KR102300742B1 - 유해물질 분리 저감 시스템 - Google Patents

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KR102300742B1
KR102300742B1 KR1020210032423A KR20210032423A KR102300742B1 KR 102300742 B1 KR102300742 B1 KR 102300742B1 KR 1020210032423 A KR1020210032423 A KR 1020210032423A KR 20210032423 A KR20210032423 A KR 20210032423A KR 102300742 B1 KR102300742 B1 KR 102300742B1
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임석연
유상석
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충남대학교산학협력단
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Abstract

본 발명은, 배기가스를 고압으로 압축하는 압축기; 고압의 배기가스에서 고온가스 및 저온가스를 양단으로 분리하는 보텍스튜브; 및 상기 보텍스튜브와 연결되어 유입된 가스에서 입자상 물질과 액화된 이산화탄소를 분리하는 챔버;를 포함하고, 상기 챔버는, 하우징, 상기 보텍스튜브와 상기 하우징을 연결하는 연결관, 상기 하우징의 상부에 배치되어 가스가 배기되는 배출관 및, 상기 하우징의 하부에 배치되어 액화된 이산화탄소가 배출되는 배수관, 상기 배출관 상에 배치되어 입자상 물질 및 액화된 이산화탄소를 걸러내는 제1필터, 상기 배수관 상에 배치되어 액화된 이산화탄소에서 입자상 물질을 여과하는 제2필터를 포함하여 입자상 물질 및 이산화탄소를 모두 분리 저감할 수 있는 시스템에 관한 것이다.

Description

유해물질 분리 저감 시스템{HARMFUL SUBSTANCE SEPARATION AND REDUCTION SYSTEM}
본 발명은 유해물질 분리 저감 시스템에 관한 것으로, 보다 상세히는 연료를 연소시키거나 열처리하는 과정에서 발생되는 유해물질을 분리 및 저감하는 시스템에 관한 것이다.
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.
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.
이에 따라, 대한민국 등록특허공보 제10-1847951호(이하, '선행문헌 1'이라 함.)에서는 원료가스로부터 이산화탄소를 액화하여 회수하는 기술이 개시되어 있다. 위 선행문헌 1에 대하여 간략히 설명하자면, 위 선행문헌 1의 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.
아울러 이에 따라, 대한민국 등록특허공보 제10-1583540호(이하, '선행문헌 2'라 함.)에서는 발전기용 매연 저감장치가 개시되어 있다. 위 선행문헌 2에 대하여 간략히 설명하자면, 위 선행문헌 2의 발전기용 매연 저감장치는, 본체부, 사이클론 방식의 제1여과부, 디젤산화촉매(DOC) 및 디젤 미립자 필터(DPF) 및 원심분리 방식의 제2여과부를 통해 입자상 물질을 포함하는 매연이 저감되도록 구성된다.
상술한 선행문헌 1 및 선행문헌 2를 통해 이산화탄소 등의 온실가스와, 입자상 물질 등의 매연을 저감이 가능한 장점이 있다. 하지만, 현재 개시된 기술들은 온실가스 또는 매연 중 하나에 대한 정화작업만 가능하거나, 이를 모두 처리하기 위해서 다수의 정화장치들을 구비해야 하여 시설 규모가 과도하게 증설되는 문제점이 있다. 또는 하나의 시설에서 소규모 정화장치를 구비하는 경우에는 정화 성능이 낮아지는 문제점으로 이어질 수 있다.
KR 10-1847951 B1 (2018.04.11.) KR 10-1583540 B1 (2016.01.08.)
