KR20090008270A - 열 복구 가스 흡수 프로세스 - Google Patents

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Abstract

내부에 가스 스트림을 흘리기 위한 복수 개의 순차적으로 인접한 섹션들과 함께 제공되는 흡수 부를 포함하는 장치가 제시된다. 관 시설은, 들어가도록 구성되는 섹션, 상기 흡수 부의 각 섹션으로부터 나오고 커뮤니케이트 하기 위해 구성되는 섹션, 및 복구와 재생산을 하기 위해 구성되는 섹션을 포함하고, 복수 개의 열 교환 장비 및 냉각 장비와 함께 구성된다. 선택되는 가스 성분과 반응하기 위해 선택되는 적어도 하나의 화학적 화합물과 함께 제공되는 액체 용매가, 가스 스트림과 역방향으로 흘러서 혼합되는 방법이 제공된다. 상기 액체 용매의 온도는 컬럼의 각 섹션 사이에서 제어가능하게 조작되어, (a)상기 흡수 부의 전 단에서는 써모다이나믹-드리븐 매스 트랜스퍼를 제공하고, (b)상기 흡수 부의 후 단에서는 카이네틱-드리븐 매스 트랜스퍼를 제공한다. 상기 흡수 액체 용매 시스템으로부터 상기 가스 성분을 복구하는 동안 생성된 열은 용매 시스템을 재생산하기 위해 사용된다.
가스 흡수, 배기 가스, 이산화탄소 추출, gaseous component absorption.

Description

열 복구 가스 흡수 프로세스{HEAT RECOVERY GAS ABSORPTION PROCESS}
본 발명은 산업용 가스 스트림에서 가스 성분(gaseous components)의 제거에 관한 것이다. 보다 특정하게는, 프로세스 가스 스트림(process gas stream) 및/또는 배기 가스 스트림(exhaust gas stream)으로부터 가스 성분의 분리 및 복구를 위한 장치 및 방법에 연관된다.
가스 흡수, 분리 및 복구 프로세스는 산업적인 목적 및 환경적인 목적을 위해 오랫동안 제공되고 있다. 산업적 응용 예는 통상적으로, 제조되는 가스 제품(gas product)의 품질을 강화하고 및/또는 다운스트림 프로세스(downstream processes)에서 발생할 수 있는 의도되지 않은 다운스트림 동작 문제들을 방지하기 위해, 프로세스 가스 스트림(process gas stream)으로부터 적어도 하나 이상의 가스 성분을 분리하고 제거하는 과정을 수반한다. 이를테면, 천연 가스 및 합성 가스로부터 이산화 탄소(CO2) 및/또는 황화수소(H2S)를 제거하는 것, 산업적 공정의 가스 스트림으로부터 휘발성 유기 화합물(Volatile Organic Compounds; VOCs), 그리고 질소(N2), 산소(O2) 및 수소(H2)를 제거하고 분리하는 것들이다. 환경적 응용예는 통상적으로, 대기에 방사되는 오염 물질을 줄이기 위해, 연소 관 가 스(combustion flue gases) 또는 배기 가스 스트림으로부터, 이산화 황(SO2), 이산화 탄소(CO2), 산화 질소(NOx) 및 수은(Hg) 따위의 적어도 하나 이상의 가스 성분을 제거하는 것을 수반한다.
대규모의 연소 과정은 통상적으로, 원석(raw ores) 및 기타 미정제 물질(crude materials)로부터 정제 제품을 생산하는 경우에서 자치의(municipal) 산업 에너지 제조에 사용되고, 또한 자치의 산업 폐기물의 처리를 위해 사용된다. 이러한 연소 과정은, 심각한 환경 오염과 건강상 위험을 야기하는 하나 또는 그 이상의 매우 좋지 않은 가스 성분, 이를테면, 이산화 탄소(CO2), 황화 수소(H2S) 및 산화 질소(NOx) 등을 포함하는 연속적이고(on a continuous basis) 부피가 큰 배기 가스 스트림(exhaust waste streams)을 만드는 것이 일반적이다. 특히, 대규모의 계속적인 자치의 산업적 연소로 인한 대기 중 이산화 탄소(CO2) 비율의 지속적 상승은, 환경적인 문제 및 대기오염에 연관된 건강 문제의 증가 경향에 책임이 있는 지구 온난화의 주 원인이다.
광범위한 용도(widespread use)에도 불구하고, 현재 사용되는 가스 흡수 프로세스는, 상기 과정 또는 배기 가스 스트림으로부터 선택된 가스를 흡수하기 위한 용매(solvents)의 재생산을 위해 만은 에너지를 요구하기 때문에 경제적인 면에서 결점이 있다. 이것은 산업에서 에너지와 프로세스 비용을 줄이면서 환경적 성과 목표를 달성하는 데에 방해가 된다.
본 발명의 (적어도 바람직한) 일 실시예에 따르면, (a)적어도 하나의 가스 성분을 프로세스 가스 스트림 또는 배기 가스 스트림으로부터, 상기 가스 성분을 흡수하고 동화하여(assimilate) 액체 용매 시스템으로 제거하고, (b)상기 액체 용매 시스템으로부터 상기 가스 성분을 분리하여 복구하는, 고 성능의 에너지 효율적인 장치 및 방법이 제공된다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 복수 개의 순차적으로 인접한 섹션(sequentially adjacent sections)과 함께 제공되는 흡수 부(absorber device)를 포함하는 장치가 제공되고, 상기 흡수 부는 내부에 액체 용매 시스템을 전달하는 관 시설(conduit infrastructure)과 통신하고, 상기 관 시설은 상기 흡수 부의 각 섹션에 들어가거나(ingress) 상기 흡수 부의 각 섹션으로부터 나오도록(egress) 구성된다. 바람직한 실시예에 따르면, 상기 흡수부는, 복수개의 수직 방향으로 순차적으로 위치된 인접 섹션과 함께 제공되는 수직 방향 컬럼(vertically oriented column)을 포함한다. 프로세스 가스 스트림을 위한 인렛(inlet)이 상기 흡수 부의 바닥(bottom) 근처에 제공되고, 적어도 하나의 가스 성분이 제거되는 상기 가스 스트림의 아웃렛(outlet)은 상기 흡수 부의 탑(top)에 제공된다. 그렇지 않으면, 버려지는 배기 가스 스트림(a waste exhaust gas stream)은 선택되는 가스 성분을 제거하는 상기 흡수 부를 통해서 흐를 수 있다. 상기 가스 스트림은, 상기 액체 용매 시스템의 역방향 흐름(counter-current flow) 또는 교차 흐름(cross-flow)에 반하여, 순차적으로 상기 흡수 부의 상기 인접한 섹션들을 통해 이동한다. 상기 액체 용매 시스템은 적어도 하나의 화학 성분과 함께 제공되어, 상기 가스 스트림으로부터 상기 가스 성분을 흡수하고 및/또는 동화하고(assimilate) 및/또는 격리시킨다(sequester).
본 발명의 일 실시예에 따르면, 이를테면 상기 흡수 부의 가스 스트림 아웃렛에 인접하는 섹션과 같은, 제1 섹션의 탑 부분과 통신함으로써 상기 흡수 부에 들어가도록(ingress) 구성되는 관 시설이 제공된다. 상기 관 시설이 파이프 시설(piping infrastructure)인 것도 바람직하다. 바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 파이프 시설은 순차적으로 상기 흡수 부의 인접한 각 섹션의 탑(top) 부분으로 들어가고(ingress), 상기 흡수 분의 인접한 각 섹션의 바닥(bottom)으로부터 나온다(egress). 다른 바람직한 실시예에 따르면, 린 열 전달기 유닛(a lean heat transfer unit)이 제공되어 상기 흡수 부의 상기 제1 섹션의 탑 부분으로 들어가는 파이프 시설의 부분에 끼워진다(interposed). 상기 파이프 시설이 린 쿨러 유닛(a lean cooler unit)과 함께 제공되어 상기 린 열 전달기 유닛과 상기 흡수 부의 제1 섹션 사이에 끼워지는 것도 바람직하다. 또한 상기 파이프 시설이 온도로 조절되는(temperature-manipulated) 린 흡수 액체를 상기 흡수 부의 제1 섹션의 탑 부분으로 들어가도록 하는 것도 바람직하다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 상기 흡수 부의 제1 섹션의 바닥 부로부터 나오고(egress from bottom portion of the first section of the absorber) 상기 흡수 부의 인접한 섹션의 탑 부분으로 들어가는(ingress into) 상기 파이프 시설의 부분에 위치되는(interposed) 열 전달기 유닛(heat transfer unit)이 제공된다. 바람직한 일 실시예에 따르면, 가열된 액체 용매 시스템을 운반하는 파이프 시설의 부분과의 인터커넥션(interconnection)이, 상기 열 전달기 유닛 및 상기 흡수 부의 인접한 섹션의 탑 부분 사이에 위치되는(interposed), 상기 파이프 시설의 부분이 제공된다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 상기 흡수 부의 제1 섹션의 바닥 부로부터 나오고 상기 흡수 부의 인접한 섹션의 탑 부분으로 들어가는 상기 파이프 시설의 각 부분에 위치되는 열 전달기 유닛이 제공된다. 바람직한 일 실시예에 따르면, 냉각 유닛(cooling unit)이, 상기 열 전달기 유닛 및 상기 흡수 부의 인접한 섹션의 탑 부분 사이에 위치되는, 상기 파이프 시설의 각 부분이 제공된다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 이를테면 프로세스 가스 스트림 또는 배기 가스 스트림으로부터 제거된 가스 성분을 보유하고 있는 흡수 액체(absorption liquid)와 같은 강화된(enriched) 흡수 액체를 제거하기 위한 상기 흡수부(absorber)의 바닥과 통신하는 제거 파이프 시설(removal piping infrastructure)가 제공된다. 바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 제거 파이프 시설은, 상기 흡수 부의 제1 섹션에 인접한 섹션과 통신하는 액체 시설(the liquid infrastructure)의 각 부분을 위해 제공되는 열 교환 유닛(heat exchange unit)과 인터커넥트 되고 협력하여, 상기 각 섹션의 바닥 부로부터 회수된(withdrawn from) 흡수 액체로부터 열 교환 유닛에 의해 상기 열 에너지가 제거되도록, 상기 열 교환 유닛에 의해 상기 제거 파이프 시스템에 의해 상기 열 교환 유닛을 통해 상기 강화된 흡수 액체가 운반되도록 제공된다. 바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 제거 파이프 시설이 린-강화(lean-rich) 열 교환 유닛에 연결되고 협력하여 고온 린 흡수 액체(the hot lean absorption liquid)로부터 열(heat)을, 상기 제거 파이프 시설에 의해 상기 린-강화 열 교환 유닛을 통해 운반되는 상기 강화된 흡수 액체로 전달한다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 상기 제거 파이프 시설은, (a)상기 강화 흡수 액체 용매로부터 분리되고, 스트림이 상기 가스 스트림으로부터 제거되는 선택된 가스 성분을 보유하고, (b) 상기 강화된 흡수 액체를 린 흡수 액체(lean absorption liquid)로 재생산(regenerate)하도록 구성되는 제1 복수 개의 장비(equipment)와 인터커넥트 되고 협력한다. 바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 선택된 가스 성분의 분리된 스트림을 복구하고(recovering), 다른 산업 프로세스를 위한 사용에 앞서 상기 선택된 가스 성분을 추가 처리하거나 및/또는 정제(purification)하기 위해 제2 복수 개의 장비가 제공된다. 그렇지 않으면, 상기 복구되고 정제된 가스 성분은 운반되어서 그러한 목적으로 선택된 컨테이너에 저장된다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 프로세스 가스 스트림 또는 배기 가스 스트림으로부터 선택된 가스 성분을 제거하고 복구하는 방법이 제공된다. 상기 가스 스트림은 멀티-섹션(multi-sectioned) 흡수 유닛(absorber unit)을 통해 순차적으로 흐르고(is flowed sequentially), 상기 선택된 가스 성분이 반대방향 흐름(counter-flowing) 또는 교차 흐름(cross-flowing)의 온도-조작가능하고(temperature-manipulable) 온도-제어가능한(temperature-controllable) 액체 용매 시스템과 함께 윗방향 흐름(the upward flowing)의 가스 스트림과 반복적으로 혼합하고(commingling) 및 접촉함으로써 제거되며, 상기 액체 용매 시스템은 상 온기 흡수 유닛 내에서, 상기 선택된 가스 성분을 흡수하고 및/또는 동화하고 및/또는 격리하고 및/또는 반응하는 경향에 따라 선택되는 적어도 하나의 화학 구성요소를 포함한다. 바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 액체 용매 시스템은 린 흡수 액체(lean absorption liquid)이며, 이를테면 상기 흡수 부의 제1 섹션과 같은 탑(the top)으로 들어가기 앞서 제어가능하게 냉각되고, 역방향(counter-currently) 또는 교차방향(cross-currently)으로 상기 가스 스트림과 혼합되고 접촉하며, 따라서 상기 가스 스트림으로부터 선택되는 가스 성분 부분을 제거하고,
