튜브의 일단과 상기 하우징을 연결하는 연결관, 상기 하우징의 상부에 배치되어 가스가 배기되는 배출관 및, 상기 하우징의 하부에 배치되어 액화된 이산화탄소가 배출되는 배수관을 포함하며,
상기 제1챔버, 제2챔버, 제3챔버 및 제4챔버에서 각각,
혼합된 가스가 냉각되어 액화된 이산화탄소가 배출되는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 분리 저감 시스템.
In the carbon dioxide separation reduction system for removing carbon dioxide from the exhaust gas of a plant,
Compressor for compressing exhaust gas to high pressure;
a vortex tube that separates the high-temperature gas and the low-temperature gas from the high-pressure exhaust gas at both ends;
a chamber connected to one end of the vortex tube to separate liquefied carbon dioxide from the low-temperature gas introduced;
a first compressor for compressing the hot gas separated from the vortex tube at a high pressure;
a first vortex tube connected to the first compressor to separate the airflow of the hot gas;
a second compressor for compressing the low-temperature gas discharged through the chamber to a high pressure;
a second vortex tube connected to the second compressor to separate the airflow of the low-temperature gas;
a first chamber receiving a low-temperature airflow of high-temperature gas from the first vortex tube and receiving a high-temperature airflow of low-temperature gas from the second vortex tube;
a second chamber receiving a high-temperature airflow of a high-temperature gas from the first vortex tube and receiving a low-temperature airflow of a low-temperature gas from the second vortex tube;
a sub-compressor for compressing the first gas exhausted from the first chamber or the second gas exhausted from the second chamber to a high pressure;
a sub-vortex tube for separating the high-pressure first gas or the second gas stream;
a sub-chamber for separating liquefied carbon dioxide from the low-temperature airflow of the first gas or the second gas;
a third compressor receiving the 2-1 gas, which is a high-temperature air stream of the second gas, and compressing it to a high pressure;
a third vortex tube for separating the airflow of the 2-1 gas at high pressure;
a fourth compressor for receiving the 2-2 gas, which is a low-temperature air flow of the second gas discharged from the sub-chamber, and compressing it to a high pressure;
a fourth vortex tube that separates the airflow of the 2-2 gas at high pressure;
a third chamber receiving the low-temperature airflow of the 2-1 gas from the third vortex tube and receiving the high-temperature airflow of the 2-2 gas from the fourth vortex tube; and
a fourth chamber receiving the high-temperature airflow of the 2-1 gas from the third vortex tube and receiving the low-temperature airflow of the 2-2 gas from the fourth vortex tube;
including,
The chamber is
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