본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 배기가스 내 포함되어 있는 온실가스 및 매연을 모두 제거할 수 있는 보텍스튜브 및 챔버를 포함하는 유해물질 분리 저감 시스템을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 배기가스를 고압으로 압축하는 압축기; 고압의 배기가스에서 고온가스 및 저온가스를 양단으로 분리하는 보텍스튜브; 상기 보텍스튜브와 연결되어 유입된 가스에서 입자상 물질과 액화된 이산화탄소를 분리하는 챔버;를 포함하고, 상기 챔버는, 하우징, 상기 보텍스튜브와 상기 하우징을 연결하는 연결관, 상기 하우징의 상부에 배치되어 가스가 배기되는 배출관 및, 상기 하우징의 하부에 배치되어 액화된 이산화탄소가 배출되는 배수관, 상기 배출관 상에 배치되어 입자상 물질 및 액화된 이산화탄소를 걸러내는 제1필터, 상기 배수관 상에 배치되어 액화된 이산화탄소에서 입자상 물질을 여과하는 제2필터를 포함할 수 있다.
또한, 상기 챔버는 한 쌍으로 이루어져 상기 보텍스튜브의 양단에 각각 연결되고, 하나의 챔버가 상기 보텍스튜브로부터 유입된 고온가스에서 입자상 물질을 분리하고, 다른 하나의 챔버가 상기 보텍스튜브로부터 유입된 저온가스에서 액화된 이산화탄소를 분리할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 유해물질 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 가스 상의 입자상 물질이 분리되고, 혼합된 가스가 냉각되어 액화된 이산화탄소가 배출될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 유해물질 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 입자상 물질과 액화된 이산화탄소를 분리하는 서브 챔버;를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 유해물질 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 가스 상의 입자상 물질이 분리되고, 혼합된 가스가 냉각되어 액화된 이산화탄소가 배출될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 유해물질 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 가스 상의 입자상 물질이 분리되고, 혼합된 가스가 냉각되어 액화된 이산화탄소가 배출될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 유해물질 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 포함하며, 상기 수분제거기에서 냉각된 배기가스 중 일부가 상기 챔버로 공급될 수 있다.
또한, 상기 챔버는, 상기 하우징의 내면에 배치되되 상기 연결관 보다 상측에 배치되는 가이드부를 더 포함하고, 상기 가이드부는, 일단이 상기 하우징의 내면에 고정되고, 타단이 하측으로 경사지도록 연장될 수 있다.
또한, 상기 가이드부는, 복수로 이루어져 상하 방향으로 서로 이격 배치되되, 서로 인접한 한 쌍의 상기 가이드부는, 하나의 가이드부가 상기 하우징의 일측 내면에 일단이 고정되고, 다른 하나의 가이드부가 상기 하우징의 타측 내면에 일단이 고정되며, 하나의 가이드부의 타단의 상측에 다른 하나의 가이드부의 저면이 배치되도록 길이가 연장될 수 있다.
또한, 상기 챔버는, 상기 하우징의 하부가 하측으로 갈수록 좁아지는 형상으로 이루어지되, 상기 배출관에 흡입수단이 배치되어 입자상 물질이 분리될 수 있다.
또한, 상기 챔버는, 상기 하우징의 하부에 배치되어 개폐 가능한 도어를 더 포함할 수 있다.
상기와 같은 구성에 의한 본 발명에 따른 유해물질 분리 저감 시스템은, 보텍스튜브에서 분리된 저온 가스를 챔버에 투입하되 챔버에서 액화된 이산화탄소가 분리됨에 따라, 단 시간에 많은 양의 온실가스를 저감할 수 있는 장점이 있다.
이와 더불어 본 발명에 따른 유해물질 분리 저감 시스템은, 배출관 및 배수관에 제1필터 및 제2필터이 설치되어, 입자상 물질, 액화된 이산화탄소 및 유해물질이 저감된 가스를 분리함에 따라 효율이 보다 높아지는 장점이 있다.
이와 더불어 본 발명에 따른 유해물질 분리 저감 시스템은, 다수의 보텍스튜브를 통해 유해물질 저감을 다수의 공정으로 분할하고 혼합할 수 있음에 따라, 시설의 규모가 줄어들면서도 효율은 증대되는 장점으로 이어질 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유해물질 분리 저감 시스템의 블록선도.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유해물질 분리 저감 시스템의 블록선도.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유해물질 분리 저감 시스템의 블록선도.