상기 린 흡수 액체에 부분적으로 싣는다(partially loading). 상기 부분적으로 실린(partially loaded) 흡수 액에는 상기 파이프 시설에 의해 상기 제1 섹션의 바닥 부로부터 나오고, 적어도 하나의 열 교환 유닛을 통해 운반되어, 상기 적어도 열 교환 유닛 내에서 상기 부분적으로 실린 흡수 액체는 이를 테면 제2 섹션과 같은 밑부분의(of underlying) 탑 부분으로 들어가기 전에, 상승된 온도(an elevated temperature)로 가열된다. 바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 가열된 부분적으로 실린 흡수 액체의 온도는 고온 린 흡수 액체(hot lean absorption liquid)와 혼합(intermixing)함으로써 제어되어 조정된다(is adjusted by controllably). 상기 부분적으로 실린 흡수 액체는, 상기 제2 섹션을 통해 흐르는 상기 가스 스트림에 대항해서, 상기 제2 섹션을 통해 역방향으로 흐르거나 교차하여 흐르고(counter-flows or cross-flows), 상기 가스 스트림으로부터 선택된 가스 성분의 추가적인 부분을 제거해서, 증가되어 실린 흡수 액체가 된다(becoming a increasingly loaded absorption liquid). 상기 증거되어 실린 흡수 액체는 상기 파이프 시설에 의해 상기 제2 섹션의 바닥 부로부터 나와서, 적어도 하나의 열 교환 유닛 및 적어도 하나의 냉각 유닛을 통해 운반되고, 상기 냉각 유닛은 상기 증가되어 실린 흡수 액체가 이를 테면 제3 섹션과 같은 밑부분의 탑 부분으로 들어가기 전에, 상기 증가하여 실린 흡수 액체의 온도를 낮추고 제어하도록 구성된다. 상기 증가되어 실린 흡수 액체는 상기 제3 섹션을 통해 흐르는 가스 스트림에 대항하여 상기 제3 섹션을 통해 역방향으로 흐르거나 교차하여 흐르고, 상기 가스 스트림으로부터 선택된 가스 성분의 추가적인 부분을 제거해서, 높게 실린 흡수 액체가 된다(becoming a highly loaded absorption liquid). 상기 높게 실린 흡수 액체는 상기 파이프 시설에 의해 상기 제3 섹션의 바닥 부로부터 제거되고, 적어도 하나의 열 교환 유닛 및 적어도 하나의 냉각 유닛을 통해 운반되고, 상기 냉각 유닛은 상기 흡수 액체가 이를 테면 마지막 섹션(the last section)과 같은 바닥의 탑 부분으로 되돌아가기 전에 상기 흡수 액체의 온도를 낮추고 제어하도록 구성된다. 상기 높게 실린 흡수 액체는 상기 마지막 섹션을 통해 흐르는 가스 스트림에 대항하여 상기 마지막 섹션을 통해 역방향으로 흐르거나 교차하여 흐르고, 상기 가스 스트림으로부터 선택된 가스 성분의 최종 부분(a final portion)을 제거해서, 강화된 흡수 액체(an enriched absorption liquid)가 된다. 상기 강화된 흡수 액체는 선택된 복수 개의 장비의 운반을 위해 제거 파이프 시설(a removal piping infrastructure)에 의해 상기 흡수부의 바닥 부로부터 제거되고, 상기 흡수 액체 내에 보유된 흡수된 가스 성분을 복구하도록 그리고 상기 흡수 부(the absorber device)에서 재활용되기 전에 상기 흡수 액체를 린 흡수 액체(lean absorption liquid)로 재생산하도록 구성된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 흡수 부(the absorber device)와 통신하기 위한 액체 용매 시스템이 제공되어,
그것을 통한 운반에 의해 파이프 시설과 통신한다. 상기 액체 용매 시스템은 흡수 용액(absorption solution)을 포함하고, 상기 흡수 용액은 프로세스 가스 스트림(또는 그렇지 않으면 상기 흡수 부(absorber)를 통해 흐르는 배기 가스 스트림)으로부터 선택되는 가스 성분을 흡수하고 및/또는 동화하고 및/또는 격리하고 및/또는 반응하도록 구성된다. 상기 흡수 용액은, 상기 흡수 부 가스 스트림 아웃렛과 인접한 제1 섹션의 탑 부분으로 들어가는 경우, 및 상기 흡수 용액이 상기 흡수 부를 통한 가스 스트림의 흐름에 대항해서 상기 인접한 섹션을 통해 역방향으로 흐르거나 교차하여 흐름에 따라 선택된 가스 성분으로 증가하여 강화되어(becomes increasing enriched) 상기 흡수 부의 바닥으로부터 나와서 풍부한 흡수 액체(a rich absorption liquid)가 되는 경우에는, 린 흡수 액체(lean absorption liquid)인 것으로 여겨진다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 흡수 액체는 흡수 용액을 포함하고, 상기 흡수 용액은 적어도 하나의 화학 성분과 함께 제공되며, 상기 적어도 하나의 화학 성분은 프로세스 가스 스트림 또는 배기 가스 스트림 또는 정제 가스 스트림(refining gas stream) 내에 존재하는 선택된 가스 성분을 흡수하고 및/또는 동화하고 및/또는 격리하고 및/또는 반응하기 위해 선택된다. 상기 선택된 가스 성분은 CO2, H2S, SO2, 및 NOx를 포함하는 그룹으로부터 선택되는 가스를 포함한다.
본 발명의 다른 바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 흡수 액체는, (a) 프로세스 가스 스트림 또는 배기 가스 스트림 내에 존재하는 선택된 가스 성분을 흡수하고 및/또는 동화하고 및/또는 격리하고 및/또는 반응하기 위해 선택되는 적어도 하나의 화학 성분과 함께 제공되는 수용성 용액(an aqueous solution) 및 (b) 카이네틱 인핸서(kinetic enhancer), 코로젼 인히비터(corrosion inhibitors), 안티-폼 케미칼(anti-form chemicals), 산소 스캐빈져(oxygen scavengers), 염 중화제(salt neutralizers), 퇴적방지제(antifouling) 및 감손방지 케미칼(anti-degradation chemicals)을 포함하는 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 화학 성분을 포함한다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 린 흡수 액체가 제어가능하게(controllably) 냉각되어 상기 흡수 부(absorber device)의 제1 섹션으로 들어가기 전에 선택된 온도로 조정된다. 바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 린 흡수 액체의 온도를 냉각하고 제어하기 위한 복수 개의 장비가 제공된다. 다른 바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 린 흡수 액체를 냉각하기 위한 린-강화 열 교환기(lean-rich heat exchanger)와 같은 적어도 하나의 열 전달기 유닛, 및 냉각된 액체 용매의 온도를 조정하고(adjusting) 정련하기(refining) 위한 적어도 하나의 열 전달기 유닛 유닛이 제공된다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 장치를 이용하여, 상기 액체 용매 시스템은 연소 배기 가스 스트림(combustion exhaust gas stream)으로부터 CO2를 제거하도록 구성된다. 상기 액체 용매 시스템은 흡수 용액을 제공하고, 상기 흡수 용액은 적어도 하나의 화학적 화합물(chemical compound)를 보유하는 흡수 액체를 포함하고, 상기 적어도 하나의 화학적 화합물은 모노에탄올아민(monoethanolamine; MEA), 디글리콜아민(diglycolamine; DGA), 디에탄올아민(diethaolamine; DEA), 메틸디에탄올아민(methyldiethanolamine; MDEA), 2-아미노-2-메틸-1-프로판올(2-amino-2-methyl-1-propanol; AMP), 피페라진(piperazine; PZ), 암모니어(ammonia), 아민(amines), 알칸올아민(alkanolamines), 이들의 유도체(derivatives), 및 다른 화학적 용매 및/또는 이들의 혼합물을 포함하는 그룹으로부터 선택된다. 상기 액체 용매 시스템은 적어도 하나의 화학적 화합물을 더 포함할 수 있고, 상기 적어도 하나의 화학적 화합물은 카이네틱 인핸서(kinetic enhancer), 코로젼 인히비터(corrosion inhibitors), 안티-폼 케미칼(anti-form chemicals), 산소 스캐빈져(oxygen scavengers), 염 중화제(salt neutralizers), 퇴적방지제(antifouling) 및 감손방지 케미칼(anti-degradation chemicals)을 포함하는 그룹으로부터 선택된다.
본 발명의 또 다른 바람직한 일 실시예에 따르면, 강화된 흡수 액체(the enriched absorption liquid)로부터 선택된 가스 성분을 분리하고, 제거하고, 및 복구하기 위한 방법이 제공된다. 가열된 강화된 흡수 액체는 상기 흡수 부(absorber devices)의 바닥으로부터 나오고, 재생산기(regenerator)로 운반되며, 상기 강화된 흡수 액체는, (a)상기 재생산기의 바닥으로부터 나와서 재가열 유닛(reboiler unit)으로 운반되는 고온 린 흡수 액체의 스트림(a stream of hot lean absorption liquid), 및 (b)상기 재생산기의 탑으로부터 나오는 고온 증기 혼합물의 스트림(a stream of hot vapor mixture)로 분리된다. 역류 콘덴서(reflux condenser)를 통해 상기 프로세스로부터 선택적으로 제거될 수 있는 버려지는 열 에너지의 많은 부분이, 열-복구 컨덴서(heat-recovery condenser)와 함께 제공되는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로세스에 의해 복구되며, 그로써 가열된 응축액(heated condensate)의 스트림을 생성하고, 상기 가열된 응축액의 스트림은 상기 재가열 유닛에 전달되고, 여기서 복구된 열 에너지(the recovered neat energy)는 상기 액체 용매 시스템의 재생산을 위해 사용되고, 따라서 본 발명의 실시예에 따른 프로세스를 위해 요구되는 에너지 인풋(energy input)을 현저히 줄인다.
본 발명의 또 다른 바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 흡수 부의 탑으로부터 나오는(exiting from the top of the absorber) 처리된 가스를 통해, 물 및 흡수 액체의 증기 손실을 줄이기 위한 방법이 제공된다. 증기의 손실을 줄이기 위한 제1 단계는 상기 흡수 부의 제1 섹션에서 일어나고, 상기 흡수기로 제어 가능하게 냉각된 린 흡수 액체가 들어가고, 그로써 처리되는 가스 스트림의 온도를 감소시키고 수증기(water vapor)와 흡수 액체 증기를 노킹 오프(knocking off)시킨다.
본 발명의 일부 실시예는 하기 도면을 참조하여 설명된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 다른 개요도(schematic diagram)를 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티-섹션 흡수부(multi-section absorber)를 통해 통과하는 흡수 액체의 온도 프로필을 도시하는 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 동작 중인 경우의 온도 조작의 효과 및 온도 흡수부의 평형 커브를 도시하는 그래프이다.
