KR102586953B1 - Carbon Dioxide Capture Storage System and Method Including Bypass Line - Google Patents

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Abstract

우회라인을 포함하는 이산화탄소 포집 저장 시스템이 개시된다.
상기 우회라인을 포함하는 이산화탄소 포집 저장 시스템은, 배기가스를 배출하는 연소부; 제1 순환수가 배기가스에 함유된 이산화탄소를 흡수하는 흡수부; 상기 흡수부로부터 공급받은 이산화탄소를 흡수한 제1 순환수와, 상기 연소부로부터 배출된 배기가스를 열교환시키는 열교환부; 및 상기 연소부로부터 배출된 배기가스의 일부 또는 전부를 상기 열교환부를 우회시켜 상기 흡수부로 보내는 우회라인;을 포함하고, 상기 열교환부 내의 제1 순환수의 온도가 일정 온도 이상이 되는 경우, 상기 연소부로부터 배출되는 배기가스를 상기 우회라인에 의해 상기 열교환부를 우회시켜 상기 흡수부로 보낸다.A carbon dioxide capture and storage system including a bypass line is disclosed.
The carbon dioxide capture and storage system including the bypass line includes a combustion unit that discharges exhaust gas; An absorption unit where the first circulating water absorbs carbon dioxide contained in the exhaust gas; a heat exchange unit that heat exchanges first circulating water absorbing carbon dioxide supplied from the absorption unit and exhaust gas discharged from the combustion unit; And a bypass line that sends part or all of the exhaust gas discharged from the combustion unit to the absorption unit by bypassing the heat exchange unit, wherein when the temperature of the first circulating water in the heat exchange unit is above a certain temperature, the combustion The exhaust gas discharged from the unit is bypassed by the heat exchange unit through the bypass line and sent to the absorption unit.

Description

우회라인을 포함하는 이산화탄소 포집 저장 시스템 및 방법{Carbon Dioxide Capture Storage System and Method Including Bypass Line}Carbon Dioxide Capture Storage System and Method Including Bypass Line}

본 발명은 엔진, 보일러 등의 연소시설에서 배출되는 배기가스로부터 이산화탄소를 포집하여 저장하는 기술에 관한 것이다.The present invention relates to technology for capturing and storing carbon dioxide from exhaust gas emitted from combustion facilities such as engines and boilers.

도 1은 종래의 이산화탄소 포집 저장 시스템의 개략도이다.1 is a schematic diagram of a conventional carbon dioxide capture and storage system.

도 1을 참조하면, 종래의 이산화탄소 포집 저장 시스템은, 연소부(100), 흡수부(200), 재생부(300), 가열부(400), 제1 탱크(500), 수분제거부(600), 냉각압축부(700), 및 저장부(800)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a conventional carbon dioxide capture and storage system includes a combustion unit 100, an absorption unit 200, a regeneration unit 300, a heating unit 400, a first tank 500, and a moisture removal unit 600. ), a cooling compression unit 700, and a storage unit 800.

연소부(100)는 이산화탄소를 함유한 배기가스를 배출하며, 엔진, 보일러 등의 연소 시설일 수 있다. 연소부(100)로부터 배출된 배기가스는 흡수부(200)로 보내진다.The combustion unit 100 emits exhaust gas containing carbon dioxide and may be a combustion facility such as an engine or boiler. The exhaust gas discharged from the combustion unit 100 is sent to the absorption unit 200.

연소부(100)로부터 배출된 배기가스를 흡수부(200)로 보내는 유로 상에는 냉각기(미도시)가 설치되어, 흡수부(200)로 보내지는 배기가스의 온도를 일정 온도 이하로 낮춘다. 냉각기는 해수를 냉매로 사용하는 열교환기일 수 있다.A cooler (not shown) is installed on the passage through which the exhaust gas discharged from the combustion unit 100 is sent to the absorption unit 200, and lowers the temperature of the exhaust gas sent to the absorption unit 200 below a certain temperature. The cooler may be a heat exchanger that uses seawater as a refrigerant.

흡수부(200)에서는 제1 탱크(500)로부터 공급된 순환수가 연소부(100)로부터 공급된 배기가스에 함유된 이산화탄소를 흡수하고, 이산화탄소가 제거된 깨끗한 공기가 대기로 방출된다. 이산화탄소를 흡수한 순환수는 재생부(300)로 보내진다.In the absorption unit 200, the circulating water supplied from the first tank 500 absorbs carbon dioxide contained in the exhaust gas supplied from the combustion unit 100, and clean air from which carbon dioxide is removed is discharged into the atmosphere. The circulating water that has absorbed carbon dioxide is sent to the regeneration unit 300.

재생부(300)는, 가열부(400)에 의해 가열되어, 흡수부(200)로부터 공급받은 순환수로부터 이산화탄소를 분리한다. 분리된 이산화탄소는 수분제거부(600)로 보내지고, 이산화탄소가 분리되어 재생된 순환수는 제1 탱크(500)로 보내진다. 가열부(400)로 일반적으로 보일러 등이 사용된다.The regeneration unit 300 is heated by the heating unit 400 to separate carbon dioxide from the circulating water supplied from the absorption unit 200. The separated carbon dioxide is sent to the moisture removal unit 600, and the circulating water recovered from the separated carbon dioxide is sent to the first tank 500. A boiler or the like is generally used as the heating unit 400.

제1 탱크(500)는 순환수를 저장하며, 저장된 순환수를 흡수부(200)로 공급하고 재생부(300)로부터 재생된 순환수를 공급받아, 순환수를 순환시키는 역할을 한다.The first tank 500 stores circulating water, supplies the stored circulating water to the absorption unit 200, receives recycled circulating water from the regeneration unit 300, and serves to circulate the circulating water.

수분제거부(600)는 재생부(300)로부터 이산화탄소를 공급받아 이산화탄소의 수분을 제거한다. 수분이 제거된 이산화탄소는 냉각압축부(700)로 보내진다.The moisture removal unit 600 receives carbon dioxide from the regeneration unit 300 and removes moisture from the carbon dioxide. The carbon dioxide from which moisture has been removed is sent to the cooling compression unit 700.

냉각압축부(700)는 수분제거부(600)로부터 수분이 제거된 이산화탄소를 공급받아 이산화탄소를 냉각 및 압축시켜 액체 상태로 만든다. 냉각압축부(700)에서 액화된 이산화탄소는 저장부(800)로 보내진다.The cooling compression unit 700 receives carbon dioxide from which moisture has been removed from the moisture removal unit 600 and cools and compresses the carbon dioxide into a liquid state. Carbon dioxide liquefied in the cooling compression unit 700 is sent to the storage unit 800.

저장부(800)는 냉각압축부(700)로부터 액체 이산화탄소를 공급받아 저장한다.The storage unit 800 receives liquid carbon dioxide from the cooling compression unit 700 and stores it.

종래의 이산화탄소 포집 저장 시스템에 의하면, 재생부(300)를 가열부(400)에 의해 가열하여 순환수로부터 이산화탄소를 분리하므로, 별도의 가열부(400)를 설치할 공간이 필요하고, 가열부(400)의 설치 및 유지보수에 비용이 소모된다는 단점이 있었다.According to the conventional carbon dioxide capture and storage system, the regeneration unit 300 is heated by the heating unit 400 to separate carbon dioxide from the circulating water, so space for installing a separate heating unit 400 is required, and the heating unit 400 ) had the disadvantage of being expensive to install and maintain.

또한, 종래의 이산화탄소 포집 저장 시스템에 의하면, 가열부(400)에 연료를 공급하여야 하므로 비용이 많이 들고, 연료 연소로 인한 이산화탄소가 발생된다는 문제점이 있었다.In addition, according to the conventional carbon dioxide capture and storage system, fuel must be supplied to the heating unit 400, which is expensive, and there is a problem in that carbon dioxide is generated due to fuel combustion.

뿐만 아니라, 종래의 이산화탄소 포집 저장 시스템에 의하면, 연소부(100)로부터 배출되는 배기가스의 온도를 낮추기 위하여 냉각기를 사용하므로, 별도의 냉각기를 설치할 공간이 필요하고, 냉각기의 설치 및 유지보수에 비용이 소모된다는 단점이 있었다.In addition, according to the conventional carbon dioxide capture and storage system, a cooler is used to lower the temperature of the exhaust gas discharged from the combustion unit 100, so space for installing a separate cooler is required, and installation and maintenance of the cooler are expensive. It had the disadvantage of being consumed.

