KR102567914B1

KR102567914B1 - 격벽식 이산화탄소 광물화 반응기

Info

Publication number: KR102567914B1
Application number: KR1020180070183A
Authority: KR
Inventors: 조성수; 최창식; 서민혜; 이수영
Original assignee: 고등기술연구원연구조합
Priority date: 2018-06-19
Filing date: 2018-06-19
Publication date: 2023-08-17
Also published as: KR20190142921A

Abstract

격벽식 이산화탄소 광물화 반응기가 소개된다.
이 격벽식 이산화탄소 광물화 반응기는, 칼슘 수용액이 수용 가능한 원료 저장조와, 이산화탄소 가스가 저장되는 가스 저장조와, 원료 저장조 및 가스 저장조로부터 칼슘 수용액 및 상기 이산화탄소 가스를 공급받아 혼합시키는 혼합기와, 혼합기에서 혼합된 혼합물의 반응이 이루어지는 반응 경로를 포함하고, 혼합물의 반응 경로가 연장되도록 혼합물의 이동을 안내하는 복수개의 격벽을 제공하는 반응조와, 반응조에서 반응이 이루어진 반응물과 미반응된 물질을 외부로 배출시키기 위한 배출 탱크를 포함할 수 있다.

Description

격벽식 이산화탄소 광물화 반응기{BARRIER TYPE CO2 MINERALIZATION REACTOR}

본 발명은 격벽식 이산화탄소 광물화 반응기에 관한 것이다.

일반적으로 에너지 생산을 위한 석탄, 석유 그리고 천연 가스와 같은 화석 연료의 연소는, 대기 중 이산화탄소의 농도를 높여 지구 온난화를 야기하기도 한다.

이에 이산화탄소 배출을 줄이기 위한 다양한 기술이 개발되고 있다. 일 예로, 이산화탄소를 광물 탄산화하는 광물 탄산화 기술로는, 반응물의 종류, 천연광물 및 산업부산물의 전처리 기술 및 이산화탄소 고정화 기술 등을 들 수 있다.

이러한 광물 탄산화 기술은 석고 자원의 고부가가치화는 물론이고, 탄소세를 저감하거나, 탄소배출권의 거래에도 이용이 가능하다. 아울러, 광물 탄산화 기술에 의해 이산화탄소를 고정하여 제조되는 탄산염은, 그 순도 및 입자 크기에 따라 광학장비, 반도체 및 필러 등의 고부가적으로 활용이 가능하다.

그런데, 종래 광물 탄산화 기술의 경우, CaO 함량이 낮은 폐 콘크리트, 비산재 및 슬러지 등이 이산화탄소를 광물 탄산화하기 위한 원료로 사용됨에 따라, 반응 후 잔류물에 대한 중금속 제거가 필요하고, 이로 인한 추가적인 비용 발생되기도 한다.

특히, 이산화탄소 가스를 광물 탄산화하기 위한 이산화탄소의 반응시간(체류시간)이 짧은 경우, 미반응되는 이산화탄소 가스의 발생율이 높아질 수 있다. 아울러, 이산화탄소 가스가 광물 탄산화되는 과정을 파악하기 어려우면, 탄산화 공정에 대한 전반적인 제어가 쉽지 않다.

이에 이산화탄소 가스와 원료 간의 효과적인 반응을 통해, 이산화탄소 가스의 탄산염 전환율을 증가시킬 수 있는 기술이 요구되고 있다.

특허문헌: 국내 공개특허 10-2016-0019011호 (2016. 02. 18. 공개)

본 발명의 실시예들은 이산화탄소를 탄산염으로 효율적으로 전환시킬 수 있는 격벽식 이산화탄소 광물화 반응기를 제공하고자 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 격벽식 이산화탄소 광물화 반응기는, 칼슘 수용액이 수용 가능한 원료 저장조; 이산화탄소 가스가 저장되는 가스 저장조; 상기 원료 저장조 및 상기 가스 저장조로부터 상기 칼슘 수용액 및 상기 이산화탄소 가스를 공급받아 혼합시키는 혼합기; 상기 혼합기에서 혼합된 혼합물의 반응이 이루어지는 반응 경로를 포함하고, 상기 혼합물의 반응 경로가 연장되도록 상기 혼합물의 이동을 안내하는 복수개의 격벽을 제공하는 반응조; 상기 반응 경로를 따라 이동시키기 위한 압력을 상기 혼합물에 제공하는 공급 펌프; 및 상기 반응조에서 반응이 이루어진 반응물과 미반응된 물질을 외부로 배출시키기 위한 배출 탱크를 포함할 수 있다.