본 발명의 실시예들은 화학 공정 및/또는 연소 공정으로부터 나오는 프로세스 가스 스트림 또는 배기 가스 스트림으로부터 적어도 하나의 가스 성분을 에너지-효율적으로 제거 및 복구하는 장치 및 방법을 제공한다. 본 발명의 실시예에 따르면, 복수 개의 순차적으로 인접한(sequentially adjacent) 섹션들로 구성되는 흡수 부(absorber device)를 포함하는 장치가 제공되고, 상기 흡수 부는 액체 용매 시스템을 운반하는 멀티-섹션 파이프 시설과 통신하고, 상기 파이프 시설은 상기 흡수 부의 각 섹션들로 들어가고 상기 흡수 부의 각 섹션들로부터 나온다. 가스 스트림은 상기 액체 용매 시스템의 역방향 흐름에 대항하여 상기 흡수 부의 인접한 섹션들을 통해 순차적으로 이동한다. 상기 액체 용매 시스템은 적어도 하나의 화학적 화합물과 함께 제공되어, 상기 가스 스트림으로부터 가스 성분을 흡수하고 및/또는 동화하고, 및/또는 격리하고 및/또는 반응한다.
상기 멀티-섹션 파이프 시설은, (a)그것을 통해 흐르는 흡수 액체(absorption liquid flowing therethrough)를 냉각하기 위해 구성되는 적어도 두 개의 열-교환 유닛, 및 (b)그것을 통해 흐르는 액체 용매 시스템(liquid solvent system flowing threrethrough)을 가열하기 위해 구성되는 적어도 하나의 열-교환 유닛을 포함하며, 상기 (a)아이템 내의 냉각을 위한 열 교환 유닛 각각은,
상기 흡수 부 내의 다른 섹션으로 이동하기 위해 상기 파이프 시설을 통해 흐르는 액체 용매 시스템의 정확한 온도 제어를 위한 적어도 하나의 할당된 냉각 유닛(at least one dedicated cooling unit)과 협력한다. 상기 멀티-섹션 파이프 시설은, (1)상기 흡수 부 내에 제공되는 각 섹션의 바닥 부로부터 나와서 (egress from the bottom portion) 탑 부로 들어가도록(ingress into the top portion), 그리고 (2)상기 흡수부의 각 섹션들 사이의 열 교환 유닛 및/또는 냉각 유닛과 협력하도록 구성되고, 상기 유닛들은 그것들을 통해 흐르는 액체 용매 시스템의 온도를 변경하고(modulate), 조작하고(manipulate), 및 제어하도록 구성된다. 상기 흡수부는 그것의 바닥 단(bottom end) 근방에서 적어도 하나의 제거되어야 할 가스 성분을 보유하고 있는 프로세스 가스 스트림 또는 배기 가스 스트림을 수신하도록 구성되고, 흡수 부의 반대 단(the opposite end of the absorber)로부터 감소된 농도의 상기 가스 성분을 보유하는 처리된 가스의 스트림을 방출한다.
상기 파이프 시설은, 상기 액체 용매 시스템을 재생산하기 위한(for regenerating) 적어도 하나의 재가열 유닛(reboiler unit), 내부에 흐르는 액체 용매 시스템을 냉각하도록 구성되는 적어도 두 개의 열 교환 유닛, 및 상기 흡수 부의 제1 섹션으로 운반되는 냉각된 액체 용매 시스템의 정확한 온도 제어를 위한 적어도 하나의 냉각 유닛과 협력한다. 상기 파이프 시설의 운반 측(the delivery side)은, 상기 처리된 가스 스트림이 방출되는 단에(adjacent to the end wherefrom the treated gas stream is released) 인접한 상기 흡수 부의 제1 섹션과 통신한다.
상기 흡수 부(the absorber device)는 상기 제1 섹션과 인접한 제2 섹션과 함께 제공된다. 상기 제2 섹션은, (a)상기 흡수 부의 제2 섹션의 탑 부분에 상기 흡수 액체가 돌아가기 앞서 상기 제1 섹션의 바닥 부로부터 나오는 액체 용매 시스템을 가열하도록 구성되는 상기 열 교환 유닛과 협력하는 파이프 시설의 제1 부와 통신하도록 구성되고, 그리고 (b)흡수 액체가 제2 섹션의 바닥 부로부터 나오고 밑에 있는(underlying) 제3 섹션의 탑 부로 들어가는 파이프 시설의 제2 부와 통신하도록 구성된다. 적어도 하나의 열 교환 유닛 및 냉각 유닛이 상기 파이프 시설의 제2 부에 위치되어(interposed the second portion of the piping infrastructure) 상기 흡수부의 제2 섹션으로부터 상기 제2 부를 통해 상기 흡수부의 제3 섹션으로 흐르는 흡수 액체 용매의 온도를 제어가능하게 냉각하고 조작하게 된다(controllably cooping and manipulating).
상기 흡수 부(absorber device)는 상기 제2 섹션에 인접한 제3 섹션과 함께 제공된다. 상기 제3 섹션은,
(a)상기 흡수부의 제3 섹션의 탑 부에 상기 흡수 액체가 돌아가기 앞서 상기 제2 섹션의 바닥 부로부터 나오는 흡수 액체 용매 시스템의 온도를 제어가능하게 냉각하고 조작하도록 구성되는 적어도 하나의 열 교환 유닛 및 냉각 유닛과 협력하는 파이프 시설의 제1 부와 통신하도록, 그리고 (b)상기 제3 섹션의 바닥 부로부터 상기 흡수 액체가 나와서 밑에 있는 제4 섹션의 탑 부로 들어가는 파이프 시설의 제2 부와 통신하도록 구성된다. 적어도 하나의 열 교환 유닛 및 냉각 유닛이 상기 파이프 시설의 제2 부에 위치되어(interposed the second portion of the piping infrastructure) 상기 흡수부의 제3 섹션으로부터 상기 제2 부를 통해 상기 흡수부의 제4 섹션으로 흐르는 흡수 액체 용매의 온도를 제어가능하게 냉각하고 조작하게 된다(controllably cooping and manipulating).
필요한 경우에는, 상기 흡수 부는 복수 개의 섹션과 함께 제공될 수 있는데, 상기 복수 개의 섹션은 유사하게 상기 제3 섹션이 상기 파이프 시설의 대응 부와 통신하도록 구성되고, 상기 파이프 시설은 그것을 통해 흐르는 흡수 액체 용매를 냉각하도록 구성되는 적어도 하나의 할당된 열 교환 유닛 및 한 섹션의 바닥 부로부터 흐르는 흡수 액체 용매가 상기 흡수 부의 밑에 있는 인접 부의 탑 부로 들어가기 전에 정확하게 온도 제어를 하기 위해 할당된 냉각 유닛과 협력한다.
이를 테면 상기 흡수부의 마지막 섹션으로부터 상기 액체 용매 시스템을 제거하도록 구성되는 파이프 시설의 부분과 같인 상기 파이프 시설의 출구 측(the exit side)은, 상기 가스 스트림을 위한 인렛(the inlet for the gas stream)에 인접한 상기 흡수부의 바닥 단과 연결된다. 상기 흡수부의 출구 측에서, 상기 파이프 시설은, 상기 흡수부의 출구 측에서 상기 파이프 시설을 통해 흐르는 액체 용매 시스템을 가열하도록 구성되는 적어도 하나의 열 교환 유닛과 통신하고, 동시에 상기 흡수부의 제2 섹션 및 바닥 섹션 사이에 위치되는(interposed) 파이프 시설을 통해 흐르는 액체 용매 시스템을 냉각하며, 그러면 상기 파이프 시설은 상기 파이프 시설을 통해 상기 흡수부로 흐르는 액체 용매 시스템을 냉각하도록 구성되는 적 어도 하나의 열 교환 유닛과 통신하고, 그러면 직렬 연결된 장비(series of equipment)에 연결되어, (a)상기 액체 용매 시스템 내에 보유되는 흡수된 가스 성분을 분리하고 회복해서 상기 액체 용매 시스템을 증류하고(stripping) 재생산하기 위해(regenerating) 및 (b)상기 증류된 액체 용매 시스템을 그것의 가열 포인트(boiling point)에 옮겨서 상기 재생산 과정을 완성시키도록 하기 위해
선택되고 구성된다. 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 상기 장비가, 가열 및 냉각 시설 장치(heating and cooling infrastructure installations)에 통상적으로 사용되는, 컨덴서(condensers), 페이즈 분리기(phase separator), 제생산기(regenerators), 및 재가열기(reboiler)를 포함할 수 있다는 점을 이해할 수 있다. 적당한 재생산기 유닛은 팩-타입(packed-type) 또는 트레이-타입(trayed-type), 또는 스프레이-타입(spray-type), 또는 멤브레인-타입(membrane-type)의 유닛으로써 구성될 수 있다. 본 발명의 실시예들에 따른 상기 장치의 구성은 하나의 재생산 유닛 또는 복수 개의 협력 유닛(cooperating units)을 포함할 수 있다. 재가열 유닛은 본 기술 분야에서 알려진 표준 재가열 유닛(standard reboiler unit)일 수 있고, 증기(steam), 연소(combustion), 전력(electricity), 또는 다른 적당한 열원에 의해 동작될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 적어도 하나의 제거되어야 할 가스 성분을 보유한 가스 스트림을 상기 멀티-섹션 흡수부를 통해 흘려 보내고, 상기 가스 스트림을 온도-조작가능(temperature-manipulable)하고 온도-제어가능하며, 상기 가스 스트림이 상기 흡수부를 통해 윗 방향으로 흐르는 동안 상기 흡수 액체 용매 시스 템에 맞춘 순차적 시리즈의 온도를 통해 상기 가스 성분을 흡수하고 및/또는 분리하고 및/또는 반응하는, 린 흡수 액체 용매 시스템(lean absorption solvent system)과 혼합하고 접촉시킴으로써, 화학적 및/또는 연소 프로세스로부터 방출되는 가스 스트림으로부터 적어도 하나의 선택된 가스 성분을 제거하는 방법이 제공된다. 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 상기 린 흡수 용액이 적어도 하나의 화학적 화합물을 포함하여 선택된 가스 성분과는 반응하고 및/또는 격리하고 및/또는 흡수하지만, 실제로는 특정 가스 성분을 매우 낮게 보유해서, 강화된 흡수 액체는 상기 가스 스트림으로부터 제거된 선택된 가스 성분으로 포화된 흡수 액체 용매라는 점을 잘 이해할 수 있다. 상기 흡수 액체는 선택적으로, 카이네틱 인핸서(kinetic enhancer), 코로젼 인히비터(corrosion inhibitors), 안티-폼 케미칼(anti-form chemicals), 산소 스캐빈져(oxygen scavengers), 염 중화제(salt neutralizers), 퇴적방지제(antifouling) 및 감손방지 케미칼(anti-degradation chemicals) 및 다른 첨가제(additive)들과 같은 첨가제(additive)를 더 포함할 수도 있다. 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 또한 "스크러블링(scrubbling)"이라는 용어가, 상기 가스 성분과 반응하고 및/또는 격리하고 및/또는 흡수하도록 구성되는 흡수 액체에 의해 선택된 가스 성분과 반응하고 및/또는 격리 및/또는 흡수하는 것을 서술하기 위해 사용될 수 있음을 이해할 수 있으며, "처리되는(treated)"이라는 용어가 그러한 목적을 위한 흡수 액체와 반응하고 및/또는 격리하고 및/또는 흡수됨으로써 가스 스트림으로부터 상기 가스 성분이 제거되는 것을 서술하기 위해 사용될 수 있음을 이해할 수 있다. "스크럽되 는(scrubbed)"이라는 용어는 상기 가스 스트림으로부터 상기 흡수 액체에 의해 상기 가스 성분이 제거된 것을 서술하기 위해 사용될 수 있다.