도 4는 본 발명에 따른 보텍스튜브를 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 챔버를 도시한 도면.
도 6 및 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 챔버를 도시한 도면.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 챔버를 도시한 도면.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유해물질 분리 저감 시스템의 블록선도.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제1가스에서의 유해물질을 분리하는 시스템을 도시한 블록선도.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제2가스에서의 유해물질을 분리하는 시스템을 도시한 블록선도.
이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예에 따른 유해물질 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.
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.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 유해물질 분리 저감 시스템에 관한 것으로, 도 1 내지 도 3은 유해물질 분리 저감 시스템의 블록선도를 각각 나타낸다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 유해물질 분리 저감 시스템은, 플랜트(Plant, 10)에서 배출되는 배기가스의 입자상 물질 및 이산화탄소를 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, 입자상 물질 및 이산화탄소가 배출되는 설비 혹은 장치를 통칭한 것으로 정의한다.
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.
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.
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.
상기 챔버(300)는 상기 보텍스튜브(200)로부터 저온가스를 공급받을 수 있다. 그리고 상기 챔버(300)는 저온가스에서 입자상 물질(Particulate Matter, PM)과 응축수(Condensate)를 분리할 수 있으며, 상기 응축수 상에는 액화된 이산화탄소가 포함될 수 있다. 이에 따라 상기 챔버(300)에서 배출되는 저온가스에서는 입자상 물질, 이산화탄소 및 수분이 저감될 수 있다. 이때 상기 보텍스튜브(200)에서 배출되는 고온가스 또한 별도의 유해물질 분리 저감 라인을 거쳐 외부로 배출되도록 형성될 수 있다. 이때 상기 챔버(300)는 한 쌍으로 이루어져 상기 보텍스튜브(200)의 양단에 각각 결합되어, 하나의 챔버(300)에서는 입자상 물질을 분리하고, 다른 하나의 챔버(300)에서는 이산화탄소를 응축시켜 분리할 수 있도록 구성될 수도 있다. 여기서 하나의 챔버(300)는 상기 보텍스튜브(200)의 고온가스를 공급받을 수 있고, 다른 하나의 챔버(300)는 상기 보텍스튜브(200)의 저온가스를 공급받을 수 있다. 또는 하나의 챔버(300)에서 입자상 물질과 이산화탄소를 모두 분리 저감할 수 있으며, 이하 보다 명확한 설명을 위해 하나의 챔버(300)를 예거하지만 본 발명은 이에 한정하지는 아니한다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 유해물질 분리 저감 시스템은, 상기 서지탱크(110)와, 상기 챔버(300) 사이에 연결되는 바이패스라인(By-Pass Line, 130)과, 상기 바이패스라인(130) 상에 설치되는 바이패스밸브(131)를 더 포함할 수 있다. 그리고 본 발명에 따른 유해물질 분리 저감 시스템은, 상기 서지탱크(110) 내부의 압력을 측정하는 압력센서(Pressure Sensor, 132)를 더 포함할 수도 있다. 이때 상기 압력센서(132)에서 측정된 상기 서지탱크(110)의 압력이 기 설정된 기준 압력보다 높은 경우, 상기 바이패스라인(130)의 바이패스밸브(131)가 개방되어 상기 챔버(300)로 공급하도록 형성될 수 있다. 이에 상기 서지탱크(110) 내부에 배기가스가 과도하게 저장되거나 상기 압축기에서 압축될 수 있는 유량을 초과하여 공급받는 경우에는 상기 바이패스라인(130)을 통해 챔버(300)로 직접 투입하도록 구성될 수도 있다. 또는 상기 서지탱크(110) 상에 별도의 관이 연결되어 상기 압력센서(132)에서 측정된 압력이 과도하게 높은 경우, 상기 별도의 관으로 배기되도록 구성될 수도 있다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 유해물질 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 냉각할 수 있으며, 상기 온도제어부(300a)는 냉각장치와 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. 여기서 본 발명은 상기 보텍스튜브(200)로 공급되는 압축공기의 압력을 통해 상기 보텍스튜브(200)에서 배출되는 저온가스의 온도가 이산화탄소의 액화 온도 이하로 낮아지도록 배치될 수도 있다.