본 발명은 종래의 이산화탄소 포집 저장 시스템의 단점을 개선하기 위한 것으로, 별도의 냉각기 없이도 배기가스의 온도를 낮출 수 있고, 순환수를 흡수한 이산화탄소를 별도의 가열부에 의해 가열하지 않고도 이산화탄소를 분리할 수 있는, 우회라인을 포함하는 이산화탄소 포집 저장 시스템 및 방법을 제공하고자 한다.The present invention is intended to improve the shortcomings of the conventional carbon dioxide capture and storage system. It can lower the temperature of the exhaust gas without a separate cooler, and can separate carbon dioxide from the carbon dioxide absorbed in the circulating water without heating it by a separate heating unit. The object is to provide a carbon dioxide capture and storage system and method that includes a bypass line.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 배기가스를 배출하는 연소부; 제1 순환수가 배기가스에 함유된 이산화탄소를 흡수하는 흡수부; 상기 흡수부로부터 공급받은 이산화탄소를 흡수한 제1 순환수와, 상기 연소부로부터 배출된 배기가스를 열교환시키는 열교환부; 및 상기 연소부로부터 배출된 배기가스의 일부 또는 전부를 상기 열교환부를 우회시켜 상기 흡수부로 보내는 우회라인;을 포함하고, 상기 열교환부 내의 제1 순환수의 온도가 일정 온도 이상이 되는 경우, 상기 연소부로부터 배출되는 배기가스를 상기 우회라인에 의해 상기 열교환부를 우회시켜 상기 흡수부로 보내는, 우회라인을 포함하는 이산화탄소 포집 저장 시스템이 제공된다.According to one aspect of the present invention for achieving the above object, a combustion unit discharging exhaust gas; An absorption unit where the first circulating water absorbs carbon dioxide contained in the exhaust gas; a heat exchange unit that heat exchanges first circulating water absorbing carbon dioxide supplied from the absorption unit and exhaust gas discharged from the combustion unit; And a bypass line that sends part or all of the exhaust gas discharged from the combustion unit to the absorption unit by bypassing the heat exchange unit. When the temperature of the first circulating water in the heat exchange unit is above a certain temperature, the combustion A carbon dioxide capture and storage system including a bypass line is provided, in which exhaust gas discharged from the unit bypasses the heat exchanger by the bypass line and sends it to the absorption unit.

상기 연소부로부터 배출된 배기가스는 상기 열교환부에 의해 온도가 낮아진 후 상기 흡수부로 공급될 수 있고, 상기 흡수부로부터 상기 열교환부로 공급된 이산화탄소를 흡수한 제1 순환수는, 상기 열교환부에 의해 온도가 높아져 이산화탄소가 분리될 수 있다.The exhaust gas discharged from the combustion unit may be supplied to the absorption unit after its temperature is lowered by the heat exchange unit, and the first circulating water that absorbs carbon dioxide supplied from the absorption unit to the heat exchange unit may be supplied to the absorption unit by the heat exchange unit. As the temperature rises, carbon dioxide can be separated.

상기 우회라인을 포함하는 이산화탄소 포집 저장 시스템은, 제1 순환수를 저장하는 제1 탱크를 더 포함할 수 있고, 상기 제1 탱크는 상기 열교환부로 제1 순환수를 공급하여 상기 열교환부 내부의 제1 순환수의 온도를 조절할 수 있다.The carbon dioxide capture and storage system including the bypass line may further include a first tank storing first circulating water, wherein the first tank supplies the first circulating water to the heat exchanger to supply the first circulating water to the heat exchanger. 1 The temperature of the circulating water can be adjusted.

상기 우회라인을 포함하는 이산화탄소 포집 저장 시스템은, 상기 열교환부로부터 상기 제1 탱크로 제1 순환수를 공급하는 유로에 설치되어 제1 순환수의 유량을 조절하는 제1 밸브; 및 상기 제1 탱크로부터 상기 열교환부로 제1 순환수를 공급하는 유로에 설치되어 제1 순환수의 유량을 조절하는 제2 밸브;를 더 포함할 수 있고, 상기 제1 밸브 및 상기 제2 밸브의 개도 및 개폐를 조절하여, 상기 열교환부 내의 제1 순환수의 온도를 일정 범위 내로 유지시킬 수 있다.The carbon dioxide capture and storage system including the bypass line includes: a first valve installed in a passage supplying first circulating water from the heat exchange unit to the first tank to control a flow rate of the first circulating water; and a second valve installed in the flow path that supplies the first circulating water from the first tank to the heat exchanger to control the flow rate of the first circulating water. It may further include the first valve and the second valve. By adjusting the opening and closing degrees, the temperature of the first circulating water in the heat exchanger can be maintained within a certain range.

상기 우회라인을 포함하는 이산화탄소 포집 저장 시스템은, 상기 열교환부에서 분리된 이산화탄소를 공급받아 이산화탄소의 수분을 제거하는 수분제거부를 더 포함할 수 있다.The carbon dioxide capture and storage system including the bypass line may further include a moisture removal unit that receives the carbon dioxide separated from the heat exchanger and removes moisture from the carbon dioxide.

상기 우회라인을 포함하는 이산화탄소 포집 저장 시스템은, 상기 수분제거부로부터 수분이 제거된 이산화탄소를 공급받아 이산화탄소를 냉각 및 압축시켜 액체 상태로 만드는 냉각압축부를 더 포함할 수 있다.The carbon dioxide capture and storage system including the bypass line may further include a cooling compression unit that receives carbon dioxide from which moisture has been removed from the moisture removal unit and cools and compresses the carbon dioxide into a liquid state.

상기 우회라인을 포함하는 이산화탄소 포집 저장 시스템은, 상기 냉각압축부로부터 액체 이산화탄소를 공급받아 저장하는 저장부를 더 포함할 수 있다.The carbon dioxide capture and storage system including the bypass line may further include a storage unit that receives liquid carbon dioxide from the cooling compression unit and stores it.

상기 흡수부는 2단 이상으로 구성되어, 배기가스에 함유된 이산화탄소가 제1 순환수에 2차 이상 흡수될 수 있다.The absorption unit is composed of two or more stages, so that carbon dioxide contained in the exhaust gas can be absorbed two or more times into the first circulating water.

상기 우회라인을 포함하는 이산화탄소 포집 저장 시스템은, 상기 열교환기 상류에 설치되어 배기가스에 함유된 제1 오염 물질을 제거하는 제1 저감부를 더 포함할 수 있고, 배기가스는 상기 제1 저감부를 통과한 후 상기 열교환부로 보내질 수 있다.The carbon dioxide capture and storage system including the bypass line may further include a first reduction unit installed upstream of the heat exchanger to remove the first pollutant contained in the exhaust gas, and the exhaust gas passes through the first reduction unit. After that, it can be sent to the heat exchanger.

상기 우회라인을 포함하는 이산화탄소 포집 저장 시스템은, 상기 열교환기 하류에 설치되어 배기가스에 함유된 제2 오염 물질을 제거하는 제2 저감부를 더 포함할 수 있고, 상기 열교환기에서 열교환 과정을 거친 배기가스는 상기 제2 저감부를 통과한 후 상기 흡수부로 보내질 수 있다.The carbon dioxide capture and storage system including the bypass line may further include a second reduction unit installed downstream of the heat exchanger to remove second pollutants contained in the exhaust gas, and exhaust gas that has undergone a heat exchange process in the heat exchanger. Gas may be sent to the absorption section after passing the second reduction section.

상기 우회라인을 포함하는 이산화탄소 포집 저장 시스템은, 제2 순환수를 저장하는 제2 탱크를 더 포함할 수 있고, 상기 제2 탱크는 상기 제2 저감부로 제2 순환수를 공급하고, 상기 제2 저감부로부터 제2 오염 물질을 흡수한 제2 순환수를 공급받을 수 있다.The carbon dioxide capture and storage system including the bypass line may further include a second tank storing second circulating water, the second tank supplies second circulating water to the second reduction unit, and the second tank supplies second circulating water to the second reduction unit. Second circulating water that has absorbed the second contaminant may be supplied from the reduction unit.