상기 방법은 가스 스트림을 복수 개의 순차적으로 인접한 섹션과 함께 제공되는 흡수부를 통해 흘려보내는 단계를 포함하고, 여기서 들어오는 가스 스트림(the incomming gas stream)은 온도-조작가능하고 온도-제어가능한 흡수 액체 용매 시스템과 혼합되고, 상기 액체 용매 시스템은 상기 섹션 내에서 그리고 상기 섹션 전체에서 삽입되고(intercalating), 여기서 가스 스트림이 상기 흡수부의 순차적으로 인접한 섹션들을 통해 흐름으로써 상기 흡수 액체 용매 시스템에 의해 가스 스트림 내에 존재하는 가스 성분이 점점 더 스크럽되어 나온다. 동시에 상기 가스 스트림은 멀티-섹션 흡수부를 흐르며, 상기 온도-조작가능하고 온도-제어가능한 흡수 액체는 가스 스트림의 흐름에 대항하여 상기 흡수부의 각 섹션을 통해 역방향으로 흐르거나 교차하여 흐른다. 보다 상세하게는, 상기 흡수 액체의 온도는 미리 상대적으로 낮은 온도로 조정되어 상기 흡수부의 제1 섹션의 탑 부로 상기 냉각된 흡수 액체를 운반하고 들어간다. 그러면 상기 냉각된 흡수 액체는 상기 제1 섹션 내의 가스 스트림의 위쪽 방향 흐름(upward flow)에 대항하여 아랫쪽 방향으로 흐르고, 따라서 상기 가스 스트림과 혼합하고 접촉해서 상기 스크러블링 및 가스 성분의 제거가 상기 흡수 액체에 있게 되고, 이것은 부분적으로 실린 흡수 액체(partially loaded absorption)으로 간주된다. 상기 스크러블링 실시예에 더하여, 상기 냉각된 흡수 액체가 상기 가스 스트림과 혼합하고 접촉하는 것은 상기 흡수 액체 내에 열 에너지를 생산한다. 상기 가열되고 부분적으로 실린(heated partially loaded) 흡수 액체 용매는 상기 제1 섹션의 바닥 부에서 나오고, 열 교환 유닛을 통화하여 상기 부분적으로 실린 흡수 액체의 온도가 더 상상하고, 상기 가열된 그리고 온도-조작가능하게된 부분적으로 실린 흡수 액체는 상기 흡수부의 제2 섹션의 탑 부로 들어가게 된다. 상기 온도-조정가능한(temperature-adjustable) 부분적으로 실린 흡수 액체는, 상기 제2 섹션의 가스 스트림의 윗방향 흐름에 대항하여 아래로 흐르고, 따라서 상기 가스 스트림과 혼합하고 접촉하여 추가적으로 열을 생산하고 스크러블링 하고, 또한 상기 흡수 액체 용매로 상기 가스 성분을 제거하고, 이것은 증가하게 가열되는 실린 흡수 액체 용매(heated increasingly loaded absorption liquid solvent)로 간주된다. 그러면 상기 증가하게 가열되는 실린 흡수 액체 용매는 상기 제2 섹션의 바닥 부를 나오고 상기 계속적으로 실린 흡수 액체의 온도가 그 이후에 낮게 조정되고, 상기 온도-조작되는 증가하게 가열되는 흡수 액체는 냉각 유닛을 통해 흐르며, 여기서 상기 흡수 액체의 온도는 더 냉각되어 선택된 값(a selected value)가 되고, 그리고 나서 상기 냉각된 온도-조정된 증가하게-실린(increasingly-loaded) 흡수 액체 용매는
상기 흡수부의 제3 섹션의 탑 부로 들어간다. 그러면, 상기 온도-조정된 증가하게-실린 흡수 액체는 상기 흡수부의 제3 섹션 내에 가스 스트림의 윗방향 흐름에 대항하여 아랫쪽 방향으로 흐르고, 따라서 상기 가스 스트림과 혼합하고 접촉해서 추가적인 열 생산을 가져오고, 상기 가스 성분이 상기 흡수 액체 내에 더욱 스크러블링 되고 제거되며, 그러면 이것은 가열된 높게 실린(heated highly loaded) 흡수 액체로 간주된다. 그러면, 상기 가열된 높게 실린 흡수 액체 용매는 상기 제 3 섹션의 바닥 부를 나와서 열 교환 유닛으로 흐르고, 여기서 상기 높게 실린 흡수 액체 용매는 그 후에 냉각되고, 상기 온도-조작된 높게 실린 흡수 액체는 냉각 유닛을 통해 흐르며, 여기서 상기 흡수 액체의 온도는 선택된 값으로 더 냉각되고, 그 후에 상기 냉각된 온도-조정된 높게 실린 흡수 액체 용매는 상기 흡수부의 제4 섹션의 탑 부로 들어간다. 그러면 상기 냉각된 온도-조정된 높게=실린 흡수 액체는, 상기 흡수부 내의 제4 섹션 내의 가스 스트림의 윗방향 흐름에 대항하여 아랫쪽 방향으로 흐르고, 따라서 상기 가스 스트림이 상기 흡수부에 들어감에 따라 혼합하고 접촉하여 윗쪽 방향으로 흐르기 시작하여 추가적인 열 생산을 가져오고, 상기 가스 성분을 상기 높게 실린 흡수 액체로 스크러블링 하고 제거하고, 그러면 이것은 가열된 강화된 흡수 액체(enriched absorption liquid)로 간주된다. 본 발명의 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자라면 강화된 흡수 액체가 린 흡수 액체이고, 상기 린 흡수 액체는 상기 가스 스트림으로부터 제거된 가스 성분으로 포화되었음을 이해할 수 있을 것이다. 상기 흡수 액체가 상기 흡수부의 제1, 그리고 제2, 그리고 제3, 그리고 제4 섹션을 통해 아래방향으로 흘러서 상기 린 흡수 액체가 스크러블된 가스 성분으로 증가하게 실리는(increasingly loaded) 동안, 선택된 가스 성분을 보유하는 상기 가스 스트림은 상기 흡수부 내의 상기 제4, 그리고 제3, 그리고 제2, 그리고 제1 섹션을 통해 상기 가스 스트림이 윗쪽 방향으로 흘러서, 증가하게 혼합됨을(is increasingly stripped) 알 수 있다.
추가적인 섹션들이 순차적으로 제3 섹션에 인접한 밑에(underneath) 추가되어, 상기 흡수부가 상기 가스 스트림으로부터 상기 선택된 가스 성분을 에너지-효 율적으로 제거하는 것을 확실히 하는 동안, 더욱 스크러블링한 가스 스트림 흐름을 제공할 수 있음을 알 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 방법은, 흡수 부(the absorber device) 내의 역방향 온도 프로필(an inverse temperature profile)을 제공하며, 이것은 종래 기술에서의
온도 프로필과 반대이다. 종래 방법의 통상적 동작에서는, 흡수부 탑(absorber top)의 온도는 흡수부 바닥의 온도보다 훨씬 낮고, 이는 가스 흡수로부터 열 에너지가 방출되기 때문이다. 대조적으로, 본 발명의 일 실시예에 다른 방법은 상기 흡수부 탑 근처의 제2 섹션에서 상기 흡수부의 인렛 단(inlet end)에서보다 높은 온도를 제공하며, 이것은 열 전달 장비를 (a)상기 흡수부의 제2 섹션에서 부분적으로 실린 흡수 액체 용매를 가열하도록 하고, (b)상기 흡수 부의 가스 인렛 단을 향해 나아감에 따라 상기 흡수 액체 용매가 증가하게 강화되도록(increasingly enriched) 냉각시킴으로써 이루어진다. 결과적으로, 상기 증가하게 강화되는 액체 용매의 냉각 동안 획득되는 열이, 상기 흡수 부의 바닥을 빠져나가는 강화 흡수 액체 용매를 가열하기 위해 사용된다. 상기 증가하게 강화되는 흡수 액체 용매의 흡수 능력(the absorption capacity)은, 상기 흡수부에 다시 들어가는(re-entering) 강화된 액체 용매의 온도를 제어하도록 상기 열 전달 장비와 협력하는 핀치된 냉각기(pinched coolers)의 사용에 의해 증가된다.
상기 멀티-섹션 흡수부 및 파이프 시설에 더하여, 본 발명의 다른 실시예에서는 상기 가열된 강화된 흡수 액체(the heated enriched absorption liquid)로부 터 선택된 가스 성분을 복수하는 방법을 제공한다. 상기 가열된 강화된 액체가 재생산기(regenerator)에 먹여져서(is fed into), 상기 재생산기의 바닥의 재가열 유닛(reboiler unit)으로부터 빼낸 고온 린 흡수 액체의 스트림을 제공하게 처리되고, 고온 증기 혼합물(hot vapor mixtures)dl 상기 재생산기의 탑에 존재한다. 고온 증기 스트림 내에 버려지는 열 에너지(the wasted heat energy)는 열-복구 컨덴서(heat-recovery condenser)에 의해 복구되어 가열된 응축액의 스트림(stream of heated condensate)을 생산하고, 이는 재가열 유닛에 전달되어 상기 복구된 열 에너지가 액체 재생산을 위해 사용되고, 따라서 상기 흡수 방법에서 에너지 소비를 줄인다.
본 발명의 일 실시예에 따른 방법은, 가스 아웃렛(gas outlet)을 통해 나가는 가스 스트림 내의 흡수부의 탑 부로부터 물과 흡수 액체의 손실 감소를 제공한다. 상기 방법은 두 단계의 물 발란스 제어(water balance control)를 수반하는데, 제1 단계는 냉각된-린 흡수 액체를 린 냉각기로부터 사용하여 처리된 가스의 온도를 감소하고, 물과 흡수 액체의 증기를 녹오프(knock off)한다. 제2 단계의 물 제어는 처리된 가스 컨덴서가 저온에서 동작되게 하여, 상기 가스 스트림이 장치 밖으로 나가기 전에 최종 증기 손실을 줄인다.
본 발명의 일 실시예에 따른 열 회복 가스 흡수 장치가 도 1에서 도시되는데, 상기 장치는
수직 방향 흡수부(20)를 포함하고, 가스 인렛(25)이 상기 흡수부의 바닥 근처에 구성되고, 가스 아웃렛(26)은 상기 흡수부의 탑에 위치하고, 복수개의 순차적 으로 쌓여진(sequentially stacked) 제1 섹션(21), 제2 섹션(22), 제3 섹션(23), 및 제4 섹션(24)를 포함하고, 상기 섹션들은 순차적으로 상기 아웃렛(26)과 상기 인렛(25)사이에 위치된다(interposed). 프로세스 가스 스트림 또는 배기 가스 스트림(100)은 적어도 하나의 가스 성분, 이를테면 CO2를 보유하고 가스 인렛(25)를 통해 상기 흡수부(20)로 들어가며, 섹션들(24, 23, 22, 및 21)을 통해 위로 흘러서, 상기 흡수부의 아웃렛(26)을 통해 빠져나간다. 그리고 처리된 가스는, 이를테면 수증기(water vapor) 및 액체 용매 증기(liquid solvent vapor)와 같은 어떠한 부가물(entrainment)라도 제거하도록 하는 처리된 가스 컨덴서(27)을 통해 지나간다.
이러한 실시예의 목적을 위해, 흡수 액체 용매 시스템이 상기 가스 스트림으로부터 CO2와 반응하고, 및/또는 격리하고, 및/또는 동화하고, 및/또는 흡수하도록 구성될 수 있고, 이것은 모노에탄올아민(monoethanolamine), 디글리콜아민(diglycolamine), 디에탄올아민(diethaolamine), 메틸디에탄올아민(methyldiethanolamine), 2-아미노-2-메틸-1-프로판올(2-amino-2-methyl-1-propanol), 피페라진(piperazine), 및 이들의 혼합물과 같은 알칸올아민(alkanolamines)를 준비함으로써 구성된다. 상기 흡수 액체 용매 시스템은 가열되어 재가열기(95)에서 끓고, 이것은 섭씨 105도 내지 섭씨 125도의 온도 범위에서 일어날 수 있는데, 이것은 상기 흡수 액체 용매 시스템의 알칸올아민의 구성에 달려있다. 상기 흡수 액체 용매 시스템은 상기 끓는 점(boiling point)에서 " 린(lean)" 흡수 액체로 간주되는데, 이것은 그것의 CO2 함량(content)이 낮을 것이기 때문이다. 상기 린 흡수 액체는 상기 재가열기(95)로부터 빼내어져서 린-액체 펌프(51)에 의해 파이프라인(110)으로 가고, 첫째로 린-강화 열 교환 유닛(34)의 고온 측(hot side)를 통해 전달되고, 여기서는 상기 열 교환 유닛(34)의 저온 측(cold side)를 통과하여 열이 강화된 흡수 액체(enriched absorption liquid)로 전달되어 상기 린 흡수 액체의 온도가 감소되고(상세한 것은 후술함), 둘째로 제1 열-복구 열 교환 유닛(31)의 고온 측을 통과해서 여기서 상기 린 흡수 액체의 온도가 더 감소되는데, 이것은 상기 열 교환 유닛(31)의 저온부를 통과하여 그것의 열이 부분적으로 실린 흡수 액체(the partially loaded absorption liquid)로 전달되기 때문이며, 셋째로 냉각 유닛(41)을 통과하여 여기서 상기 린 흡수 액체의 온도가 더욱 감소되어 최종 온도가 온도 범위 섭씨 30도 내지 섭씨 40도가 되는데, 그리고 나서 그것은 상기 흡수부(20)의 제1 섹션(21)의 탑 부로 간다. 그러한 온도는 수증기 및 액체 용매 증기의 부가물(entrainment)을 상기 처리되어 상기 흡수 부의 아웃렛(26)을 통해 빠져나가는 처리된 가스 스트림으로부터 제거하기 위해 설정된다.