이때, 상기 반응조는 상기 격벽에 의해 구획되는 복수의 챔버를 제공하는 하우징; 상기 혼합물이 이동되도록 복수의 상기 챔버의 상부를 교호로 연결하는 연결 배관; 및 상기 연결 배관을 통해 이동된 상기 챔버 내 상기 혼합물이 인접한 챔버로 배출되도록 상기 격벽의 하부에 마련되는 관통구를 포함할 수 있다.

또한, 상기 반응조는 상기 관통구에 장착되는 라인믹서를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 반응조는 상기 챔버 내 이물질이 외부로 배출되도록 상기 하우징의 하부에 마련되는 호퍼; 상기 챔버 내 혼합물을 교반시키는 교반기; 및 상기 호퍼에서 배출된 혼합물을 상기 하우징의 상부로 피드백하기 위한 순환 펌프를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 반응조 내 상기 혼합물의 탄산염 전환율, pH 농도 및 이산화탄소 농도를 측정하는 계측기; 및 상기 계측기에서 측정된 상기 탄산염 전환율, pH 농도 및 이산화탄소 농도를 기 설정된 목표값에 도달시키기 위해, 상기 이산화탄소 가스 및 상기 칼슘 수용액의 상기 반응조 내 공급량을 조절하는 제어부를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들은 광물 탄산화를 위한 원료와 이산화탄소 가스 간의 접촉시간을 극대화함으로써, 이산화탄소 가스가 탄산염으로 전환되는 탄산염 전환율을 향상시킬 수 있다는 이점이 있다.

또한, 본 발명의 실시예들은 원료와 이산화탄소 가스 간 반응 상태를 실시간으로 계측할 수 있고, 계측된 측정값이 기 설정된 목표값에 도달되도록 반응 환경을 조절함으로써, 탄산염 전환율, pH 농도 및 이산화탄소 농도를 최적화할 수 있다는 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 격벽식 이산화탄소 광물화 반응기를 나타내는 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 격벽식 이산화탄소 광물화 반응기의 반응조를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 격벽식 이산화탄소 광물화 반응기의 제어 로직을 나타내는 블록도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 구성 및 작용에 대해 상세하게 설명한다. 이하의 설명은 특허 청구 가능한 본 발명의 여러 측면(aspects) 중 하나이며, 하기의 설명은 본 발명에 대한 상세한 기술의 일부를 이룰 수 있다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어 공지된 구성 또는 기능에 관한 구체적인 설명은 본 발명을 명료하게 하기 위해 생략할 수 있다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예들을 포함할 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

그리고 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소들은 이와 같은 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 이 용어들은 하나의 구성요소들을 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결되어' 있다거나 '접속되어' 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

도 1은 본 발명에 따른 격벽식 이산화탄소 광물화 반응기를 나타내는 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 격벽식 이산화탄소 광물화 반응기의 반응조를 도시한 사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 격벽식 이산화탄소 광물화 반응기의 제어 로직을 나타내는 블록도이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 격벽식 이산화탄소 광물화 반응기(10)는, 원료 저장조(110), 가스 저장조(120), 혼합기(200), 반응조(300), 공급 펌프(410), 배출 탱크(500), 계측기(600) 및 제어부(700)를 포함할 수 있다.

구체적으로, 원료 저장조(110)는 칼슘 수용액이 수용 가능한 수조로, 원료 저장조(110)에는 고순도의 CoO와 물(H2O)이 투입될 수 있다. 일 예로, 원료 저장조(110)에는 0.1~5 wt%의 CoO와 물(H2O)이 혼합된 칼슘 수용액(CoO 수용액)이 임시 저장될 수 있다.

원료 저장조(110)의 출구측 배관에는 정량 펌프(430)가 장착될 수 있다. 정량 펌프(430)는 원료 저장조(110)로부터 일정 량의 칼슘 수용액을 혼합기(200)로 토출시킬 수 있다. 칼슘 수용액이 토출되는 정량 펌프(430)의 출구측 배관에는, 가스 저장조(120)로부터 이산화탄소가 공급될 수 있다.