상기 우회라인을 포함하는 이산화탄소 포집 저장 시스템은, 상기 열교환부로부터 상기 흡수부로 배기가스를 보내는 유로 상에 설치되는 제4 냉각기를 더 포함할 수 있고, 상기 우회라인은 상기 제4 냉각기 상류로 합류될 수 있다.The carbon dioxide capture and storage system including the bypass line may further include a fourth cooler installed on a flow path that sends exhaust gas from the heat exchange unit to the absorption unit, and the bypass line is to be joined upstream of the fourth cooler. You can.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따르면, 이산화탄소를 흡수한 제1 순환수와 배기가스를 열교환부에서 열교환시켜, 배기가스의 온도는 낮추고 제1 순환수의 온도는 높여, 제1 순환수로부터 이산화탄소를 분리하고, 상기 열교환부 내의 제1 순환수의 온도가 일정 온도 이상이 되는 경우, 배기가스를 상기 열교환부를 우회시키는, 우회라인을 포함하는 이산화탄소 포집 저장 방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention for achieving the above object, the first circulating water that absorbs carbon dioxide and the exhaust gas are heat exchanged in a heat exchanger, thereby lowering the temperature of the exhaust gas and increasing the temperature of the first circulating water, thereby forming the first circulating water. A carbon dioxide capture and storage method is provided that includes a bypass line to separate carbon dioxide from water and to bypass the heat exchanger when the temperature of the first circulating water in the heat exchanger exceeds a certain temperature.

상기 열교환부 내의 제1 순환수의 온도가 일정 온도 이상으로 높아지는 경우, 상기 열교환부로 제1 순환수를 공급하여 상기 열교환부 내의 제1 순환수의 온도를 일정 온도 이하로 조절할 수 있다.When the temperature of the first circulating water in the heat exchanger increases above a certain temperature, the first circulating water can be supplied to the heat exchanger to adjust the temperature of the first circulating water in the heat exchanger to a certain temperature or lower.

상기 열교환부로 공급되는 제1 순환수의 유량과, 상기 열교환부로부터 배출되는 제1 순환수의 유량을 조절하여, 상기 열교환부 내의 제1 순환수의 온도를 일정 온도 이하로 조절할 수 있다.By controlling the flow rate of the first circulating water supplied to the heat exchange unit and the flow rate of the first circulating water discharged from the heat exchange unit, the temperature of the first circulating water in the heat exchange unit can be adjusted to a certain temperature or lower.

상기 우회라인을 포함하는 이산화탄소 포집 저장 방법은, 상기 열교환부에서 분리된 이산화탄소를 수분을 제거하는 단계; 및 수분이 제거된 이산화탄소를 냉각 및 압축시켜 액체 상태로 만드는 단계;를 더 포함할 수 있다.The carbon dioxide capture and storage method including the bypass line includes removing moisture from the carbon dioxide separated in the heat exchanger; And it may further include cooling and compressing the carbon dioxide from which moisture has been removed to make it into a liquid state.

배기가스에 함유된 이산화탄소가 제1 순환수에 2차 이상 흡수될 수 있다.Carbon dioxide contained in the exhaust gas may be absorbed two or more times into the first circulating water.

상기 우회라인을 포함하는 이산화탄소 포집 저장 방법은, 배기가스에 함유된 제1 오염 물질을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있고, 제1 오염 물질을 제거하는 단계를 거친 배기가스가 상기 열교환부로 공급될 수 있다.The carbon dioxide capture and storage method including the bypass line may further include the step of removing a first pollutant contained in the exhaust gas, and the exhaust gas that has undergone the step of removing the first pollutant may be supplied to the heat exchanger. You can.

상기 우회라인을 포함하는 이산화탄소 포집 저장 방법은, 상기 열교환부에서 열교환 과정을 거친 배기가스에 함유된 제2 오염 물질을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.The carbon dioxide capture and storage method including the bypass line may further include the step of removing second pollutants contained in the exhaust gas that has undergone a heat exchange process in the heat exchange unit.

본 발명에 의하면, 순환수로부터 이산화탄소를 분리하기 위한 가열부와 연소부로부터 배출된 배기가스의 온도를 낮추기 위한 냉각기를 별도로 설치하지 않으므로, 가열부와 냉각기를 설치할 공간을 절약하여 공간의 최적화에 기여할 수 있고, 가열부와 냉각기의 설치 및 유지보수에 소모되는 비용을 절감할 수 있다.According to the present invention, since there is no separate installation of a heater to separate carbon dioxide from circulating water and a cooler to lower the temperature of the exhaust gas discharged from the combustion unit, space for installing the heater and cooler is saved, contributing to space optimization. It is possible to reduce the cost of installing and maintaining heating units and coolers.

또한, 본 발명에 의하면, 별도로 가열부를 설치하지 않으므로, 가열부가 소모하는 연료에 들어가는 비용을 절감할 수 있고, 가열부에서 이산화탄소가 배출되지 않으므로 보다 친환경적이다.In addition, according to the present invention, since a separate heating unit is not installed, the cost of fuel consumed by the heating unit can be reduced, and carbon dioxide is not emitted from the heating unit, making it more environmentally friendly.

도 1은 종래의 이산화탄소 포집 저장 시스템의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 우회라인을 포함하는 이산화탄소 포집 저장 시스템의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 우회라인을 포함하는 이산화탄소 포집 저장 시스템의 개략도이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 우회라인을 포함하는 이산화탄소 포집 저장 시스템의 개략도이다.1 is a schematic diagram of a conventional carbon dioxide capture and storage system.
Figure 2 is a schematic diagram of a carbon dioxide capture and storage system including a bypass line according to a first embodiment of the present invention.
Figure 3 is a schematic diagram of a carbon dioxide capture and storage system including a bypass line according to a second embodiment of the present invention.
Figure 4 is a schematic diagram of a carbon dioxide capture and storage system including a bypass line according to a third embodiment of the present invention.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the structure and operation of a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. The following examples may be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the following examples.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 우회라인을 포함하는 이산화탄소 포집 저장 시스템의 개략도이다.Figure 2 is a schematic diagram of a carbon dioxide capture and storage system including a bypass line according to a first embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 우회라인을 포함하는 이산화탄소 포집 저장 시스템은, 연소부(100), 열교환부(900), 우회라인(B), 흡수부(200), 제1 탱크(500), 수분제거부(600), 냉각압축부(700), 및 저장부(800)를 포함한다.Referring to FIG. 2, the carbon dioxide capture and storage system including a bypass line according to the first embodiment of the present invention includes a combustion unit 100, a heat exchange unit 900, a bypass line (B), an absorption unit 200, It includes a first tank 500, a moisture removal unit 600, a cooling compression unit 700, and a storage unit 800.

본 발명의 제1 실시예에 따른 우회라인을 포함하는 이산화탄소 포집 저장 시스템은, 도 1에 도시된 종래의 이산화탄소 포집 저장 시스템에 비하여, 가열부(400)가 설치되지 않고, 재생부(300) 대신에 열교환부(900)가 설치된다는 차이점이 있다. 또한, 열교환부(900)가 흡수부(200) 상류에 설치되어 연소부(100)로부터 배출된 배기가스가 열교환부(900)를 통과한 후 흡수부(200)로 보내지며, 열교환부(900)로부터 제1 탱크(500)로 제1 순환수가 공급될 뿐만 아니라 제1 탱크(500)로부터 열교환부(900)로도 제1 순환수가 공급될 수 있도록 설계된다. 이하, 본 발명의 제1 실시예에 따른 우회라인을 포함하는 이산화탄소 포집 저장 시스템에 대해 자세히 설명한다.Compared to the conventional carbon dioxide capture and storage system shown in FIG. 1, the carbon dioxide capture and storage system including a bypass line according to the first embodiment of the present invention does not have a heating unit 400 installed and uses a regenerative unit 300 instead. There is a difference in that the heat exchange unit 900 is installed. In addition, the heat exchange unit 900 is installed upstream of the absorption unit 200, so that the exhaust gas discharged from the combustion unit 100 passes through the heat exchange unit 900 and is then sent to the absorption unit 200. ) is designed so that not only the first circulating water can be supplied from the first tank 500, but also the first circulating water can be supplied from the first tank 500 to the heat exchange unit 900. Hereinafter, a carbon dioxide capture and storage system including a bypass line according to the first embodiment of the present invention will be described in detail.

연소부(100)는 이산화탄소를 함유한 배기가스를 배출하며, 엔진, 보일러 등의 연소 시설일 수 있다. 연소부(100)로부터 배출된 배기가스는 열교환부(900)를 통과한 후 흡수부(200)로 보내진다.The combustion unit 100 emits exhaust gas containing carbon dioxide and may be a combustion facility such as an engine or boiler. The exhaust gas discharged from the combustion unit 100 passes through the heat exchange unit 900 and is then sent to the absorption unit 200.

흡수부(200)에서는 제1 탱크(500)로부터 공급된 제1 순환수가 열교환부(900)로부터 공급된 배기가스에 함유된 이산화탄소를 흡수하고, 이산화탄소가 제거된 깨끗한 공기가 대기로 방출된다. 이산화탄소를 흡수한 제1 순환수는 열교환부(900)로 보내진다.In the absorption unit 200, the first circulating water supplied from the first tank 500 absorbs carbon dioxide contained in the exhaust gas supplied from the heat exchange unit 900, and clean air from which carbon dioxide has been removed is discharged into the atmosphere. The first circulating water that has absorbed carbon dioxide is sent to the heat exchange unit 900.