본 발명에 따른 유해물질 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. 그리고 상기 수분제거기(100)에서 냉각된 배기가스의 일부는 상기 온도제어부(300a)로 바이패스라인(130)을 통해 공급될 수도 있다.
본 발명에 따른 유해물질 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.
도 4는 본 발명에 따른 유해물질 분리 저감 시스템에 관한 것으로, 도 4는 보텍스튜브를 도시한 도면을 나타낸다.
도 4를 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.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 유해물질 분리 저감 시스템에 관한 것으로, 도 5는 챔버를 도시한 도면 나타낸다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 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. 이때 상기 연결관(320)은 상기 보텍스튜브(200)에서 분리된 저온가스가 유입되는 관으로 구성될 수 있으며, 상기 배출관(330)은 입자상 물질이 제거되어 외부로 배출되는 저온가스가 유동되는 관일 수 있다. 이때 상기 제1필터(340)는 상기 배출관(330) 상에 배치될 수 있으며, 상기 제1필터(340)에서 입자상 물질과 액화된 이산화탄소 및 응축수가 걸러져 상기 배출관(330)으로의 유동이 제한될 수 있다.
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 잔여한 입자상 물질 또는 응축수가 상기 가이드부(350)에 부딪혀 낙하될 수 있다. 이때 낙화된 입자상 물질들은 상기 하우징(310)의 하측에 적재될 수 있으며, 본 발명에 따른 챔버(300)는 도어(360)를 더 포함하여 쌓여진 입자상 물질들을 제거할 수 있도록 구성될 수 있다.
상기 챔버(300)는 하우징(310)의 하부에 연결된 배수관(370)과, 상기 배수관(370)의 입구 측에 배치되는 제2필터(380)를 더 포함할 수 있다. 이때 상기 배수관(370)은 상기 하우징(310)으로 유입된 저온가스의 일부가 액화되어 형성된 응축수가 배출될 수 있으며, 응축수 상에 잔여한 입자상 물질은 상기 제2필터(380)에서 여과되어 상기 하우징(310)의 내부에 적재될 수 있다. 이때 이산화탄소가 액화되면 상기 응축수와 함께 상기 배수관(370)으로 배출될 수 있다.
상기 챔버(300)는 상기 바이패스라인(130)과 연결된 바이패스관(390)을 더 포함할 수 있으며, 상기 바이패스관(390)이 상기 하우징(310)의 측면 상에 연결될 수 있다. 그리고 상기 바이패스관(390)을 통해서 유입되는 저온가스 혹은 응축수에 잔여한 입자상 물질 또한 여과될 수 있다. 이에 상기 챔버(300)의 배출관(330)에서는 입자상 물질과 이산화탄소가 저감된 저온가스가 배출될 수 있다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유해물질 분리 저감 시스템에 관한 것으로, 도 6 및 도 7은 챔버를 도시한 도면을 각각 나타낸다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 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 구성될 수 있다. 또는 상기 바이패스라인(130)은 상기 챔버(300)의 하우징(310)에 바로 연결될 수도 있다.
아울러 도 7에서 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 챔버(300)는, 상기 도어(360)의 개폐를 통해 내부에 쌓인 입자상 물질을 별도로 분리하여 저장하거나 재생하여 사용할 수 있다. 이때 상기 도어(360)는 자동화된 가이드를 통해 외부의 컨트롤러를 통해 개폐되거나, 작업자의 수작업을 통해 개폐될 수도 있다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유해물질 분리 저감 시스템에 관한 것으로, 도 8은 챔버를 도시한 도면을 나타낸다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 챔버(300)는 하우징(310), 연결관(320), 배출관(330), 제1필터(340), 배수관(370) 또는 제2필터(380)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 응축수와 입자상 물질은 상기 하우징(310)의 내면 하부를 따라 하측으로 권회될 수 있으며, 상기 배수관(370)을 통해 상기 응축수가 배수될 수 있다. 이때 상기 배수관(370)의 제2필터(380)에서는 입자상 물질이 여과되어, 응축수와 입자상 물질이 분리될 수 있다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유해물질 분리 저감 시스템에 관한 것으로, 도 9는 유해물질 분리 저감 시스템의 블록선도를 각각 나타낸다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유해물질 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.