가스 저장조(120)는 고 농도의 이산화탄소 가스가 저장되는 저장조를 포함할 수 있다. 이 가스 저장조(120)의 출구측 배관에는 이산화탄소 가스의 토출량을 조절하는 개폐 밸브(440)가 구비될 수 있다. 예컨대, 가스 저장조(120)에 저장된 이산화탄소 가스는, 개폐 밸브(440)의 조절을 통해 정량 펌프(430)의 출구측 배관으로 선택적으로 공급될 수 있다.

본 실시예에서, 가스 저장조(120)는 가스 형태의 이산화탄소가 저장되는 저장조로 설명하였지만, 이에 한정되지는 아니하며, 가스 저장조(120)에는 가스 형태 이외에도, 액상 형태의 이산화탄소가 저장될 수 있음은 물론이다.

혼합기(200)는 원료 저장조(110) 및 가스 저장조(120)로부터 칼슘 수용액 및 이산화탄소 가스를 공급받을 수 있고, 공급받은 칼슘 수용액 및 이산화탄소 가스를 혼합시킬 수 있다. 이를 위해, 혼합기(200)에는 칼슘 수용액 및 이산화탄소 가스를 고르게 교반시키기 위한 믹서(미도시)가 장착될 수 있다.

반응조(300)는 혼합기(200)로부터 칼슘 수용액 및 이산화탄소 가스가 혼합된 혼합물을 공급받아, 칼슘 수용액 및 이산화탄소 가스의 화학반응을 통해, 탄산염(CaCO3)을 생성할 수 있다. 칼슘 수용액 및 이산화탄소 가스의 화학반응은 통상의 칼슘 수용액 및 이산화탄소 가스 간 화학반응과 동일하므로, 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.

이러한 반응조(300)는 하우징(310), 연결 배관(320), 관통구(330), 라인믹서(340), 호퍼(350), 교반기(360) 및 순환 펌프(370)를 포함할 수 있다. 여기서, 하우징(310)은 육면체 또는 원기둥 형태의 케이스 형태로 제공될 수 있다. 하우징(310)에는 칼슘 수용액 및 이산화탄소 가스가 혼합된 혼합물을 교반하는 교반기(360)가 마련될 수 있다. 교반기(360)는 하우징(310)에 수용된 혼합물을 교반하면서, 챔버 사이를 이동하는 혼합물의 이동을 원활하게 할 수 있다.

하우징(310)의 내부에는 복수개의 격벽(311)에 의해 구획되는 복수의 챔버(C1, C2, C3, C4, C5)가 마련될 수 있다. 각각의 챔버(C1, C2, C3, C4, C5)는 연결 배관(320) 또는 관통구(330)를 통해 서로 연통됨으로써, 혼합물의 반응을 위한 혼합물의 반응 경로(L)를 제공할 수 있다.

예컨대, 하우징(310)의 내부공간은 복수개의 격벽(311)에 의해 구획되어 복수개의 챔버(C1, C2, C3, C4, C5)로 분할될 수 있고, 복수개의 챔버(C1, C2, C3, C4, C5)는 연결 배관(320) 또는 관통구(330)를 통해 서로 연통되어 혼합물의 반응 경로(L)를 형성함으로써, 혼합물의 반응 경로(L)는 하우징(310) 내에서 연장되는 효과를 구현할 수 있다.

연결 배관(320)은 서로 인접한 챔버 사이를 상호 연결하는 파이프로, 하우징(310) 내에서 혼합물이 이동되도록 복수의 챔버 상부를 연결할 수 있다. 예를 들어, 연결 배관(320)은 혼합물이 유입되는 첫번째 챔버(C1) 및 두번째 챔버(C2) 사이를 연결하고, 세번째 챔버(C3) 및 네번체 챔버(C4) 사이를 연결할 수 있다.

관통구(330)는 격벽(311)의 하부에 마련되는 토출 구멍으로, 연결 배관(320)을 통해 이동된 챔버 내 혼합물을 인접한 챔버로 배출할 수 있다. 일 예로, 관통구(330)는 두번째 챔버(C2) 및 세번재 챔버(C3) 사이에 배치된 격벽(311)과, 네번째 챔버(C4) 및 다섯번째 챔버(C5) 사이에 배치된 격벽(311)에 형성될 수 있다.