제1 탱크(500)로부터 공급되는 제1 순환수는 흡수부(200) 내부에 분사되는 방식으로 공급될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 흡수부(200)는 흡수탑(Absorption Tower)일 수 있다.The first circulating water supplied from the first tank 500 may be supplied by spraying into the absorption unit 200, but is not limited thereto, and the absorption unit 200 may be an absorption tower. .

흡수부(200)로부터 열교환부(900)로 이산화탄소를 흡수한 제1 순환수를 공급하는 유로 상에는 제1 냉각기(C1)가 설치될 수 있다. 흡수부(200)에서 이산화탄소를 흡수한 제1 순환수를 제1 냉각기(C1)에 의해 온도를 낮춘 후 열교환부(900)로 보냄으로써, 열교환부(900) 내부의 제1 순환수의 온도를 일정 범위 내로 조절할 수 있다. 제1 냉각기(C1)는 해수를 냉매로 사용하는 열교환기일 수 있다.A first cooler C1 may be installed on the flow path that supplies the first circulating water absorbing carbon dioxide from the absorption unit 200 to the heat exchange unit 900. The temperature of the first circulating water that has absorbed carbon dioxide in the absorption unit 200 is lowered by the first cooler (C1) and then sent to the heat exchange unit 900, thereby lowering the temperature of the first circulating water inside the heat exchange unit 900. It can be adjusted within a certain range. The first cooler (C1) may be a heat exchanger that uses seawater as a refrigerant.

열교환부(900)는, 흡수부(200)로부터 공급받은 제1 순환수를 냉매로 사용하여, 연소부(100)로부터 공급받은 배기가스를 열교환시켜 냉각시킨다. 즉, 열교환부(900)에 의해, 흡수부(200)로부터 공급된 제1 순환수는 온도가 높아지고, 연소부(100)로부터 공급된 배기가스는 온도가 낮아진다.The heat exchange unit 900 uses the first circulating water supplied from the absorption unit 200 as a refrigerant to heat-exchange and cool the exhaust gas supplied from the combustion unit 100. That is, by the heat exchange unit 900, the temperature of the first circulating water supplied from the absorption unit 200 increases, and the temperature of the exhaust gas supplied from the combustion unit 100 decreases.

배기가스의 온도가 높아지면, 흡수부(200)에서 제1 순환수에 의한 이산화탄소 포집률이 낮아지므로, 흡수부(200)로 보내지는 배기가스의 온도를 일정 온도 이하로 유지할 필요가 있다. 종래에는 연소부(100)로부터 배출되는 배기가스를 별도의 냉각기에 의해 냉각시켜 배기가스의 온도를 일정 온도 이하로 제어하였으나, 본 발명에 의하면 배기가스가 열교환부(900)에서 열교환 과정을 거치며 온도가 낮아지므로, 배기가스의 온도를 낮추기 위한 별도의 냉각기를 설치할 필요가 없다.As the temperature of the exhaust gas increases, the carbon dioxide capture rate by the first circulating water in the absorption unit 200 decreases, so it is necessary to maintain the temperature of the exhaust gas sent to the absorption unit 200 below a certain temperature. Conventionally, the exhaust gas discharged from the combustion unit 100 was cooled by a separate cooler to control the temperature of the exhaust gas below a certain temperature. However, according to the present invention, the exhaust gas undergoes a heat exchange process in the heat exchange unit 900 to reduce the temperature. Since is lowered, there is no need to install a separate cooler to lower the temperature of the exhaust gas.

즉, 본 발명은, 별도의 가열부(400)를 설치하지 않고도 배기가스가 가진 폐열을 이용하여 제1 순환수로부터 이산화탄소를 분리할 수 있고, 별도의 냉각기를 설치하지 않고도 배기가스의 온도를 일정 온도 이하로 제어할 수 있으므로, 종래 기술에 비하여 매우 효율적이고 경제적이다.That is, the present invention can separate carbon dioxide from the first circulating water using the waste heat of the exhaust gas without installing a separate heating unit 400, and maintains the temperature of the exhaust gas at a constant temperature without installing a separate cooler. Since the temperature can be controlled below, it is very efficient and economical compared to the prior art.

열교환부(900)에 의해 온도가 낮아진 후 흡수부(200)로 보내지는 배기가스의 온도는 대략 60도 이하로 제어되는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.The temperature of the exhaust gas sent to the absorption unit 200 after the temperature is lowered by the heat exchange unit 900 is preferably controlled to approximately 60 degrees or less, but is not limited thereto.

흡수부(200)로부터 공급된 제1 순환수는 열교환부(900)에 의해 온도가 높아져 이산화탄소가 분리된다. 분리된 이산화탄소는 수분제거부(600)로 보내지고, 이산화탄소가 분리되어 재생된 제1 순환수는 제1 탱크(500)로 보내진다.The temperature of the first circulating water supplied from the absorption unit 200 is increased by the heat exchange unit 900, and carbon dioxide is separated. The separated carbon dioxide is sent to the moisture removal unit 600, and the first circulating water in which the carbon dioxide is separated and regenerated is sent to the first tank 500.

제1 탱크(500)는 제1 순환수를 저장하며, 저장된 제1 순환수를 흡수부(200)로 공급하고 열교환부(900)로부터 재생된 제1 순환수를 공급받아, 제1 순환수를 순환시키는 역할을 한다. 뿐만 아니라, 본 발명의 제1 탱크(500)는 열교환부(900)로 제1 순환수를 공급하여, 열교환부(900) 내의 제1 순환수의 온도를 조절하는 역할을 한다.The first tank 500 stores the first circulating water, supplies the stored first circulating water to the absorption unit 200, receives the regenerated first circulating water from the heat exchange unit 900, and supplies the first circulating water to the absorption unit 200. It plays a role in circulation. In addition, the first tank 500 of the present invention supplies first circulating water to the heat exchange unit 900 and serves to control the temperature of the first circulating water in the heat exchange unit 900.

열교환부(900)로부터 제1 탱크(500)로 제1 순환수를 공급하는 유로에는 제1 순환수의 유량을 조절하는 제1 밸브(V1)가 설치될 수 있고, 제1 탱크(500)로부터 열교환부(900)로 제1 순환수를 공급하는 유로에는 제1 순환수의 유량을 조절하는 제2 밸브(V2)가 설치될 수 있다.A first valve (V1) for controlling the flow rate of the first circulating water may be installed in the flow path that supplies the first circulating water from the heat exchange unit 900 to the first tank 500, and A second valve V2 that controls the flow rate of the first circulating water may be installed in the flow path that supplies the first circulating water to the heat exchange unit 900.

열교환부(900) 내의 제1 순환수의 온도가 너무 높아지면, 고가의 흡수용액인 제1 순환수가 증발하여 경제적 손실이 생기므로, 열교환부(900) 내의 제1 순환수의 온도를 일정 온도 범위로 유지시킬 필요가 있다.If the temperature of the first circulating water in the heat exchange unit 900 becomes too high, the first circulating water, which is an expensive absorption solution, evaporates and causes economic loss. Therefore, the temperature of the first circulating water in the heat exchange unit 900 must be set within a certain temperature range. It is necessary to maintain it.

열교환부(900) 내의 제1 순환수의 온도가 일정 온도 이상이 되면, 제1 탱크(500)로부터 열교환부(900)로 제1 순환수를 공급하여, 열교환부(900) 내의 제1 순환수의 온도를 낮출 수 있다. 제1 밸브(V1)와 제2 밸브(V2)의 개도 및 개폐를 조절하여, 열교환부(900) 내의 제1 순환수의 온도를 일정 범위 내로 유지시킬 수 있다.When the temperature of the first circulating water in the heat exchange unit 900 is above a certain temperature, the first circulating water is supplied from the first tank 500 to the heat exchange unit 900, and the first circulating water in the heat exchange unit 900 is supplied. can lower the temperature. By adjusting the opening and closing degrees of the first valve V1 and the second valve V2, the temperature of the first circulating water in the heat exchange unit 900 can be maintained within a certain range.