본 발명에 따른 유해물질 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.
아울러 본 발명에 따른 유해물질 분리 저감 시스템은, 저온가스가 상기 챔버(300)를 거쳐 액화된 이산화탄소 및 입자상 물질이 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.
아울러 본 발명에 따른 유해물질 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 응축수와 입자상 물질을 포집하여 배출할 수 있으며, 입자상 물질과 이산화탄소가 저감된 제1가스 및 제2가스가 각각 배출될 수 있다. 여기서 상기 제1챔버(610) 및 제2챔버(620) 상의 제1필터 및 제2필터가 상기 챔버(300)의 제1필터 및 제2필터 보다 더 미세한 물질까지 여과할 수 있도록 형성됨에 따라, 입자상 물질의 순차적인 여과가 가능하도록 구성될 수 있다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유해물질 분리 저감 시스템에 관한 것으로, 도 10 및 도 11은 각각 제1가스 및 제2가스에서의 유해물질을 분리하는 시스템을 도시한 블록선도를 나타낸다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 또 다른 실시예에 따른 유해물질 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 입자상 물질과 이산화탄소를 분리 저감하는 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.
도 10에서 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 유해물질 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.
아울러 본 발명에 따른 유해물질 분리 저감 시스템은, 제1가스의 저온기류인 제1-2가스가 상기 서브 챔버(650)를 거쳐 액화된 이산화탄소와 입자상 물질이 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.
아울러 본 발명에 따른 유해물질 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 응축수와 입자상 물질을 포집하여 배출할 수 있으며, 입자상 물질과 이산화탄소가 저감된 제3가스 및 제4가스가 각각 배출될 수 있다. 여기서 상기 제3챔버(910) 및 제4챔버(920) 상의 제1필터 및 제2필터가 상기 제1챔버(610) 및 제2챔버(620)의 제1필터 및 제2필터 보다 더 미세한 물질까지 여과할 수 있도록 형성됨에 따라, 입자상 물질의 순차적인 여과가 가능하도록 구성될 수 있다.
또는 도 11에서 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 유해물질 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.
아울러 본 발명에 따른 유해물질 분리 저감 시스템은, 제2가스의 저온기류인 제2-2가스가 상기 서브 챔버(650)를 거쳐 액화된 이산화탄소와 입자상 물질이 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.
아울러 본 발명에 따른 유해물질 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 응축수와 입자상 물질을 포집하여 배출할 수 있으며, 입자상 물질과 이산화탄소가 저감된 제3가스 및 제4가스가 각각 배출될 수 있다. 여기서 상기 제3챔버(910) 및 제4챔버(920) 상의 제1필터 및 제2필터가 상기 제1챔버(610) 및 제2챔버(620)의 제1필터 및 제2필터 보다 더 미세한 물질까지 여과할 수 있도록 형성됨에 따라, 입자상 물질의 순차적인 여과가 가능하도록 구성될 수 있다.
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.
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.