라인믹서(340 :line mixer)는 혼합물이 챔버 사이를 이동할 때, 혼합물을 원활하게 혼합시키기 위한 선형 혼합기로, 혼합물이 이동하면서 저절로 혼합가능한 구조를 제공할 수 있다. 일 예로, 라인믹서(340)는 관통구(330)에 대응되는 파이프 형태로 제공될 수 있고, 라인믹서(340)의 내부에는 이동시 혼합물이 혼합되도록 비틀어진 형상의 블레이드(미도시)가 열을 이루며 배치될 수 있다.

본 실시예에서는 블레이드가 내장된 라인믹서(340)에 대해서 설명하였지만, 이에 한정되는 아니하며, 격벽(311)의 관통구(330)에는 혼합물을 효과적으로 혼합하기 위한 다양한 구조를 제공하는 라인믹서가 사용될 수 있음은 물론이다.

호퍼(350)는 하우징(310)의 하부에 마련될 수 있다. 호퍼(350)는 챔버 내에서 침전되는 이물질을 외부로 배출할 수 있다. 아울러, 호퍼(350)에는 순환 펌프(370)가 장착될 수 있다. 순환 펌프(370)는 하우징(310)의 하부로 이동된 혼합물을 하우징(310)의 상부로 이동시킴으로써, 챔버 내 혼합물을 상하방향으로 순환시킬 수 있다.

본 실시예에서, 호퍼(350)는 하우징(310)의 하부에 연통되게 연결되는 구조되지만, 이에 한정되지는 아니하며, 호퍼(350)의 상부와 하우징(310)의 하부 사이에는 혼합물이 이동을 선택적으로 차단하기 위한 개폐도어(미도시)가 마련될 수 있다.

호퍼(350)의 상부와 하우징(310)의 하부 사이에 개폐도어가 설치될 경우, 챔버 내 침전되는 이물질을 배출하거나 혼합물을 하우징(310)의 상하방향으로 교반시키고자 한다면, 개폐도어를 오픈(Open)함으로써, 호퍼(350)를 통해 이물질을 외부로 배출하거나, 순환 펌프를 이용하여 혼합물을 하우징(310)의 상하방향으로 교반시킬 수 있다. 반면에, 챔버 내에서만 혼합물을 이동시키고자 한다면, 개폐도어를 클로우즈(Close)할 수 있다.

배출 탱크(500)는 반응조(300)에서 이동된 혼합물을 임시 저장하는 탱크로, 배출 탱크(500)의 상부 및 하부에는 반응물 또는 이산화탄소가 배출 가능한 배출구가 마련될 수 있다. 이에 따라, 반응조(300)에서 반응이 이루어진 반응물은 배출 탱크(500)의 하부로 배출된 후, 탈수기(450) 및 건조기(460)를 거쳐 탄산염으로 제조될 수 있다. 반면에, 반응조(300)에서 미반응된 이산화탄소 가스는, 배출 탱크(500)의 상부를 통해 외부로 배출될 수 있다. 반응조(300)에서 미반응된 이산화탄소 가스는, 가스 저장조(120)로 피드백될 수 있다.

계측기(600)는 반응조(300) 내 혼합물의 탄산염 전환율, pH 농도 및 이산화탄소 농도를 측정할 수 있다. 본 실시예에서, 계측기(600)는 첫번째 챔버(C1) 내 혼합물을 측정하는 제 1 계측기(610), 두번째 챔버(C2) 내 혼합물을 측정하는 제 2 계측기(620), 세번째 챔버(C3) 내 혼합물을 측정하는 제 3 계측기(630), 네번째 챔버(C4) 내 혼합물을 측정하는 제 4 계측기(640) 및 다섯번째 챔버(C5) 내 혼합물을 측정하는 제 5 계측기(650)로 구성될 수 있다. 이들 계측기(600)에서 측정된 탄산염 전환율, pH 농도 및 이산화탄소 농도에 대한 측정 정보는 제어부(700)에 인가될 수 있다.

제어부(700)는 계측기(600)로부터 탄산염 전환율, pH 농도 및 이산화탄소 농도에 대한 측정 정보를 인가받을 수 있다. 그리고 제어부(700)는 계측기(600)의 측정 정보값과 기 설정된 목표값을 비교한 후, 측정 정보값이 기 설정된 목표값에 도달되도록, 반응조(300)에 대한 이산화탄소 가스 및 칼슘 수용액의 공급량을 조절할 수 있다.