열교환부(900) 내에는 제1 순환수의 온도를 측정하는 온도센서가 설치될 수 있고, 열교환부(900) 내에 설치된 온도센서와 제1 밸브(V1) 및 제2 밸브(V2)가 연계되어, 열교환부(900) 내의 제1 순환수의 온도가 미리 설정한 범위 내가 되도록 제1 밸브(V1) 및 제2 밸브(V2)의 개도 및 개폐가 자동으로 조절될 수 있다.A temperature sensor that measures the temperature of the first circulating water may be installed in the heat exchange unit 900, and the temperature sensor installed in the heat exchange unit 900 and the first valve (V1) and the second valve (V2) are connected to , the opening and closing degrees of the first valve (V1) and the second valve (V2) may be automatically adjusted so that the temperature of the first circulating water in the heat exchange unit 900 is within a preset range.

또한, 열교환부(900)로부터 제1 탱크(500)로 제1 순환수를 공급하는 유로에는 제2 냉각기(C2)가 설치될 수 있고, 제1 탱크(500)로부터 열교환부(900)로 제1 순환수를 공급하는 유로에는 제3 냉각기(C3)가 설치될 수 있다.In addition, a second cooler (C2) may be installed in the flow path that supplies the first circulating water from the heat exchange unit 900 to the first tank 500, and the second cooler (C2) may be installed to supply the first circulating water from the first tank 500 to the heat exchange unit 900. 1 A third cooler (C3) may be installed in the flow path that supplies circulating water.

제2 냉각기(C2)에 의해 열교환부(900)로부터 제1 탱크(500)로 보내지는 제1 순환수의 온도를 낮추고, 제3 냉각기(C3)에 의해 제1 탱크(500)로부터 열교환부(900)로 보내지는 제1 순환수의 온도를 낮춰, 열교환부(900) 내의 제1 순환수의 온도를 일정 범위 내로 유지시킬 수 있다.The temperature of the first circulating water sent from the heat exchange unit 900 to the first tank 500 is lowered by the second cooler (C2), and the temperature of the first circulating water is lowered from the first tank 500 by the third cooler (C3). By lowering the temperature of the first circulating water sent to 900), the temperature of the first circulating water in the heat exchange unit 900 can be maintained within a certain range.

뿐만 아니라, 열교환부(900)로부터 흡수부(200)로 배기가스를 보내는 유로 상에는 제4 냉각기(C4)가 설치되어, 열교환부(900)로부터 흡수부(200)로 보내지는 배기가스의 온도를 일정 온도 이하로 유지시킬 수 있다.In addition, a fourth cooler (C4) is installed on the passage that sends the exhaust gas from the heat exchange unit 900 to the absorption unit 200 to reduce the temperature of the exhaust gas sent from the heat exchange unit 900 to the absorption unit 200. It can be maintained below a certain temperature.

제2 냉각기(C2), 제3 냉각기(C3), 및 제4 냉각기(C4)는 해수를 냉매로 사용하는 열교환기일 수 있다.The second cooler (C2), the third cooler (C3), and the fourth cooler (C4) may be heat exchangers that use seawater as a refrigerant.

우회라인(B)은 연소부(100)로부터 배출된 배기가스의 일부 또는 전부를 열교환부(900)를 우회시켜 바로 흡수부(200)로 보낸다. 우회라인(B)은 열교환부(900)의 유지보수시에 사용될 뿐만 아니라, 열교환부(900) 내의 제1 순환수의 온도를 일정 범위 내로 유지시키기 위하여 사용된다.The bypass line (B) sends part or all of the exhaust gas discharged from the combustion unit 100 directly to the absorption unit 200 by bypassing the heat exchange unit 900. The bypass line (B) is not only used during maintenance of the heat exchange unit 900, but also is used to maintain the temperature of the first circulating water in the heat exchange unit 900 within a certain range.

배기가스가 열교환부(900)에서 열교환 과정을 거치며 냉매로 사용되는 제1 순환수의 온도가 높아지므로, 열교환부(900) 내의 제1 순환수의 온도가 일정 온도 이상이 되는 경우, 연소부(900)로부터 배출되는 배기가스를 우회라인(B)을 통해 열교환부(900)를 우회시켜 바로 흡수부(200)로 보내면, 열교환부(900) 내의 제1 순환수의 온도가 더 높아지는 것을 방지할 수 있다.As the exhaust gas goes through a heat exchange process in the heat exchange unit 900, the temperature of the first circulating water used as a refrigerant increases, so when the temperature of the first circulating water in the heat exchange unit 900 exceeds a certain temperature, the combustion unit ( If the exhaust gas discharged from 900) bypasses the heat exchange unit 900 through the bypass line (B) and is sent directly to the absorption unit 200, the temperature of the first circulating water in the heat exchange unit 900 can be prevented from increasing further. You can.

연소부(100)로부터 열교환부(900)로 배기가스를 보내는 유로 상에는 배기가스의 유량을 조절하는 제3 밸브(V3)가 설치되고, 열교환부(900)로부터 흡수부(200)로 배기가스를 보내는 유로 상에는 배기가스의 유량을 조절하는 제4 밸브(V4)가 설치되며, 우회라인(B) 상에는 하나 이상의 밸브(V5, V6)가 설치된다. 제3 밸브(V3), 제4 밸브(V4) 및 우회라인(B) 상에 설치된 밸브(V5, V6)의 개도 및 개폐를 조절하여 열교환부(900) 내의 제1 순환수의 온도를 일정 범위 내로 유지시킬 수 있다.A third valve (V3) for controlling the flow rate of the exhaust gas is installed on the flow path that sends the exhaust gas from the combustion unit 100 to the heat exchange unit 900, and transfers the exhaust gas from the heat exchange unit 900 to the absorption unit 200. A fourth valve (V4) that regulates the flow rate of exhaust gas is installed on the sending passage, and one or more valves (V5, V6) are installed on the bypass line (B). By adjusting the opening and closing of the third valve (V3), the fourth valve (V4), and the valves (V5, V6) installed on the bypass line (B), the temperature of the first circulating water in the heat exchange unit 900 is maintained within a certain range. It can be maintained within.

연소부(100)로부터 열교환부(900)로 배기가스를 보내는 유로, 열교환부(900)로부터 흡수부(200)로 배기가스를 보내는 유로, 및 열교환부(900) 내부에는 각각 온도센서가 설치될 수 있으며, 제3 밸브(V3), 제4 밸브(V4) 및 우회라인(B) 상에 설치된 밸브(V5, V6)는 각각, 온도센서들 중 하나 이상과 연계되어 개도 및 개폐가 자동으로 조절될 수 있다.A temperature sensor will be installed inside the flow path for sending exhaust gas from the combustion unit 100 to the heat exchange unit 900, the flow path for sending exhaust gas from the heat exchange unit 900 to the absorption unit 200, and the inside of the heat exchange unit 900. The third valve (V3), the fourth valve (V4), and the valves (V5, V6) installed on the bypass line (B) are linked to one or more of the temperature sensors to automatically adjust the opening and closing degrees. It can be.

또한, 열교환부(900)로부터 흡수부(200)로 배기가스를 보내는 유로 상에 제4 냉각기(C4)가 설치되는 경우, 우회라인(B)을 따라 열교환부(900)를 우회한 배기가스가 제4 냉각기(C4)에 의해 온도가 낮아진 후 흡수부(200)로 보내질 수 있도록, 우회라인(B)은 제4 냉각기(C4) 상류로 합류되는 것이 바람직하다.In addition, when the fourth cooler (C4) is installed on the passage that sends the exhaust gas from the heat exchange unit 900 to the absorption unit 200, the exhaust gas bypassing the heat exchange unit 900 along the bypass line (B) It is preferable that the bypass line (B) joins upstream of the fourth cooler (C4) so that the temperature can be lowered by the fourth cooler (C4) and then sent to the absorption unit (200).

한편, 제1 순환수의 종류에 따라 이산화탄소를 분리하여 제1 순환수를 재생하기 위한 온도가 달라지며, 제1 순환수는 아민계 용액일 수 있다. 또한, 제1 순환수는 60도 내지 130도 정도 범위에서 이산화탄소를 분리하는 용액일 수 있고, 바람직하게는 110도 내외에서 이산화탄소를 분리하는 용액일 수 있다.Meanwhile, the temperature for separating carbon dioxide and regenerating the first circulating water varies depending on the type of the first circulating water, and the first circulating water may be an amine-based solution. Additionally, the first circulating water may be a solution that separates carbon dioxide at a temperature ranging from 60 degrees to 130 degrees, and preferably may be a solution that separates carbon dioxide at around 110 degrees.