10 : 플랜트
20 : 흡입수단
100 : 수분제거기 100a : 전단 열교환기
101 : 열교환기 102 : 포집장치
110 : 서지탱크 120 : 압축기
130 : 바이패스라인 131 : 바이패스밸브
132 : 압력센서
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 : 도어 361 : 이송가이드
370 : 배수관 380 : 제2필터
390 : 바이패스관
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

Claims (11)

  1. 플랜트의 배기가스의 입자상 물질과 이산화탄소를 제거하는 유해물질 분리 저감 시스템에 있어서,
    배기가스를 고압으로 압축하는 압축기;
    고압의 배기가스에서 고온가스 및 저온가스를 양단으로 분리하는 보텍스튜브;
    상기 보텍스튜브와 연결되어 유입된 가스에서 입자상 물질과 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 입자상 물질과 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 보텍스튜브와 상기 하우징을 연결하는 연결관, 상기 하우징의 상부에 배치되어 가스가 배기되는 배출관 및, 상기 하우징의 하부에 배치되어 액화된 이산화탄소가 배출되는 배수관, 상기 배출관 상에 배치되어 입자상 물질 및 액화된 이산화탄소를 걸러내는 제1필터, 상기 배수관 상에 배치되어 액화된 이산화탄소에서 입자상 물질을 여과하는 제2필터를 포함하며,
    상기 제1챔버, 제2챔버, 제3챔버 및 제4챔버에서 각각,
    혼합된 가스 상의 입자상 물질이 분리되고, 혼합된 가스가 냉각되어 액화된 이산화탄소가 배출되는 것을 특징으로 하는 유해물질 분리 저감 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 플랜트의 배기가스의 입자상 물질과 이산화탄소를 제거하는 유해물질 분리 저감 시스템에 있어서,
    배기가스를 고압으로 압축하는 압축기;
    고압의 배기가스에서 고온가스 및 저온가스를 양단으로 분리하는 보텍스튜브;
    상기 보텍스튜브와 연결되어 유입된 가스에서 입자상 물질과 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; 및
    상기 제1가스 또는 제2가스의 저온기류에서 입자상 물질과 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 보텍스튜브와 상기 하우징을 연결하는 연결관, 상기 하우징의 상부에 배치되어 가스가 배기되는 배출관 및, 상기 하우징의 하부에 배치되어 액화된 이산화탄소가 배출되는 배수관, 상기 배출관 상에 배치되어 입자상 물질 및 액화된 이산화탄소를 걸러내는 제1필터, 상기 배수관 상에 배치되어 액화된 이산화탄소에서 입자상 물질을 여과하는 제2필터를 포함하며,
    상기 제1챔버, 제2챔버, 제3챔버 및 제4챔버에서 각각,
    혼합된 가스 상의 입자상 물질이 분리되고, 혼합된 가스가 냉각되어 액화된 이산화탄소가 배출되는 것을 특징으로 하는 유해물질 분리 저감 시스템.
  7. 제1항 또는 제6항에 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 포함하며,
    상기 수분제거기에서 냉각된 배기가스 중 일부가 상기 챔버로 공급되는 것을 특징으로 하는 유해물질 분리 저감 시스템.
  8. 제1항 또는 제6항에 있어서,
    상기 챔버는,
    상기 하우징의 내면에 배치되되 상기 연결관 보다 상측에 배치되는 가이드부를 더 포함하고,
    상기 가이드부는,
    일단이 상기 하우징의 내면에 고정되고, 타단이 하측으로 경사지도록 연장된 것을 특징으로 하는 유해물질 분리 저감 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 가이드부는,
    복수로 이루어져 상하 방향으로 서로 이격 배치되되,
    서로 인접한 한 쌍의 상기 가이드부는,
    하나의 가이드부가 상기 하우징의 일측 내면에 일단이 고정되고,
    다른 하나의 가이드부가 상기 하우징의 타측 내면에 일단이 고정되며,
    하나의 가이드부의 타단의 상측에 다른 하나의 가이드부의 저면이 배치되도록 길이가 연장된 것을 특징으로 하는 유해물질 분리 저감 시스템.
  10. 제1항 또는 제6항에 있어서,
    상기 챔버는,
    상기 하우징의 하부가 하측으로 갈수록 좁아지는 형상으로 이루어지되,
    상기 배출관에 흡입수단이 배치되어 입자상 물질이 분리되는 것을 특징으로 하는 유해물질 분리 저감 시스템.
  11. 제1항 또는 제6항에 있어서,
    상기 챔버는,
    상기 하우징의 하부에 배치되어 개폐 가능한 도어를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유해물질 분리 저감 시스템.
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