예컨대, 계측기(600)로부터 인가받은 측정 정보값이 기 설정된 목표값에 미달되면, 제어부(700)는 이산화탄소 가스의 공급량을 증가시키기 위한 작동신호를 가스 저장조(120)의 개폐밸브에 인가할 수 있다. 또는, 제어부(700)는 원료의 공급량을 증가시키기 위한 작동신호를 원료 저장조(110)의 정량 펌프에 인가할 수 있다.

이와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 작동 과정을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 원료(고순도 CaO) 및 물(H2O)을 원료 저장조(110)에 투입한다. 원료 및 물이 혼합된 칼슘 수용액이 원료 저장조(110)에 수용되면, 원료 저장조(110) 내 칼슘 수용액을 정량 펌프(430)를 통해 혼합기(200)로 이동시킨다. 이때, 가스 저장조(120)의 이산화탄소를 정량 펌프(430)의 출구측 배관에 공급한다.

원료 저장조(110)의 칼슘 수용액과 가스 저장조(120)의 이산화탄소 가스가 혼합기(200)에 투입되면, 혼합기(200)에서는 칼슘 수용액과 이산화탄소 가스 간에 1차 접촉이 이루어지면서, 칼슘 수용액과 이산화탄소 가스가 서로 혼합될 수 있다. 혼합기(200)에서 혼합된 칼슘 수용액과 이산화탄소 가스의 혼합물은, 공급 펌프(410)를 통해 반응조(300)로 이동된다.

반응조(300)로 이동된 혼합물은, 반응조(300) 내 마련된 복수의 챔버(C1, C2, C3, C4, C5)를 이동하면서, 칼슘 수용액과 이산화탄소 가스 간 서로 반응될 수 있다. 이때, 칼슘 수용액과 이산화탄소 가스는 반응 경로(L)를 따라 챔버를 이동하므로, 칼슘 수용액과 이산화탄소 가스 간 반응 시간(접촉 시간)이 증가될 수 있고, 결국, 반응조(300)에서는 칼슘 수용액과 이산화탄소 가스 간 원활한 반응이 이루어질 수 있다.

예컨대, 반응조(300)의 첫 번째 챔버(C1)로 유입된 혼합물은, 연결 배관(320)을 통해, 두 번째 챔버(C2)로 이동되고, 두 번째 챔버(C2)로 이동된 혼합물은 격벽(311)의 관통구(330)를 통해, 세 번째 챔버(C3)로 이동되고, 세 번째 챔버(C3)로 이동된 혼합물은 연결 배관(320)를 통해, 네 번째 챔버(C4)로 이동되고, 네 번째 챔버(C4)로 이동된 혼합물은 격벽(311)의 관통구(330)를 통해, 다섯번째 챔버(C5)로 이동된 후, 배출 탱크(500)로 이동된다. 이때, 격벽(311)의 관통구(330)에는 라인믹서(340)가 설치되므로, 혼합물은 라인믹서(340)를 통과하면서, 보다 효과적인 믹싱이 이루어질 수 있다.

이후, 배출 탱크(500)로 이동된 혼합물 중에서, 반응조(300)에서 반응이 이루어진 반응물은 배출 탱크(500)의 하부로 배출되고, 반응조(300)에서 미반응된 이산화탄소 가스는 배출 탱크(500)의 상부를 통해 외부로 배출된다. 이때, 반응물은 탈수기(450) 및 건조기(460)를 거쳐 최종 생산물인 탄산염(CaCO3)으로 제조될 수 있다.

한편, 반응조(300)를 이동하는 혼합물은, 계측기(600)에 의해, 혼합물의 탄산염 전환율, pH 농도 및 이산화탄소 농도가 측정될 수 있다.