그러나 본 발명의 제1 순환수는 이에 한정되는 것은 아니며, 낮은 온도에서 이산화탄소를 분리시킬 수 있다면 열량 소모량이 적어져 더 경제적이므로, 흡수재 개발이 진행됨에 따라 더 낮은 온도에서 이산화탄소 분리가 가능한 흡수재가 개발된다면, 제1 순환수는 더 낮은 온도에서 이산화탄소 분리가 가능한 흡수재인 것이 바람직하다.However, the first circulating water of the present invention is not limited to this, and if carbon dioxide can be separated at a low temperature, heat consumption is reduced and it is more economical. As the development of absorbents progresses, absorbents capable of separating carbon dioxide at lower temperatures are developed. If possible, it is preferable that the first circulating water is an absorbent material capable of separating carbon dioxide at a lower temperature.

수분제거부(600)는 열교환부(900)로부터 이산화탄소를 공급받아 이산화탄소의 수분을 제거하며, 수분이 제거된 이산화탄소는 냉각압축부(700)로 보내진다. 수분제거부(600)는 드라이어(Dryer)일 수 있다.The moisture removal unit 600 receives carbon dioxide from the heat exchange unit 900 and removes moisture from the carbon dioxide, and the carbon dioxide from which the moisture has been removed is sent to the cooling compression unit 700. The moisture removal unit 600 may be a dryer.

냉각압축부(700)는 수분제거부(600)로부터 수분이 제거된 이산화탄소를 공급받아 이산화탄소를 냉각 및 압축시켜 액체 상태로 만든다. 냉각압축부(700)에서 액화된 이산화탄소는 저장부(800)로 보내진다.The cooling compression unit 700 receives carbon dioxide from which moisture has been removed from the moisture removal unit 600 and cools and compresses the carbon dioxide into a liquid state. Carbon dioxide liquefied in the cooling compression unit 700 is sent to the storage unit 800.

저장부(800)는 냉각압축부(700)로부터 액체 이산화탄소를 공급받아 저장한다.The storage unit 800 receives liquid carbon dioxide from the cooling compression unit 700 and stores it.

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 우회라인을 포함하는 이산화탄소 포집 저장 시스템의 개략도이다.Figure 3 is a schematic diagram of a carbon dioxide capture and storage system including a bypass line according to a second embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 우회라인을 포함하는 이산화탄소 포집 저장 시스템은, 도 2에 도시된 제1 실시예의 우회라인을 포함하는 이산화탄소 포집 저장 시스템에 비하여, 흡수부(210, 220)가 2단으로 구성된다는 차이점이 있다. 이하, 제1 실시예와의 차이점을 위주로 설명한다.Referring to FIG. 3, the carbon dioxide capture and storage system including a bypass line according to the second embodiment of the present invention has an absorption portion ( 210, 220) has a difference in that it consists of two stages. Hereinafter, differences from the first embodiment will be mainly explained.

본 실시예의 우회라인을 포함하는 이산화탄소 포집 저장 시스템에 의하면, 흡수부(210, 220)가 2단으로 구성되어, 연소부(100)에서 배출된 배기가스가 열교환부(900)를 통과하여 제1 흡수부(210)로 보내지고, 제1 흡수부(210)에서 배기가스에 함유된 이산화탄소가 제1 순환수에 1차로 흡수된다.According to the carbon dioxide capture and storage system including the bypass line of this embodiment, the absorption units 210 and 220 are composed of two stages, so that the exhaust gas discharged from the combustion unit 100 passes through the heat exchange unit 900 and is It is sent to the absorption unit 210, and in the first absorption unit 210, the carbon dioxide contained in the exhaust gas is primarily absorbed into the first circulating water.

제1 흡수부(210)에서 이산화탄소를 흡수한 제1 순환수는 열교환부(900)로 보내지고, 이산화탄소가 1차로 제거된 배기가스는 제2 흡수부(220)로 보내진다.The first circulating water from which carbon dioxide has been absorbed in the first absorption unit 210 is sent to the heat exchange unit 900, and the exhaust gas from which carbon dioxide is primarily removed is sent to the second absorption unit 220.

제2 흡수부(220)에서 배기가스에 함유된 이산화탄소가 제1 순환수에 2차로 흡수되고, 이산화탄소가 제거된 깨끗한 공기는 대기로 방출되며, 이산화탄소를 흡수한 제1 순환수는 열교환부(900)로 보내진다.In the second absorption unit 220, the carbon dioxide contained in the exhaust gas is secondarily absorbed into the first circulating water, the clean air from which the carbon dioxide has been removed is discharged into the atmosphere, and the first circulating water that has absorbed the carbon dioxide is absorbed into the heat exchange unit (900). ) is sent to

제1 흡수부(210) 및 제2 흡수부(220)로부터 보내진 제1 순환수는 열교환부(900)에서 연소부(100)로부터 공급받은 배기가스와 열교환되어 온도가 높아지고, 이산화탄소가 분리되어 재생된다.The first circulating water sent from the first absorption unit 210 and the second absorption unit 220 exchanges heat with the exhaust gas supplied from the combustion unit 100 in the heat exchange unit 900 to increase the temperature, and carbon dioxide is separated and recycled. do.

제1 탱크(500)는 제1 흡수부(210)와 제2 흡수부(220)로 각각 제1 순환수를 공급하며, 흡수부(210, 220)는 필요에 따라 더 많은 단수로 구성될 수 있다.The first tank 500 supplies first circulating water to the first absorption unit 210 and the second absorption unit 220, respectively, and the absorption units 210 and 220 may be configured with more stages as needed. .

본 실시예의 우회라인을 포함하는 이산화탄소 포집 저장 시스템에 의하면, 여러 단계에 걸쳐 배기가스에 함유된 이산화탄소를 제거하므로, 99% 이상 순도의 이산화탄소 기체를 만들 수 있다. 97% 이상 순도의 이산화탄소 기체는 산업용으로 활용이 가능하고, 99% 이상 순도의 이산화탄소 기체는 식음료로 활용이 가능하다.According to the carbon dioxide capture and storage system including the bypass line of this embodiment, carbon dioxide contained in exhaust gas is removed in several stages, so that carbon dioxide gas with a purity of 99% or more can be produced. Carbon dioxide gas with a purity of 97% or higher can be used for industrial purposes, and carbon dioxide gas with a purity of 99% or higher can be used for food and beverage.

도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 우회라인을 포함하는 이산화탄소 포집 저장 시스템의 개략도이다.Figure 4 is a schematic diagram of a carbon dioxide capture and storage system including a bypass line according to a third embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 우회라인을 포함하는 이산화탄소 포집 저장 시스템은, 도 3에 도시된 제2 실시예의 우회라인을 포함하는 이산화탄소 포집 저장 시스템에 비하여, 제1 저감부(150), 제2 저감부(250), 및 제2 탱크(350)를 더 포함한다는 차이점이 있다. 이하, 제2 실시예와의 차이점을 위주로 설명한다.Referring to FIG. 4, the carbon dioxide capture and storage system including a bypass line according to the third embodiment of the present invention has a first reduction compared to the carbon dioxide capture and storage system including the bypass line of the second embodiment shown in FIG. 3. There is a difference in that it further includes a unit 150, a second reduction unit 250, and a second tank 350. Hereinafter, differences from the second embodiment will be mainly explained.

본 실시예의 우회라인을 포함하는 이산화탄소 포집 저장 시스템에 의하면, 연소부(100)로부터 배출된 배기가스가 제1 저감부(150)를 통과한 후 열교환부(900)로 보내진다. 제1 저감부(150)는 배기가스에 함유된 제1 오염 물질을 제거하는 역할을 하며, 제1 오염 물질은 일례로 질소산화물(NOx)일 수 있다.According to the carbon dioxide capture and storage system including the bypass line of this embodiment, the exhaust gas discharged from the combustion unit 100 passes through the first reduction unit 150 and is then sent to the heat exchange unit 900. The first reduction unit 150 serves to remove the first pollutant contained in the exhaust gas, and the first pollutant may be nitrogen oxides (NOx), for example.

제1 저감부(150)는 배기가스의 온도가 비교적 높은 곳에 설치하는 것이 유리하기 때문에, 열교환부(900) 상류에 설치되는 것이 바람직하다.Since it is advantageous to install the first reduction unit 150 in a place where the temperature of the exhaust gas is relatively high, it is preferably installed upstream of the heat exchange unit 900.

제1 저감부(150)는 배가가스의 온도가 대략 300도 이상인 위치에 설치될 수 있으며, SCR(Selective Catalytic Reduction) 및 EGR(Exhaust Gas Regulation) 중 하나 이상일 수 있다.The first reduction unit 150 may be installed at a location where the temperature of the exhaust gas is approximately 300 degrees or higher, and may be one or more of Selective Catalytic Reduction (SCR) and Exhaust Gas Regulation (EGR).