그리고 상기 린 흡수 액체는 가스 스트림의 윗쪽 방향 흐름에 대응하여 아랫쪽 방향으로 역방향으로 흐르거나 또는 교차하여 흘러서 가스 스트림과 혼합되고 접촉하여, CO2를 흡수하고, 상기 흡수 액체 내에 제공되는 하나 또는 그 이상의 알칸올아민과 CO2의 발열 반응(exothermic reaction)에 의해 생성되는 열을 보유한다. 가열되고 부분적으로 실린 흡수 액체는 상기 제1 섹션(21)의 바닥 부에서 나와서 파이프 라인(111)을 통해 제1 열-복구 열 교환 유닛(31)의 저온 측으로 흐르고, 여기서 상기 열 교환 유닛(31)의 고온 측을 통과하여 열이 상기 린 흡수 액체로부터 상기 부분적으로 실린 흡수 액체에 전달되고, 따라서 상기 부분적으로 실린 액체를 더 가열하여 섭씨 40도 내지 섭씨 70도 범위에서 선택되는 온도로 만든다. 상기 고온의 부분적으로 실린 흡수 액체는 파이프 파인(112)를 통해 상기 열 교환 유닛(31)을 빠져나간다. 상기 부분적으로 실린 흡수 액체의 온도는 파이프 라인(112) 내에서 쓰리 웨이 밸브 또는 스플리터(35)를 통해 제어가능하게 전환되고(controllably diverting), 상기 린 흡수 액체의 부분은 파이프 라인(113)을 통해 린-강화 열 교환 유닛(34)을 빠져나가고, 따라서 상기 전환된 린 흡수 액체가 고온의 부분적으로 실린 흡수 액체와 파이프 라인(112) 내에서 혼합된다(intermixes). 상기 부분적으로 실린 흡수 액체와 상기 린 흡수 액체의 혼합의 중요한 결과는, 상기 흡수부(20)의 제2 섹션(22)의 탑 부로 들어가기 전에, 상기 고온의 부분적으로 실린 흡수 액체의 CO2 흡수 용량(absorption capacity)이 증가한다는 점이다.
그리고 고온의 부분적으로 실린 흡수 액체가 윗쪽 방향으로 흐르는 가스 스트림에 대항하여 아랫쪽 방향으로 역방향으로 흐르거나 또는 교차하여 흐르고, 혼합되고 접촉하여 CO2를 더 흡수하며, 상기 CO2와 상기 흡수 액체 사이의 발열 반응에 의해 방출되는 열을 보유한다. 증가하게 가열되고(increasingly heated) 증가 하게 실린(increasingly loaded) 흡수 액체는 파이프 라인(121)을 통해 상기 제2 섹션(22)의 바닥 부로부터 나오고, 제2 열-복구 열 교환 유닛(32)의 고온 측으로 들어가며, 여기서 상기 열-복구 열 교환 유닛(32)의 저온부를 통과함에 따라 열이 상기 가열된 증가하게 실린 흡수 액체로부터 강화된 흡수 액체로 전달되고, 따라서 상기 증가하게 실린 흡수 액체는 냉각되어 파이프 라인(122)를 통해 상기 열 교환 유닛(32)의 고온 측을 빠져나오고, 그리고 제1 핀치드(pinched) 냉각 유닛(42)을 통과하면서 상기 증가하게 실린 흡수 액체를 섭씨 30도 내지 섭씨 40도 범위의 온도로부터 선택되는 온도로 더 냉각하게 된다. 그리고 상기 냉각된 증가하게 실린 액체 용매는, 상기 흡수부(20)의 제3 섹션(23)의 탑 부로 들어간다.
그리고 냉각된 증가되게 실린 흡수 액체는 윗쪽으로 흐르는 가스 스트림에 대항하여 아랫쪽 방향으로 역방향으로 흐르거나 교차하여 흐르고 혼합되고 접촉해서, CO2를 더욱 흡수하고, CO2와 상기 흡수 액체 사이의 발열 반응에 의해 방출된 열을 보유한다. 상기 가열된 높게 실린(the heated highly loaded) 액체 용매는 파이프 라인(131)을 통해 제3 섹션의 바닥 부로부터 빠져나오고, 제3 열-복구 열 교환 유닛(33)의 고온 측으로 들어가서, 여기서 열이 상기 가열된 높게 실린 흡수 액체로부터 전달되고, 따라서 상기 높게 실린 흡수 액체를 냉각시키고, 이것은 파이프 라인(132)를 통해 상기 열 교환 유닛(33)을 빠져나오고, 제2 핀치 냉각 유닛(43)을 통과하여 상기 높게 실린 흡수 액체를 섭씨 20도 내지 섭씨 40도 사이의 범위로부터 선택되는 온도로 더 냉각하게 된다. 그리고 상기 냉각된 높게 실린 액 체 용매는 상기 흡수부(20)의 제4 섹션(24)의 탑 부로 들어간다.
그리고 상기 냉각된 높게 실린 흡수 액체는 윗쪽 방향으로 흐르는 가스 스트림에 대항하여 아랫쪽으로 역방향으로 흐르거나 또는 교차하여 흐르고 혼합되고 접촉해서, CO2를 더욱 흡수해서, 상기 CO2와 상기 흡수 액체 사이의 발열 반응에 의해 방출되는 열을 보유하고, 따라서 가열된 강화 흡수 액체(heated rich absorption liquid)가 된다. 상기 가열된 강화 흡수 액체는 파이프 라인(140)을 통해 강화 액체 펌프(52)에 의해 상기 흡수부(20)의 바닥 부로부터 빠져 나오고, 상기 강화 액체 펌프는 CO2-강화 액체를 제3 열 교환 유닛(33)의 저온 부를 통해 전달하고, 여기서 상기 가열된 CO2-강화 액체는 상기 가열된 높게 실린 흡수 액체에 의해 더 가열되고, 파이프 라인(141)을 통해 상기 제3 열 교환 유닛(33)을 빠져나오고, 상기 열 교환 유닛(32)의 저온 부로 들어가고, 여기서 상기 CO2 강화 액체는 상기 가열된 증가하게 실린 흡수 액체에 의해 더 가열되고, 파이프 라인(142)를 통해 상기 제2 열 교환 유닛(32)을 빠져나오고, 린-강화 열 교환 유닛(34)로 들어가고, 여기서 파이프 라인(110) 내의 보다 많은 열이 상기 고온의 린 흡수 액체로부터 상기 강화 흡수 액체로 전달된다. 상기 CO2-강화 흡수 액체가 처음에는 제3 열 교환 유닛(33)을 통과하고, 두 번째로는 제2 열 교환 유닛(32)를 통과하고, 세 번째로는 린-강화 열 교환 유닛(34)를 통과해서, 증가하게 가열됨에 따라, 상기 강화 흡수 액체 내에 보유된 CO2 중 일부가 "혼합되고(is stripped)", 이를테면 상기 흡수 액체로부터 다시 가스 단계로 방출되어서, 투-페이즈(two-phase) 유체(fluid)를 형성한다.
그리고, 상기 투-페이즈 CO2-강화 유체 스트림은 파이프 라인(143)을 통해서 상기 린-강화 열 교환 유닛(34)을 빠져나오고, 페이즈 분리기(phase separator)(60)으로 운반되고, 여기서 상기 가스 성분
CO2가 순차적으로 열 교환 유닛(33, 32, 및 34)를 통과하는 동안 상기 강화 액체와 혼합되어(stripped out of), 파이프 라인(145)를 통해 분리되고 추출되어 또 다른 처리, 저장, 또는 사용(utilization)을 위해 이동되며, 이렇게 CO2 성분이 감소된 상기 강화 흡수 액체는 파이프 라인(150)을 통해서 재생산기(regenerator)(65)로 이동해서 역류 섹션(66)의 바로 밑의 섹션(a section just underneath the reflux section 66)으로 전달된다. 그리고 상기 강화 흡수 액체는 재가열기(reboiler)(95)로부터 생산되어 윗쪽으로 흐르는 스팀 증기(steam vapor)에 대항하여 상기 재생산기(65)를 통해 아랫쪽으로 흐르고, 상기 흡수 액체로부터 흡수되는 CO2를 더 혼합하게 해서, 그것을 증가하게 "리너(leaner)"하게 만든다. 상기 리너 흡수 액체(the leaner absorption liquid)는 파이프 라인(152)를 통해 상기 재생산기(65)로부터 상기 재가열 유닛(95)로 전달된다. 상기 혼합된 CO2를 보유하는 가스 스트림 및 수증기(water vapor)은 파이프 라인(151)을 통해 상기 재생산기(65)로부터 빠져나간다. 상기 수증기는 두 단계에서 응축되는데(is condensed), 첫째로 열-복구 컨덴서(70)의 고온 측을 통해 전달되고, 둘째로 역류 컨덴서(reflux condenser)(75)를 통해서 전달된다. 이러한 두 단계 응축(two-stage condensation)은 투-페이즈의 증기(a steam of two-phase)를 생산하고, 이것은 페이즈 분리기(80)을 통해 흐르고, 여기서 높은 순도의 CO2 가스 스트림이 다른 처리, 저장 또는 사용을 위해 파이프 라인(155)를 통해 제거된다.
상기 페이즈 분리기(80) 내의 응축액(condensate)은, 응축 펌프(condensate pump)(85)에 의해 파이프 라인(160)을 통해 빠져나오고, 쓰리 웨이 밸브 또는 스플리터(90)에 의해 두 스트림으로 갈라진다(split into two streams). 제1 스트림은 파이프 라인(161)을 통해 열-복구 컨덴서(70)의 저온 측으로 전달되고 여기서 상기 재생산기(65)의 상기 역류 섹션(66)을 빠져나오는 고온의 증기로부터 제거되는 열에 의해 현저히 가열된다. 그리고 상기 가열된 응축액은 파이프 라인(162)를 통해서 상기 재가열 유닛(95)를 통해 전달되고, 여기서 상기 열-복구 컨덴서로부터 복구된 열 에너지가 상기 흡수 액체를 가열하고 재생산하기 위해 사용된다. 상기 응축액의 제2 스트림은 파이프 라인(165)를 통해 상기 재생산기(65)의 상기 역류 섹션(66)의 탑 부 위로 전달된다.
상기 열-복구 컨덴서(70)에 의해 상기 재생산기(65)를 빠져나오는 고온의 증기 스트림으로부터 복구되고, 그 후에 상기 파이프 라인(162)에 의해 상기 재가열 유닛(95)으로 전달되는 열은, 상기 흡수 액체를 끓는 점(boiling point)에 이르게 하기 위해 파이프 라인(175)를 통해 상기 재가열 유닛(95)에 의해 요구되는 가열 미디움(heating medium)의 양을 줄이게 하고, 따라서 CO2 혼합(stripping) 및 액체 재생산(liquid regeneration)의 성능을 최대화하면서 보다 작은 에너지를 소비한다. 그리고 상기 재생산되는 또는 린 흡수 액체는 파이프 라인(110)을 통해 상기 흡수부(20)으로 되돌아가서,
파이프 라인(100)을 통해 상기 흡수부(20)으로 들어가는 가스 스트림으로부터, 계속되는 CO2을 스크러블링 하기 위해 재활용된다. 상기 재가열 유닛(95) 내에서 생성되는 고온의 증기 스트림은 파이프 라인(170)을 통해 상기 재생산기(65)의 바닥으로 전달되고, 상기 강화 흡수 액체로부터 CO2를 빼내기 위해(to strip) 상기 강화 흡수 액체의 아랫쪽 방향 흐름에 대항하여 윗쪽 방향으로 흐른다.