예를 들어, 계측기(600)에 의해, 반응조(300) 내 혼합물의 탄산염 전환율, pH 농도 및 이산화탄소 농도가 측정되면, 제어부(700)는 탄산염 전환율, pH 농도 및 이산화탄소 농도에 대한 측정 정보를 계측기(600)로부터 인가받아, 계측기(600)의 측정 정보값과 기 설정된 목표값을 비교한 후, 측정 정보값이 기 설정된 목표값에 도달되도록, 반응조(300)에 대한 이산화탄소 가스 및 칼슘 수용액의 공급량을 조절할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 광물 탄산화를 위한 원료와 이산화탄소 가스 간의 접촉시간을 극대화함으로써, 이산화탄소 가스가 탄산염으로 전환되는 탄산염 전환율을 향상시킬 수 있고, 원료와 이산화탄소 가스 간 반응 상태를 실시간으로 계측할 수 있고, 계측된 측정값이 기 설정된 목표값에 도달되도록 반응 환경을 조절함으로써, 탄산염 전환율, pH 농도 및 이산화탄소 농도를 최적화할 수 있다는 등의 우수한 장점을 갖는다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어 당업자는 각 구성요소의 재질, 크기 등을 적용 분야에 따라 변경하거나, 실시형태들을 조합 또는 치환하여 본 발명의 실시예에 명확하게 개시되지 않은 형태로 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것으로 한정적인 것으로 이해해서는 안 되며, 이러한 변형된 실시예는 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술사상에 포함된다고 하여야 할 것이다.

110 :원료 저장조 120 :가스 저장조
200 :혼합기 300 :반응조
310 :하우징 311 :격벽
320 :연결 배관 330 :관통구
340 :라인믹서 350 :호퍼
360 :교반기 360 :순환 펌프
410 :공급 펌프 430 :정량 펌프
440 :개폐 밸브 450 :탈수기
460 :건조기 600 :계측기
700 :제어부

Claims

칼슘 수용액이 수용 가능한 원료 저장조;
이산화탄소 가스가 저장되는 가스 저장조;
상기 원료 저장조 및 상기 가스 저장조로부터 상기 칼슘 수용액 및 상기 이산화탄소 가스를 공급받아 혼합시키는 혼합기;
상기 혼합기에서 혼합된 혼합물의 반응이 이루어지는 반응 경로를 포함하고, 상기 혼합물의 반응 경로가 연장되도록 상기 혼합물의 이동을 안내하는 복수개의 격벽을 제공하는 반응조;
상기 반응 경로를 따라 이동시키기 위한 압력을 상기 혼합물에 제공하는 공급 펌프;
상기 반응조에서 반응이 이루어진 반응물과 미반응된 물질을 외부로 배출시키기 위한 배출 탱크;
상기 반응조 내 상기 혼합물의 탄산염 전환율, pH 농도 및 이산화탄소 농도를 측정하는 계측기; 및
상기 계측기로부터 탄산염 전환율, pH 농도 및 이산화탄소 농도에 대한 측정 정보를 인가받고, 기 설정된 목표값에 도달되도록 상기 이산화탄소 가스 및 상기 칼슘 수용액의 상기 반응조 내 공급량을 조절하는 제어부를 포함하고,
상기 반응조는
상기 격벽에 의해 구획되는 복수의 챔버를 제공하는 하우징;
상기 혼합물이 이동되도록 복수의 상기 챔버의 상부를 교호로 연결하는 연결 배관;
상기 연결 배관을 통해 이동된 상기 챔버 내 상기 혼합물이 인접한 챔버의 하측으로 이동되도록 상기 격벽의 하부에 마련되는 관통구; 및
상기 관통구에 장착되는 라인믹서를 포함하고,
상기 제어부는 상기 계측기로부터 인가받은 측정 정보값이 기 설정된 목표값에 미달되면, 상기 이산화탄소 가스의 공급량을 증가시키기 위한 작동신호를 가스 저장조의 개폐밸브에 인가하고, 상기 칼슘 수용액의 공급량을 증가시키기 위한 작동신호를 원료 저장조의 정량 펌프에 인가하고,
상기 라인믹서의 내부에는
이동시 혼합물이 혼합되도록 비틀어진 형상의 블레이드가 열을 이루며 배치되는, 격벽식 이산화탄소 광물화 반응기.
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제 1 항에 있어서,
상기 반응조는
상기 챔버 내 이물질이 외부로 배출되도록 상기 하우징의 하부에 마련되는 호퍼;
상기 챔버 내 혼합물을 교반시키는 교반기; 및
상기 호퍼에서 배출된 혼합물을 상기 하우징의 상부로 피드백하기 위한 순환 펌프를 더 포함하는 격벽식 이산화탄소 광물화 반응기.
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