또한, 본 실시예의 우회라인을 포함하는 이산화탄소 포집 저장 시스템에 의하면, 열교환부(900)를통과한 배기가스가 제2 저감부(250)를 통과한 후 제1 흡수부(210)로 보내진다. 제2 저감부(250)는 배기가스에 함유된 제2 오염 물질을 제거하는 역할을 한다. 제2 오염 물질은 일례로 황산화물(SOx) 및 미세먼지(Particulate Matter, PM) 중 하나 이상일 수 있으며, 제2 저감부(250)는 스크러버(Scrubber) 및 DPF(Diesel Particulate Filter) 중 하나 이상일 수 있다.In addition, according to the carbon dioxide capture and storage system including the bypass line of this embodiment, the exhaust gas that has passed through the heat exchange unit 900 passes through the second reduction unit 250 and is then sent to the first absorption unit 210. The second reduction unit 250 serves to remove second pollutants contained in the exhaust gas. For example, the second pollutant may be one or more of sulfur oxides (SOx) and particulate matter (PM), and the second reduction unit 250 may be one or more of a scrubber and a diesel particulate filter (DPF). there is.

제2 저감부(250)에서는 제2 탱크(350)로부터 공급된 제2 순환수가 열교환부(900)로부터 공급된 배기가스에 함유된 제2 오염 물질을 흡수할 수 있다. 제2 저감부(250)에서 제2 오염 물질을 흡수한 제2 순환수는 다시 제2 탱크(350)로 보내져, 제2 탱크(350)는 제2 순환수를 순환시키는 역할을 한다.In the second reduction unit 250, the second circulating water supplied from the second tank 350 may absorb the second pollutants contained in the exhaust gas supplied from the heat exchange unit 900. The second circulating water that has absorbed the second contaminants in the second reduction unit 250 is sent back to the second tank 350, and the second tank 350 serves to circulate the second circulating water.

제2 탱크(350)에서는 제2 순환수로부터 제2 오염 물질이 분리되어, 분리된 제2 오염 물질이 제2 탱크(350)로부터 배출되어 슬러지 탱크(미도시)나 해수로 이송될 수 있다.In the second tank 350, the second contaminants are separated from the second circulating water, and the separated second contaminants can be discharged from the second tank 350 and transferred to a sludge tank (not shown) or seawater.

제2 순환수는 제1 순환수와 같은 물질일 수도 있고 서로 다른 물질일 수도 있으며, 제2 순환수는 수산화나트륨(NaOH) 등의 알칼리성 용액일 수 있다.The second circulating water may be the same material as the first circulating water or a different material, and the second circulating water may be an alkaline solution such as sodium hydroxide (NaOH).

한편, 본 실시예의 우회라인을 포함하는 이산화탄소 포집 저장 시스템에 의하면, 제1 실시예 및 제2 실시예의 우회라인을 포함하는 이산화탄소 포집 저장 시스템과는 달리, 제4 냉각기(C4)가 설치되지 않을 수 있다.Meanwhile, according to the carbon dioxide capture and storage system including a bypass line of this embodiment, unlike the carbon dioxide capture and storage system including a bypass line of the first and second embodiments, the fourth cooler (C4) may not be installed. there is.

제2 저감부(250)는 흡수부(210, 220)와 달리 배기가스의 온도는 낮춰 공급할 필요가 없고, 제2 저감부(250)를 통과하며 배기가스의 온도가 낮아져, 제2 저감부(250)를 통과한 배기가스를 온도를 더 낮춰 제1 흡수부(210)로 공급할 필요가 없을 수 있기 때문이다. 그러나, 필요한 경우, 열교환부(900)로부터 제2 저감부(250)로 배기가스를 공급하는 유로 상, 및 제2 저감부(250)로부터 제1 흡수부(210)로 배기가스를 공급하는 유로 상 중 하나 이상에 냉각기를 설치할 수 있음은 물론이다.Unlike the absorption units 210 and 220, the second reduction unit 250 does not need to lower the temperature of the exhaust gas and supply it, and the temperature of the exhaust gas is lowered as it passes through the second reduction unit 250, so that the second reduction unit (250) This is because there may be no need to lower the temperature of the exhaust gas that has passed through 250 and supply it to the first absorption unit 210. However, if necessary, on the flow path for supplying exhaust gas from the heat exchange part 900 to the second reduction part 250, and on the flow path for supplying exhaust gas from the second reduction part 250 to the first absorption part 210 Of course, a cooler can be installed in one or more of the beds.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정 또는 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.The present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and it is obvious to those skilled in the art that the present invention can be implemented with various modifications or variations without departing from the technical gist of the present invention. It was done.

100: 연소부 150: 제1 저감부
200, 210, 220: 흡수부 250: 제2 저감부
300: 재생부 350: 제2 탱크
400: 가열부 500: 제1 탱크
600: 수분제거부 700: 냉각압축부
800: 저장부 900: 열교환부
V1, V2, V3, V4, V5, V6: 밸브 C1, C2, C3, C4: 냉각기
B: 우회라인100: combustion section 150: first reduction section
200, 210, 220: absorption section 250: second reduction section
300: Regeneration unit 350: Second tank
400: heating unit 500: first tank
600: Moisture removal unit 700: Cooling compression unit
800: storage unit 900: heat exchange unit
V1, V2, V3, V4, V5, V6: Valves C1, C2, C3, C4: Cooler
B: bypass line

Claims (19)