요약하자면, 도 1에서 도시되는 본 발명의 일 실시예에서, 상기 파이프 라인(100)을 통해 상기 흡수부(20)으로 전달되는 가스 스트림 내에 존재하는 CO2는, 그것이 순서대로 섹션(24), 섹션(23), 섹션(22), 및 섹션(21)을 통해 위로 흐름으로써 가스 스트림으로부터 증가하게 스크럽된다(is increasingly scrubbed). 섹션(21) 내에서 상대적으로 낮은 온도의 흡수 액체는 처리되는 가스의 온도를 제어하고, 따라서 상기 처리되는 가스와 함께 상기 흡수부를 빠져나갔을 수 있는 수증기 및 액체 용매 증기의 어떤 부가물(entrainment)라도 제거한다. 상기 처리된 가스 스트림은 감소된 농도의 CO2를 보유하고, 상기 아웃렛(26)을 통해 상기 흡수부를 빠져나간다. 그리고 상기 처리된 가스 스트림은 처리된 가스 컨덴서(27)을 통과하고, 상기 수증기 및 액체 용매 증기의 어떤 부가물이라도 더 제거하며, 그 후에 증기가 제거된 가스 스트림(the vapor eliminated gas stream)이 파이프 라인(101)을 통해 상기 장치로부터 방출된다. 상기 흡수부를 통한 상기 가스 스트림의 윗방향 흐름과 역방향으로 흐르거나(countercurrent) 또는 교차방향으로 흐르는(crosscurrent), 상기 린 흡수 액체는 상기 흡수부의 탑에 도입되어, 상기 가스 스트림에 대항하여 상기 흡수부(20)의 상기 섹션들(21, 22, 23, 및 24) 각각에서 아랫쪽 방향으로 흐르면서 상기 가스 스트림과 반복적으로 혼합하고 접촉한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 장치는 상기 흡수 액체가 각 섹션의 탑 부로 들어가서 바닥 부로 나오도록 구성되고, 따라서 상기 흡수 액체 용매의 온도는 상기 흡수부(20)의 각 섹션 사이에서 정확하게 조작되고 조정되며, 도 2에서 도시되는 바와 같이, 이것은 상기 용액 재생산을 위해 낮은 에너지를 요구하면서 상기 가스 스트림으로부터 CO2를 최적화하고 최대화하도록 제공한다.
도 2를 참조하면, (도 1에 도시된) 흡수부(20)의 제1 섹션(21) 내의 린 흡수 액체의 온도 프로필(221)은, 온도(210)을 갖는 피드 액체(feed liquid)의 온도 증가를, 대략 섭씨 32도 내지 대략 섭씨 40도로부터, 온도(211a)의 나오는 부분적으로 실린 액체(egressing partially loaded liquid)와 비교하고, 상기 나오는 부분적으로 실린 액체의 온도를 대략 섭씨 70도로 그것의 온도(211b)를 상승하도록 조작하고 조정하는 것을 보여준다. (도 1에서 도시된)상기 흡수부(20)의 제2 섹션(22) 내의 상기 부분적으로 실린 흡수 액체의 온도 프로필(222)은,
들어오는 부분적으로 실린 흡수 액체(the ingressing partially loaded absorption liquid)의 온도(221)의 증가를, 대략 섭씨 70도 내지 대략 섭씨 80도로 부터, 상기 온도(222a)의 나오는 증가하게 실린 흡수 액체(the egressing increasingly loaded absorption liquid)와 비교하고, 상기 나오는 증가하게 실린 액체 용매의 온도를 대략 섭씨 35도 정도로 그것의 온도(222b)를 하강하도록 조작하고 조정하는 것을 보여준다. (도 1에서 도시된)상기 흡수부(20)의 제3 섹션(23) 내의 상기 증가하게 실린 액체 용매의 온도 프로필(223)은, 들어오는 냉각된 증가하게 실린 흡수 액체(the ingressing cold increasingly loaded absorption liquid)의 온도(231)의 증가를, 대략 섭씨 35도 내지 대략 섭씨 52도로부터, 온도(232a)의 나오는 높게 실린 흡수 액체(the egressing highly loaded absorption liquid)의 온도와 비교하고, 상기 나오는 높게 실린 액체 용매의 온도를 대략 섭씨 25도 정도로 그것의 온도(232b)를 하강하도록 조작하고 조정하는 것을 보여준다. (도 1에서 도시된)상기 흡수부(20)의 제4 섹션(24) 내의 상기 높게 실린 액체 용매의 온도 프로필(224)은, 들어오는 높게 실린 흡수 액체(the ingressing highly loaded absorption liquid)의 온도(241)의 증가를, 대략 섭씨 25도 내지 대략 섭씨 33도로부터, (도 1에서 도시된) 강화 펌프(52)에 의해 상기 흡수부(20)의 바닥으로부터 제거되기 전에, 온도(242)의 나오는 강화된 흡수 액체(the egressing enriched absorption liquid)의 온도와 비교한다. 상기 강화된 흡수 액체(the enriched absorption liquid)는 상기 열 교환 유닛(33, 32, 및 34)에 의해 순차적으로 가열되고, 그리고 재생산기(65)에게 도입되어, 거기서 상기 흡수된 가스 성분이 상기 흡수 액체로부터 빼내어진다(is stripped). 린 흡수 액체는 상기 재가열 유닛(95)를 통해 상기 재생산 프로세스를 떠나며, 고온 증기 혼합물(hot vapor mixtures)의 스트림은 상기 재생산기(65)의 탑 부를 빠져나간다. 상기 고온 증기 스트림 내의 버려지는 에너지의 많은 부분이 상기 열-복구 컨덴서(70)에 의해 복구되어, 가열된 응축액의 스트림을 생성하고, 상기 재가열 유닛(95)에 전달되어, 상기 복구된 열 에너지가 액체 재생산을 위해 사용된다.
도 3은 이곳에서 서술되는 바와 같이 구성되고 동작되는 흡수부(the absorber devices)의 통상적 McCabe-Thiele diagram을 도시한다. 가스 페이즈 내에 특정 가스 성분의 농도(가스 성분의 부분압(Partial pressure of gaseous component)으로 나타나는) 및 흡수 액체 내의 상기 가스 성분의 농도(가스 성분의 액체 몰 프랙션(liquid mole fraction of gaseous component)로 나타나는) 사이의 관계가 라인(300)과 라인(311)에 의해 나타내어진다. 라인(300)은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 동작 라인(the operating line)으로 알려져 있고, 가스 성분의 부분압(Partial pressure of gaseous component) 및 실제 상기 흡수 부 내를 지배하는 가스 성분의 액체 몰 프랙션(liquid mole fraction of gaseous component that actually prevails inside the absorber device)를 도시한다. 라인(311)은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 평형 라인(the equilibrium line)으로 알려져 있는데, 상기 평형 라인은 상기 가스 성분의 액체 몰 프랙션과 평형을 이루는 가스 성분의 부분압을 제시한다. 가스 흡수 동작에서, 상기 동작 라인은 상기 평형 라인 위에 누워 있어야만 하는데, 상기 가스 스트림으로부터 흡수 액체로의 가스 성분의 전달을 용이하게 하기 위해서이다. 한편 상기 동작 라인은, 상기 가스 성분의 부분압이 상기 액체 몰 프랙션이 증가함에 따 라 증가한다는 점을 보여주는 것이 인지되어야 한다. 통상적인 가스 흡수 프로세스 내에서, 상기 액체 몰 프랙션이 증가함에 따라, 상기 평형 라인 내의 가스 성분의 부분 압 역시 증가한다. 그러나, 상기 가스 성분의 평형 부분 압(the equilibrium partial pressure of gaseous component)는 상기 가스 성분의 동작 부분 압(the operating partial pressure of gaseous component)에 비해 훨씬 높은 비율로 증가한다. 이것은 상기 동작 라인과 상기 평형 라인 사이에 빠른 교차(early crossing)이 발생하게 할 것이며, 따라서 가스 흡수 능력(the gas absorption capacity)을 제한하게 될 것이다. 본 발명의 일부 실시예에 따르면, 상기 흡수부를 통과하는 상기 흡수 액체의 온도가 핀치 냉각기(pinch cooler)에 의해 조작되고 제어되며, 따라서 상기 동작 라인과 평형 라인 사이의 빠른 교차를 방지하고, 대신 영역(305), 영역(306), 및 영역(307)에서 도시되는 상기 두 라인 사이의 핀치 영역을 만들게 되고, 따라서 가스 흡수 능력의 현저한 상승을 제공한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 수직을 향하는 흡수 컬럼의 형태(the form of a vertically oriented absorption column)의 흡수 부(absorber device)가 제공되고, 이는 복수 개의 수직으로 순차적으로 쌓여진 섹션들이 상기 컬럼의 바닥 근처의 프로세스 가스 인렛과 상기 칼럼의 탑의 처리된 프로세스 가스 아웃렛 사이에 위치하도록 구성된다. 상기 복수 개의 섹션은 선택적으로 본 발명의 기술 분야에서 알려져 있는 랜덤-타입 또는 구조화된-타입(structured-type)으로 가득 찰 수 있다. 그렇지 않으면, 상기 흡수 부는 본 발명의 기술 분야에서 알려져 있는, 이를테면 트레이-타입 흡수부(trayed-type absorbers), 스프레이-타입 흡수부(spray- type absorbers), 멤브레인 가스 흡수부(membrane gas absorbers)와 같은 다른 타입의 가스-액체 접촉 장치(gas-liquid contacting devices)를 포함할 수 있다. 나아가, 복수 개의 서로 다른 타입의 흡수부들을 순차적으로 수성시켜서, 각 개별적 흡수부가 상술한 방법의 흡수 부의 개별 섹션을 제공하는 것은 본 발명의 범위 내에 있다.
요약하자면, 본 실시예에서 예시되는 본 발명의 일 실시예에 따른 장치는, 이하의 내용을 위한 수단을 제공하도록 구성되는데:
(1) 재가열 유닛으로부터 흡수부로 운반되는 동안 재생산된 린 흡수 액체로부터 열을 복구하고, 상기 복구된 열은, (a)상기 흡수부의 제1 섹션으로부터 나온 후 상기 부분적으로 실린 흡수 액체의 온도를 높이고 조정하며, 이를테면 상기 섹션은 처리된 가스 스트림을 위한 흡수부 아웃렛에 인접하고, 그렇게 해서 상기 흡수부의 제2 섹션에서의 흡수 효율을 개선하는 데에, (b)상기 흡수부의 바닥으로부터 나오는 강화된 흡수 액체의 온도를, 상기 액체의 다운스트림 페이즈 분리 및 재생산에 앞서서 더 높이는 데에 사용함,
(2) 상기 흡수부의 제2 섹션 및 제3 섹션으로부터 나온 후에 상기 증가하게 실린 흡수 액체로부터 열을 복구해서, (a)상기 증가하게 실린 흡수 액체를 정확하게 냉각하고 조정해서 그것의 CO2 흡수 능력을 증가시키고, (b)강화된 흡수 액체가 상기 흡수부로부터 상기 다운스트림 페이즈 분리기 및 액체 재생산 프로세스로 운반됨에 따라 상기 복구된 열을 상기 강화 흡수 액체를 반복하여 가열하는 데에 사 용함,
(3) 상기 재생산기의 탑을 빠져나오는 고온의 증기 스트림으로부터 열을 복구해서, (a)역류 컨덴서의 다운스트림에 위치되는 페이즈 분리기로부터 제거되는 응축액(the condensate)을 가열하고, (b)상기 재가열기 내의 액체 재생산을 위해 상기 복구된 열을 재활용함,
(4) 상기 처리된 가스 컨덴서를 사용함으로써 상기 처리된 가스 스트림과 함께 상기 흡수부를 빠져나올 수 있는 상기 수증기 및 액체 용매 증기의 부가물(entrainment)를 감소시킴
이며, 따라서 매우 열을 잘 유지하고, 재활용하는 에너지 효율적 프로세스를 가스 스트림으로부터 CO2를 제거하는 데에 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 방법에 따르면, 본 발명의 실시예들에 의한 장치를 동작해서, 버려지는 열을 최소화하면서 프로세스 가스 스트림 또는 배기 가스 스트림으로부터 선택된 가스 성분을 제거하고 복구하는 동안 높은 가스 흡수 능력을 달성할 수 있다. 상기 흡수 부는 두 가지 모드(mode)에서 동작하는데, 이를테면, (a)상기 흡수 부의 전 단(the front end)에서의 써모다이나믹-드리븐 매스 트랜스퍼(thermodynamic-driven mass transfer), 이를테면, 상기 가스 스트림이 상기 흡수부에 들어가는 것이며, (b)상기 흡수 부의 후 단(the back end)에서의 카이네틱-드리븐 매스 트랜스퍼(kinetic-driven mass transfer), 이를테면 가스 스트림이 상기 흡수 부로부터 나오는 것이다. 상기 카이네틱-드리븐 매스 트랜스퍼는 가스 흡수가 적당히 구성되는 린 흡수 액체 용매 시스템을 형성함으로써 용이하게 되며, 이는 상기 흡수 부의 제2 섹션 내에서 상승된 온도의 경우인데, 이를테면, 상기 제1 섹션 다음의 섹션이 상기 흡수 부로부터의 가스 스트림 아웃렛에 인접한 경우이다. 상기 써모다이나믹-드리븐 매스 트랜스퍼는 낮은 온도에서 상대적으로 높은 가스 성분을 가지는 액체 용액으로 가스 흡수가 형성됨으로써 용이해진다. 가스 스트림으로부터 가스 성분을 제거하기 위한 종래의 프로세스 내의 흡수 액체 용매 시스템의 온도 프로필과 비교하면, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 프로세스는 반대의(inverse) 온도 프로필을 제공한다. 종래의 프로세스의 통상적 동작에서, 상기 흡수 부의 후 단에서의 온도는 상기 흡수 부의 전 단에서의 온도 보다 훨씬 낮았으며, 이는 상기 액체 용매 시스템에 의한 가스 성분의 흡수 동안 열 에너지의 발열 방출 때문이다. 대조적으로, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 프로세스는, 상기 흡수 부의 전 단에서 제공되는 낮은 온도에 비해 상기 흡수 부의 후 단에서 더 높은 온도를 제공한다.