배기가스를 배출하는 연소부;
제1 순환수가 배기가스에 함유된 이산화탄소를 흡수하는 흡수부;
상기 흡수부로부터 공급받은 이산화탄소를 흡수한 제1 순환수와, 상기 연소부로부터 배출된 배기가스를 열교환시키는 열교환부;
상기 연소부로부터 배출된 배기가스의 일부 또는 전부를 상기 열교환부를 우회시켜 상기 흡수부로 보내는 우회라인;
제1 순환수를 저장하는 제1 탱크;
상기 열교환부로부터 상기 제1 탱크로 제1 순환수를 공급하는 유로에 설치되어 제1 순환수의 유량을 조절하는 제1 밸브; 및
상기 제1 탱크로부터 상기 열교환부로 제1 순환수를 공급하는 유로에 설치되어 제1 순환수의 유량을 조절하는 제2 밸브;를 포함하고,
상기 열교환부 내의 제1 순환수의 온도가 일정 온도 이상이 되는 경우, 상기 연소부로부터 배출되는 배기가스를 상기 우회라인에 의해 상기 열교환부를 우회시켜 상기 흡수부로 보내며,
상기 연소부로부터 배출된 배기가스는 상기 열교환부에 의해 온도가 낮아진 후 상기 흡수부로 공급되고,
상기 흡수부로부터 상기 열교환부로 공급된 이산화탄소를 흡수한 제1 순환수는, 상기 열교환부에 의해 온도가 높아져 상기 열교환부 내에서 이산화탄소가 분리되고,
상기 제1 탱크는 상기 열교환부로 제1 순환수를 공급하여 상기 열교환부 내부의 제1 순환수의 온도를 조절하고,
상기 제1 밸브 및 상기 제2 밸브의 개도 및 개폐를 조절하여, 상기 열교환부 내의 제1 순환수의 온도를 일정 범위 내로 유지시키며,
제1 순환수로부터 이산화탄소를 분리하는 별도의 재생부를 포함하지 않는, 우회라인을 포함하는 이산화탄소 포집 저장 시스템.A combustion unit that emits exhaust gases;
An absorption unit where the first circulating water absorbs carbon dioxide contained in the exhaust gas;
a heat exchange unit that heat exchanges first circulating water absorbing carbon dioxide supplied from the absorption unit and exhaust gas discharged from the combustion unit;
a bypass line that bypasses the heat exchanger and sends part or all of the exhaust gas discharged from the combustion unit to the absorption unit;
a first tank storing first circulating water;
a first valve installed in a passage supplying first circulating water from the heat exchange unit to the first tank to control a flow rate of the first circulating water; and
It includes a second valve installed in the flow path that supplies the first circulating water from the first tank to the heat exchanger to control the flow rate of the first circulating water,
When the temperature of the first circulating water in the heat exchange unit exceeds a certain temperature, the exhaust gas discharged from the combustion unit is bypassed by the heat exchange unit through the bypass line and sent to the absorption unit,
The exhaust gas discharged from the combustion unit is lowered in temperature by the heat exchange unit and then supplied to the absorption unit,
The temperature of the first circulating water that absorbs carbon dioxide supplied from the absorption unit to the heat exchange unit is increased by the heat exchange unit, and carbon dioxide is separated in the heat exchange unit,
The first tank supplies first circulating water to the heat exchange unit to control the temperature of the first circulating water inside the heat exchange unit,
By controlling the opening and closing of the first valve and the second valve, the temperature of the first circulating water in the heat exchanger is maintained within a certain range,
A carbon dioxide capture and storage system including a bypass line and not including a separate regeneration unit for separating carbon dioxide from the first circulating water. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 열교환부에서 분리된 이산화탄소를 공급받아 이산화탄소의 수분을 제거하는 수분제거부를 더 포함하는, 우회라인을 포함하는 이산화탄소 포집 저장 시스템.In claim 1,
A carbon dioxide capture and storage system including a bypass line, further comprising a moisture removal unit that receives the carbon dioxide separated from the heat exchanger and removes moisture from the carbon dioxide. 청구항 5에 있어서,
상기 수분제거부로부터 수분이 제거된 이산화탄소를 공급받아 이산화탄소를 냉각 및 압축시켜 액체 상태로 만드는 냉각압축부를 더 포함하는, 우회라인을 포함하는 이산화탄소 포집 저장 시스템.In claim 5,
A carbon dioxide capture and storage system including a bypass line, further comprising a cooling compression unit that receives carbon dioxide from which moisture has been removed from the moisture removal unit and cools and compresses the carbon dioxide into a liquid state. 청구항 6에 있어서,
상기 냉각압축부로부터 액체 이산화탄소를 공급받아 저장하는 저장부를 더 포함하는, 우회라인을 포함하는 이산화탄소 포집 저장 시스템.In claim 6,
A carbon dioxide capture and storage system including a bypass line, further comprising a storage unit that receives liquid carbon dioxide from the cooling compression unit and stores it. 청구항 1에 있어서,
상기 흡수부는 2단 이상으로 구성되어, 배기가스에 함유된 이산화탄소가 제1 순환수에 2차 이상 흡수되는, 우회라인을 포함하는 이산화탄소 포집 저장 시스템.In claim 1,
A carbon dioxide capture and storage system including a bypass line, wherein the absorption unit is composed of two or more stages, and carbon dioxide contained in the exhaust gas is absorbed two or more times into the first circulating water. 청구항 1에 있어서,
상기 열교환부 상류에 설치되어 배기가스에 함유된 제1 오염 물질을 제거하는 제1 저감부를 더 포함하고,
배기가스는 상기 제1 저감부를 통과한 후 상기 열교환부로 보내지는, 우회라인을 포함하는 이산화탄소 포집 저장 시스템.In claim 1,
It further includes a first reduction unit installed upstream of the heat exchange unit to remove the first contaminant contained in the exhaust gas,
A carbon dioxide capture and storage system including a bypass line in which the exhaust gas passes through the first reduction unit and then is sent to the heat exchange unit. 청구항 1에 있어서,
상기 열교환부 하류에 설치되어 배기가스에 함유된 제2 오염 물질을 제거하는 제2 저감부를 더 포함하고,
상기 열교환부에서 열교환 과정을 거친 배기가스는 상기 제2 저감부를 통과한 후 상기 흡수부로 보내지는, 우회라인을 포함하는 이산화탄소 포집 저장 시스템.In claim 1,
It further includes a second reduction unit installed downstream of the heat exchange unit to remove second pollutants contained in the exhaust gas,
A carbon dioxide capture and storage system including a bypass line in which the exhaust gas that has undergone a heat exchange process in the heat exchange unit passes through the second reduction unit and is then sent to the absorption unit. 청구항 10에 있어서,
제2 순환수를 저장하는 제2 탱크를 더 포함하고,
상기 제2 탱크는 상기 제2 저감부로 제2 순환수를 공급하고, 상기 제2 저감부로부터 제2 오염 물질을 흡수한 제2 순환수를 공급받는, 우회라인을 포함하는 이산화탄소 포집 저장 시스템.In claim 10,
Further comprising a second tank storing second circulating water,
The second tank supplies second circulating water to the second reduction unit, and receives second circulating water absorbing second pollutants from the second reduction unit. A carbon dioxide capture and storage system including a bypass line. 청구항 1에 있어서,
상기 열교환부로부터 상기 흡수부로 배기가스를 보내는 유로 상에 설치되는 제4 냉각기를 더 포함하고,
상기 우회라인은 상기 제4 냉각기 상류로 합류되는, 우회라인을 포함하는 이산화탄소 포집 저장 시스템.In claim 1,
It further includes a fourth cooler installed on a flow path that sends exhaust gas from the heat exchange unit to the absorption unit,
A carbon dioxide capture and storage system comprising a bypass line, wherein the bypass line joins upstream of the fourth cooler. 이산화탄소를 흡수한 제1 순환수와 배기가스를 열교환부에서 열교환시켜, 배기가스의 온도는 낮추고 제1 순환수의 온도는 높여, 상기 열교환부 내에서 제1 순환수로부터 이산화탄소를 분리하고,
상기 열교환부 내의 제1 순환수의 온도가 일정 온도 이상이 되는 경우, 배기가스를 상기 열교환부를 우회시키고,
상기 열교환부 내의 제1 순환수의 온도가 일정 온도 이상으로 높아지는 경우, 상기 열교환부로 제1 순환수를 공급하여 상기 열교환부 내의 제1 순환수의 온도를 일정 온도 이하로 조절하고,
제1 밸브에 의해 상기 열교환부로부터 배출되는 제1 순환수의 유량을 조절하고, 제2 밸브에 의해 상기 열교환부로 공급되는 제1 순환수의 유량을 조절하여, 상기 열교환부 내의 제1 순환수의 온도를 일정 온도 이하로 조절하며,
별도의 재생부에서 제1 순환수로부터 이산화탄소를 분리하지 않는, 우회라인을 포함하는 이산화탄소 포집 저장 방법.The first circulating water that has absorbed carbon dioxide and the exhaust gas are heat exchanged in a heat exchanger to lower the temperature of the exhaust gas and increase the temperature of the first circulating water to separate carbon dioxide from the first circulating water in the heat exchanger,
When the temperature of the first circulating water in the heat exchanger exceeds a certain temperature, the exhaust gas is bypassed by the heat exchanger,
When the temperature of the first circulating water in the heat exchanger increases above a certain temperature, supply the first circulating water to the heat exchanger to adjust the temperature of the first circulating water in the heat exchanger to below a certain temperature,
By controlling the flow rate of the first circulating water discharged from the heat exchange unit by the first valve, and by controlling the flow rate of the first circulating water supplied to the heat exchange unit by the second valve, the flow rate of the first circulating water in the heat exchange unit is adjusted. Control the temperature below a certain temperature,
A carbon dioxide capture and storage method including a bypass line that does not separate carbon dioxide from the first circulating water in a separate regeneration unit. 삭제delete 삭제delete 청구항 13에 있어서,
상기 열교환부에서 분리된 이산화탄소를 수분을 제거하는 단계; 및
수분이 제거된 이산화탄소를 냉각 및 압축시켜 액체 상태로 만드는 단계;
를 더 포함하는, 우회라인을 포함하는 이산화탄소 포집 저장 방법.In claim 13,
Removing moisture from carbon dioxide separated from the heat exchanger; and
Cooling and compressing the dehydrated carbon dioxide into a liquid state;
A carbon dioxide capture and storage method including a bypass line, further comprising: 청구항 13에 있어서,
배기가스에 함유된 이산화탄소가 제1 순환수에 2차 이상 흡수되는, 우회라인을 포함하는 이산화탄소 포집 저장 방법.In claim 13,
A carbon dioxide capture and storage method including a bypass line in which carbon dioxide contained in exhaust gas is absorbed two or more times into the first circulating water. 청구항 13에 있어서,
배기가스에 함유된 제1 오염 물질을 제거하는 단계를 더 포함하고,
제1 오염 물질을 제거하는 단계를 거친 배기가스가 상기 열교환부로 공급되는, 우회라인을 포함하는 이산화탄소 포집 저장 방법.In claim 13,
Further comprising the step of removing the first pollutant contained in the exhaust gas,
A carbon dioxide capture and storage method including a bypass line in which exhaust gas that has undergone a step of removing first pollutants is supplied to the heat exchanger. 청구항 13에 있어서,
상기 열교환부에서 열교환 과정을 거친 배기가스에 함유된 제2 오염 물질을 제거하는 단계를 더 포함하는, 우회라인을 포함하는 이산화탄소 포집 저장 방법.In claim 13,
A carbon dioxide capture and storage method including a bypass line, further comprising removing a second pollutant contained in the exhaust gas that has undergone a heat exchange process in the heat exchange unit.
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