다음은 실제적 예를 들기 위한 일 실시예(EXAMPLE 1)이다.
석탄 화력 발전소가 연소로(combustion flue)의 가스로부터 CO2를 제거하는데, 95%의 제거 효율을, 가스 흡수 유닛을 사용함으로써 달성하려 하고, 상기 가스 흡수 유닛은 30%의 모노에탄올아민(monoethanolamine; MEA)의 수용액(aqueous solution)을 제공한다. 상기 연소로의 가스는 5,000,000 m3/day 의 비율로 생산되고, 16.2%의 CO2 (1,400 tonnes/day)를 보유한다. 상기 흡수부로 들어가는 연소로 가스의 온도는 섭씨 40도이다. 상기 흡수부 기압은 1 atm이다. 상기 재가열기 온도는 섭씨 116도이다.
실내 프로세스 시뮬레이터가, (a)본 발명의 실시예들에 따라 구성되는 장치, 방법 및 프로세스를 사용한 CO2 흡수의 동작을 시뮬레이트하고, (b)상기 동작들과 종래 기술의 시스템에 따른 동작을 비교하기 위해 사용된다. 표 1은 시뮬레이션 결과를 도시하고, 이를 종래의 다른 프로세스들에 의한 결과와 비교하여 제시하는데, 본 발명의 일 실시예에 따르면 흡수부의 바닥에서의 강화 흡수 액체의 온도가 낮게 제공되고, 따라서 강화-핀치(rich-pinch) 동작을 용이하게 하고, 따라서 강화 흡수 액체의 월등한 CO2 로딩(loading)을 달성하고, 흡수 액체의 순환율(circulating rate)을 줄인다. 게다가, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 종래 기술에 비해 재생산기 이전의 월등한 %CO2 flashing을 제공하며, 따라서 용액 재생산을 위해 사용되는 에너지를 절약할 수 있다. Case-A(이를 테면, 본 발명의 일 실시예)와 Case-B(본 발명의 다른 실시예)는 종래의 프로세스에 비해 각각 54%와 56%의 에너지 절약 효과를 보였으며, 선행 기술의 시스템은 미국 특허 US6,800,120 B1(the "split flow" system) 및 국제출원 WO04/073838 의 프로세스인데, 각각 35%와 42%의 에너지 절약을 나타낸다.
Figure 112008073773986-PCT00001
본 명세서에서는, 본 발명의 몇몇 바람직한 실시예들에 대해 서술하고 있으나, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 상기 서술된 장치 및 프로세스들을 어떻게 변조하고 조정하여서 연소 또는 화학 프로세스에 의해 생성되는 가스 스트림으로부터 화학 성분을 제거하고 복구할 수 있는지 이해할 수 있다. 따라서, 다양한 변형 및 개조를 통해 열을 복구하고 가스를 흡수하는 장치 및 연관된 프로세스를 실시하더라도 이는 본 발명의 범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.

Claims (43)

  1. 가스 스트림으로부터 적어도 하나의 선택된 가스 성분을 제거하고(removing) 복구(recovering)하기 위한 장치에 있어서,
    가스 스트림을 내부에 흘리기 위한 순차적으로 인접한(sequentially adjacent) 복수 개의 섹션으로 구성되는 흡수 부(absorber device) - 상기 흡수 부는, 상기 가스 스트림을 위해, 일 단(one end)에는 인렛(inlet)을, 반대 단에는 아웃렛(outlet)을 포함하여 제공됨 - ;
    흡수 액에 용매 시스템을 운반하기 위해, 상기 가스 스트림으로부터 선택되는 가스 성분을 내부에서 제거하고, 동화하고(assimilate), 및 축적하기(accumulate) 위해 구성되는 관 시설(conduit infrastructure) - 상기 관 시설은 상기 흡수 부의 각 섹션과 통신해서(communicate with), 역방향 흐름(counterflowing) 및 교차 흐름(crossflowing)을 포함하는 그룹으로부터 선택되는 패턴인(pattern) 상기 가스 스트림에 대항하여 상기 용매 시스템을 흘리고(to flow), 상기 관 시설의 섹션은 상기 흡수부의 각 섹션의 바닥 부로부터 나오고(egressing from a bottom portion of each section of said absorber), 상기 흡수 부의 인접한 섹션의 탑 부로 들어감(ingressing into a top portion) - ;
    상기 흡수부의 각 섹션의 바닥 부로부터 나오고, 상기 흡수 부의 인접한 섹션의 탑 부로 들어가는 관 시설의 각 섹션 사이에 위치되는(interposed) 제1 복수 개의 장비(equipment) - 상기 복수 개의 장비는, 상기 관 시설의 섹션 내에서 운반 되는 상기 흡수 액체 용매 시스템의 온도를 제어가능하게 조작하고 조정하도록(controllably manipulate and adjust) 구성됨 - ; 및
    상기 관 시설과 통신하고 협력하도록 구성되어서, (a)상기 액체 용매 시스템으로부터 흡수되고 축적된 가스 성분을 제거하고 복구하며, (b)상기 흡수 액체 용매 시스템을 재생산(regenerate)하고, (c)상기 재생산된 상기 흡수 액체 용매 시스템을 다시 상기 흡수 부에서 재활용하며, (d)상기 흡수 부에서 재활용하는 동안 상기 액체 용매 시스템의 온도를 제어가능하게 조작하고 조정하게 하는, 제2 복수 개의 장비
    를 포함하는 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 흡수 부의 아웃렛은 내부로 상기 가스 스트림을 흘리기 위한 컨덴서(condenser)와 통신하는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    페이즈 분리기(phase separator)가 상기 제1 복수 개의 장비와 상기 제2 복수 개의 장비 사이에 위치되는(interposed) 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    페이즈 분리기가 제공되어, 그 내부에 상기 제2 복수 개의 장비에 의해 복구 되는(recovered) 상기 가스 성분을 흘리는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 관 시설은 파이프 시설(piping infrastructure)인 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 흡수 부는 내부에 가스 스트림을 수신하기 위한 컬럼의 바닥 부 근처의 가스 인렛과 함께 제공되는 멀티 섹션 지향 흡수 컬럼(multi-sectioned oriented absorption column)을 포함하고, 내부에서 상기 가스 스트림을 방출하기 위한 가스 아웃렛을 상기 컬럼의 탑(top)에 가지며, 상기 컬럼은 상기 인렛과 상기 아웃렛 사이에 위치되는 복수 개의 순차적으로 인접한 섹션과 함께 제공하며, 상기 복수 개의 순차적으로 인접한 섹션 중, 제1 섹션은 상기 컬럼의 탑의 상기 가스 아웃렛에 인접하고, 마지막 섹션은 상기 컬럼의 바닥 부 근처의 가스 인렛과 통신하는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 복수 개의 장비는, 상기 흡수 부의 상기 제1 섹션 및 제2 섹션 사이의 상기 관 시설 내에서 운반되는 동안 상기 용매 시스템의 온도를 제어가능하게 상승시키도록(controllably increasing) 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제2 복수 개의 장비는, 상기 흡수 부의 다음(subsequent) 섹션 사이의 상기 관 시설 내에서 운반되는 동안 상기 용매 시스템의 온도를 제어가능하게 하강시키도록(controllably decreasing) 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 복수 개의 장비는, 상기 흡수부(absorber)의 각 섹션의 바닥 부로부터 나오고 상기 흡수 부(absorber device)의 인접한 섹션으로 들어가는 상기 관 시설의 각 섹션 사이에 위치되는 적어도 하나의 열 교환 유닛(heat exchange unit)을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제1 복수 개의 장비는, 상기 흡수 부의 제2 섹션 및 다음 섹션들(subsequent sections) 사이에 위치되는 각 열 교환 유닛과 협력하도록 구성되는 적어도 하나의 냉각 유닛(cooling unit)과 함께 제공되는 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 냉각 유닛은, 상기 흡수부의 제2 섹션 및 다음 섹션들 사이에 위치되는 복수 개의 열 교환 유닛과 협력하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 냉각 유닛은 핀치 냉각 유닛(pinched cooling unit)인 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제2 복수 개의 장비는, 상기 흡수 부의 섹션의 바닥 부로부터 나오고 상기 흡수 부의 섹션의 인접한 섹션의 탑 부로 들어가는 상기 관 시설과 협력하도록 구성되는 적어도 하나의 열 교환 유닛과 함께 제공되는 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 제2 복수 개의 장비는,
    내부에 상기 흡수되고 동화되는 가스 성분을 보유하는 상기 흡수 액체 용매 시스템을 분리해서, 상기 가스 성분을 포함하는 스트림 및 부분적으로 재생산된 액체 용매 시스템의 스트림으로 보내는, 적어도 하나의 재생산기(regenerator);
    내부에서 상기 액체 용매 시스템을 가열하고 재생산하기 위한, 적어도 하나의 재가열 유닛(reboiler unit);
    내부에서 상기 가스 성분을 포함하는 상기 스트림을 흘리기 위한, 적어도 하나의 열 교환 유닛 - 상기 열 교환 유닛은 상기 재가열 유닛과 통신함 - ;
    상기 재생산된 용매 시스템의 온도를 제어가능하게 하강시키도록 구성되는, 적어도 하나의 열 교환 유닛; 및
    상기 흡수부의 제1 섹션 내로 상기 흡수 액체 용매가 들어가기 전에, 상기 재생산된 용매 시스템의 온도를 제어가능하게 하강시키도록 구성되는, 적어도 하나의 냉각 유닛
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 가스 성분을 포함하는 상기 스트림은 스팀 스트림(steam stream)인 것을 특징으로 하는 장치.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 가스 성분을 포함하는 상기 스트림은 증기 스트림(vapor stream)인 것을 특징으로 하는 장치.
  17. 가스 스트림으로부터 선택되는 가스 성분을 제거하고 복구하기 위한 방법에 있어서,
    복수 개의 순차적으로 인접한 섹션과 함께 제공되는 흡수 부를 통해서 가스 스트림을 흘리는(flowing) 단계 - 상기 가스 스트림은 상기 흡수 부의 전 단(front end)으로부터 후 단(back end)으로 흐르고, 상기 후 단으로부터 나옴(egressing) -;
    상기 흡수 부의 각 섹션 내에서, 역방향흘리기(counterflowing) 및 교차흘리기(crossflowing)를 포함하는 그룹으로부터 선택되는 패턴으로 흡수 액체 용매 시스템을 흘려서, 상기 가스 스트림과 혼합하고 접촉하고(commingling and contacting), 상기 흡수 액체 용매 시스템을 상기 가스 성분으로 강화(enriching)하는 단계;
    (a)상기 흡수 부의 전 단에서 상기 선택된 가스 성분을 상기 흡수 액체 용매 시스템 내로 써모다이나믹-드리븐 매스 트랜스퍼(thermodynamic-driven mass transfer)하기 위한 상태(condition), 및 (b)상기 흡수 부의 후 단에서 상기 선택된 가스 성분을 상기 흡수 액체 용매 시스템 내로 카이네틱-드리븐 매스 트랜스퍼(kinetic-driven mass transfer)하기 위한 상태를 제공하는 단계;
    상기 흡수 부의 상기 전 단에서 섹션 내에 제공되는 온도에 비해서, 상기 흡수 부의 상기 후 단에 인접한 섹션에 제공되는 온도가 상대적으로 높은, 역 온도 프로필(inverse temperature profile)을 상기 흡수 부 내에 제공하는 단계;
    상기 흡수 액체 용매 시스템으로부터 상기 가스 성분을 복구(recovering)하는 단계;
    재가열기(reboiler)와 협력하는 재생산기(regenerator) 내에서 상기 흡수 액체 용매 시스템을 재생산(regenerating)하는 단계; 및
    상기 흡수 액체 용매 시스템을 상기 흡수 부에 재활용(recycling) 하는 단계
    를 포함하는 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 나오는(egressing) 가스 스트림은 스팀 스트림(steam stream)인 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 나오는 가스 스트림은 증기 스트림(vapor stream)인 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 재생산기로부터 나오는 가스 스트림으로부터 과도 에너지(excess energy)를 복구(recovering)하고, 상기 에너지를 상기 재가열기에 재활용하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 제17항에 있어서,
    상기 가스 스트림은 연소 배기 가스 스트림(combustion exhaust gas stream)인 것을 특징으로 하는 방법.
  22. 제17항에 있어서,
    상기 가스 스트림은 프로세스 가스 스트림(process gas stream)인 것을 특징으로 하는 방법.
  23. 제17항에 있어서,
    상기 흡수 부의 후 단으로부터 나오는 상기 가스 스트림은 두 단계 물 발란스 제어(two-stage water balance control)과 함께 제공되고, 상기 두 단계 중 제1 단계는 상기 흡수 부의 후 단에서 상기 가스 스트림을 냉각된 흡수 액체 용매 시스템과 혼합하고 접촉하는 것을 포함하며, 상기 두 단계 중 제2 단계는 상기 흡수 부와 연결되고 통신하는 컨덴서(condenser)를 통해 상기 가스 스트림을 흘려보내는(flowing) 것을 특징으로 하는 방법.
  24. 제17항에 있어서,
    상기 가스 성분은 CO2, H2S, SO2, 및 NOx(질소산화물) 를 포함하는 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  25. 제17항에 있어서,
    상기 카이네틱-드리븐 매스 트랜스퍼는, (a)상기 흡수 부의 후 단에서 상기 제1 섹션으로 들어가기 전에 상기 흡수 액체 용매 시스템을 제어가능하게 냉각함으 로써, 및 (b)상기 제1 섹션으로부터 나온 상기 용매 시스템이, 상기 흡수 부의 상기 제2 섹션으로 들어가기 전에, 상기 용매 시스템을 제어가능하게 가열함으로써 제공되는 것을 특징으로 하는 방법.
  26. 제17항에 있어서,
    상기 가스 스트림이 흐르는 것에 대항하여, 상기 흡수 부의 후 단부터 상기 흡수 부의 전단까지의 상기 섹션들을 통해, 역방향흘리기 및 교차흘리기를 포함하는 그룹으로부터 선택되는 패턴으로, 상기 용매 시스템이 프로그레시브하게(progressively) 순차적으로 흐름에 따라, 상기 흡수 액체 용매 시스템이 상기 선택된 가스 성분으로 프로그레시브하게 강화되는 것을 특징으로 하는 방법.
  27. 제17항에 있어서,
    상기 써모다이나믹-드리븐 매스 트랜스퍼는, 상기 흡수 부의 상기 제2 섹션으로부터 나온 상기 용매 시스템이, 상기 흡수 부의 인접 섹션으로 들어가기 전에, 상기 용매 시스템dl 나오게 함으로써 제공되는 것을 특징으로 하는 방법.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 써모다이나믹-드리븐 매스 트랜스퍼는, 상기 흡수 부의 상기 제2 섹션에 인접한 복수 개의 섹션 각각으로부터 연속하여 나온(successively egressing) 상기 용매 시스템이, 인접한 섹션으로 들어가기 전에, 상기 용매 시스템을 제어가 능하게 냉각하는 것을 특징으로 하는 방법.
  29. 제17항에 있어서,
    상기 카이네틱-드리븐 매스 트랜스퍼를 제공하는 상태(conditions) 중 적어도 일부는, 복구되어 상기 재생산된 흡수 액체 용매 시스템으로부터 전달되는 열로부터 얻어지는 것을 특징으로 하는 방법.
  30. 제17항에 있어서,
    상기 써모다이나믹-드리븐 매스 트랜스퍼 동안 복구되는 열의 적어도 일부는, 상기 강화되는 액체 용매로 전달되는 것을 특징으로 하는 방법.
  31. 제17항에 있어서,
    상기 흡수 액체 용매 시스템으로부터 상기 가스 성분이 복구되는 동안 생성되는 열이, 상기 용매 시스템을 재생산하기 위해 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  32. 제17항에 있어서,
    상기 흡수 액체 용매 시스템은, 상기 가스 스트림으로부터 나오는 상기 가스 성분과 반응하여 이를 제거하기 위해 선택되는 적어도 하나의 화학적 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  33. 제17항에 있어서,
    상기 흡수 액체 용매 시스템은,
    상기 가스 스트림으로부터 나오는 상기 가스 성분과 반응하여 이를 제거하기 위해 선택되는 적어도 하나의 제1 화학적 화합물; 및
    카이네틱 인핸서(kinetic enhancer), 코로젼 인히비터(corrosion inhibitors), 안티-폼 케미칼(anti-form chemicals), 산소 스캐빈져(oxygen scavengers), 염 중화제(salt neutralizers), 퇴적방지제(anti-fouling) 및 감손방지 케미칼(anti-degradation chemicals)을 포함하는 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 제2 화학적 화합물
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  34. 제32항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 화학적 화합물은, 모노에탄올아민(monoethanolamine), 디글리콜아민(diglycolamine), 디에탄올아민(diethaolamine), 메틸디에탄올아민(methyldiethanolamine), 2-아미노-2-메틸-1-프로판올(2-amino-2-methyl-1-propanol), 피페라진(piperazine), 암모니어(ammonia), 아민(amines), 알칸올아민(alkanolamines), 및 이들의 유도체(derivatives)를 포함하는 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  35. 제33항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제1 화학적 화합물은, 모노에탄올아민(monoethanolamine), 디글리콜아민(diglycolamine), 디에탄올아민(diethaolamine), 메틸디에탄올아민(methyldiethanolamine), 2-아미노-2-메틸-1-프로판올(2-amino-2-methyl-1-propanol), 피페라진(piperazine), 암모니어(ammonia), 아민(amines), 알칸올아민(alkanolamines), 및 이들의 유도체(derivatives)를 포함하는 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  36. 가스 스트림으로부터 선택되는 가스 성분을 제거하고 복구하는 방법에 있어서,
    복수 개의 순차적으로 인접한 섹션들과 함께 제공되는 흡수 부를 통해 상기 가스 스트림을 흘리는 단계;
    제어가능하게 냉각된 린 흡수 액체 용매(lean absorption liquid solvent)를 상기 흡수 부의 탑 섹션으로 전달하고(delivering), 상기 냉각된 린 흡수 액체 용매를 역방향흘리기 및 교차흘리기를 포함하는 그룹으로부터 선택되는 패턴으로 흘리고, 상기 냉각된 린 흡수 액체 용매와 상기 가스 스트림을 혼합하고 접촉시켜서 상기 가스 성분 중 일부를 상기 가스 스트림으로부터 상기 액체 용매로 제거하고, 상기 액체 용매를 상기 탑 섹션의 바닥 부로부터 나오게 하고, 및 상기 나온 액체 용매의 온도를 제어가능하게 상승시키는 단계;
    상기 가열된 액체 용매를 상기 탑 섹션에 인접한 상기 흡수 부의 섹션의 탑 부로 들어가게 하고, 상기 가열된 액체 용매를 역방향흘리기 및 교차흘리기를 포함하는 그룹으로부터 선택되는 패턴으로 흘리고, 상기 가열된 액체 용매와 상기 가스 스트림을 혼합하고 접촉시켜서 상기 가스 성분 중 추가적인 일부를 상기 가스 스트림으로부터 상기 액체 용매로 제거하고, 상기 액체 용매를 상기 탑 섹션에 인접한 상기 섹션의 바닥 부로부터 나오게 하고, 및 상기 나온 액체 용매의 온도를 제어가능하게 하강시키는 단계;
    상기 강화된 액체 용매 시스템으로부터 상기 가스 성분을 복구하는 단계;
    상기 액체 용매를 린 흡수 액체 용매 시스템 내로 재생산하는 단계; 및
    상기 흡수 액체 용매 시스템을 제어가능하게 냉각하고 상기 흡수 부의 상기 탑 섹션으로 전달하는 단계
    를 포함하는 방법.
  37. 제36항에 있어서,
    상기 가스 스트림이 흐르는 것에 대항하여, 상기 흡수 부의 순차적으로 인접한 상기 섹션들을 통해, 역방향흘리기 및 교차흘리기를 포함하는 그룹으로부터 선택되는 패턴으로, 상기 용매 시스템이 프로그레시브하게(progressively) 순차적으로 흐름에 따라, 상기 흡수 액체 용매 시스템이 상기 선택된 가스 성분으로 프로그레시브하게 강화되는 것을 특징으로 하는 방법.
  38. 제36항에 있어서,
    상기 흡수 부 내에서 상기 써모다이나믹-드리븐 매스 트랜스퍼 동안 열이 복구되어, 상기 흡수 액체 용매 시스템으로부터 상기 가스 성분을 복구하기 용이하게 하는 것을 특징으로 하는 방법.
  39. 제36항에 있어서,
    상기 가스 스트림으로부터 상기 가스 성분이 복구되는 동안 생성된 열은, 상기 강화 흡수 액체 용매 시스템을 재생산하는 데에 사용되기 위해 복구되는 것을 특징으로 하는 방법.
  40. 제36항에 있어서,
    상기 린 흡수 액체 용매로부터 복구되는 열은, 상기 흡수 부의 상기 탑 섹션의 상기 바닥 부로부터 나오는 상기 흡수 액체 용매로 전달되는(is communicated) 것을 특징으로 하는 방법.
  41. 제36항에 있어서,
    상기 가스 성분은 CO2, H2S, SO2, 및 NOx 를 포함하는 그룹으로부터 선택되고, 상기 가스 스트림은 연소 배기 가스 스트림 및 프로세스 가스 스트림을 포함하는 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  42. 제41항에 있어서,
    상기 흡수 액체 용매는, 모노에탄올아민, 디글리콜아민, 디에탄올아민, 메틸디에탄올아민, 2-아미노-2-메틸-1-프로판올, 피페라진, 암모니어, 아민, 알칸올아민, 및 이들의 유도체를 포함하는 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  43. 제42항에 있어서,
    상기 흡수 액체 용매는, 카이네틱 인핸서, 코로젼 인히비터, 안티-폼 케미칼, 산소 스캐빈져, 염 중화제, 퇴적방지제 및 감손방지 케미칼을 포함하는 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 화학적 화합물을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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