KR20100037672A - Chemical method and the apparatus of co2 using waste heat in industry - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A chemical treatment method of carbon dioxide using industrial waste heat and a treatment apparatus are provided to reduce the energy to reduce/oxidize a reactant using the waste heat. CONSTITUTION: A chemical treatment method of carbon dioxide using industrial waste heat comprises the following steps: pre-treating coke oven gas before sending the coke oven gas to a heat exchanger; rapidly heating carbon dioxide using the industrial waste heat; exchanging the heat of the carbon dioxide with the coke oven gas in the heat exchanger; oxidizing the coke oven gas by reacting the high temperature coke oven gas with metal oxide; and reducing the carbon dioxide by reacting the carbon dioxide and the reduced metal oxide.

Description

산업 폐열을 이용한 이산화탄소의 화학적 처리방법 및 그 처리장치{Chemical method and the apparatus of CO2 using waste heat in industry}Chemical method and apparatus for treating carbon dioxide using industrial waste heat {Chemical method and the apparatus of CO2 using waste heat in industry}

본 발명은 흡수법 등에 의해 포집된 이산화탄소를 제철공장 등에서 발생한 폐열원 및 폐자원인 금속산화물을 이용하여 경제적이면서 효율적인 재활용 자원으로 전환하기 위한 이산화탄소의 화학적 처리방법 및 처리장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a chemical treatment method and a treatment apparatus for carbon dioxide for converting carbon dioxide collected by an absorption method into an economical and efficient recycling resource by using a waste heat source generated in a steel mill and metal oxide, which is a waste resource.

일반적으로 COG는 석탄으로부터 야금용 코크스를 제조하기 위하여 1000℃ 정도로 석탄을 건류할 때 발생하는 코크스오븐가스(COG, coke oven gas)로서 수소, 메탄, 일산화탄소, 이산화탄소 등이 주성분을 이루며 그밖에 불순물로서 황화수소, 시안화수소, 암모니아 등의 수용성 성분 및 BTX, 타르, 나프탈렌 등의 비수용성 성분을 포함하고 있다. 특히 환원성 가스인 수소가 다량함유하고 있는 데, 상기의 환원성 수소는 금속산화물과 반응하여 산화되기 쉬운 성질이 있다.In general, COG is a coke oven gas (COG) generated when the coal is carbonized at about 1000 ° C in order to manufacture metallurgical coke from coal. The main component is hydrogen, methane, carbon monoxide, carbon dioxide, and other hydrogen sulfides as impurities. And water-soluble components such as hydrogen cyanide and ammonia, and water-insoluble components such as BTX, tar and naphthalene. In particular, a large amount of hydrogen, a reducing gas, is contained, and the reducing hydrogen is easily oxidized by reacting with a metal oxide.

일반적으로 상기 야금용 코크스, 고로 및 전기로 등에서 발생하는 다량의 폐열은 분진 등을 제거한 후 대기 중에 방출하게 되는데, 상기의 폐열을 재활용하기 위한 다양한 기술이 꾸준히 출원되어 왔다. In general, a large amount of waste heat generated in the metallurgical coke, blast furnace and electric furnace is released to the atmosphere after removing the dust, etc., various techniques for recycling the waste heat has been steadily applied.

또한, 고로공정의 원료인 코크스는 주성분이 탄소로서 석탄을 건류하여 얻은 것이다. 이 과정에서 석탄에 함유된 여러 가지 불순물에 의하여 다양한 환경오염물질이 발생하며, 특히 탄소함량이 높은 원료로서 고로 공정에 이용시 이산화탄소의 발생이 높아지게 된다. 고로가스의 약 21% 정도가 이산화탄소이며 20% 정도는 일산화탄소이다. 상기 고로가스를 연소하게 되면 막대한 양의 이산화탄소가 발생하게 되며 실제로 제철공정에서의 이산화탄소 발생의 약 50% 이상이 상기 고로가스의 연소에 의한 것이다.In addition, coke which is a raw material of a blast furnace process is obtained by distilling coal as a main component carbon. In this process, various environmental pollutants are generated by various impurities contained in coal, and in particular, as a raw material having a high carbon content, carbon dioxide is increased when used in a blast furnace process. About 21% of blast furnace gas is carbon dioxide, and 20% is carbon monoxide. When the blast furnace gas is burned, a huge amount of carbon dioxide is generated, and in fact, about 50% or more of carbon dioxide generated in the steelmaking process is caused by the combustion of the blast furnace gas.

상기 이산화탄소를 분리하는 방법은 물리 화학적 흡착법을 들 수 있는데, 이들은 크게 흡수액을 이용하는 방법과 흡착제를 사용하는 방법으로 대별될 수 있다.The method of separating the carbon dioxide may be a physicochemical adsorption method, which can be roughly divided into a method using an absorbent liquid and a method using an adsorbent.

흡수액을 이용하는 방법은 대부분 아민계 흡수 용액을 이용한다. 아민 용액에 의한 이산화탄소 분리 기술은 60년 전에 석유 및 화학 산업에 있어서 H2S와 이산화탄소 제거를 위하여 개발된 것이며, 상업적으로 폭넓게 상용화되어 있는 기술이다. Most of the method using the absorbent liquid uses an amine absorbent solution. Carbon dioxide separation by amine solution was developed 60 years ago for the removal of H 2 S and carbon dioxide in the petroleum and chemical industry, a commercially widely available technology.

상기 분리된 이산화탄소를 대기중에 방출하는 경우 상기 이산화탄소는 지구 온난화의 주범이 되므로 환경을 고려하여 이산화탄소를 제거하거나 절감하는 기술이 대단히 중요한 문제로 부각되고 있으므로 경제적이고 효율적인 이산화탄소를 제거하고자 하는 기술 개발이 요구되어 왔다.When the separated carbon dioxide is released into the atmosphere, the carbon dioxide is the main culprit of global warming, and thus technology for removing or reducing carbon dioxide is considered to be a very important issue in consideration of the environment, and thus, technology development for economic and efficient carbon dioxide removal is required. Has been.

본 발명은 상기 종래 문제점인 제철소 등에서 발생하는 폐열 및 이산화탄소를 대기중에 방출하지 않고 이를 재활용하는 기술에 관한 것으로 제철소 등에서 부산물로 생성된 폐열 및 폐자원인 금속산화물을 이용하여 이산화탄소를 화학적으로 처리하여 자원으로 재활용하기 위한 이산화탄소의 화학적 처리방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a technology for recycling waste heat and carbon dioxide generated in a steel mill, which is the conventional problem, without releasing it into the atmosphere. It relates to a method and apparatus for chemical treatment of carbon dioxide for recycling.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여 폐열회수장치를 이용하여 이산화탄소를 급속하게 가열하는 단계와 코크스오븐가스를 정제하는 전처리 단계와 상기 급속 가열된 고온의 이산화탄소와 상기 저온의 코크스오븐가스가 열교환장치에서 열을 교환하는 단계와 상기 열교환된 고온의 코크스오븐가스가 제1반응장치에서 금속산화물과 반응하여 산화되는 단계와 상기 열교환된 고온의 이산화탄소가 제2반응장치에서 환원된 금속산화물과 반응하여 환원되는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 산업 폐열을 이용한 이산화탄소의 화학적 처리방법 등을 제공하게 된다.The present invention provides a step of rapidly heating carbon dioxide using a waste heat recovery device and a pretreatment step of purifying coke oven gas and the rapidly heated high temperature carbon dioxide and the low temperature coke oven gas in a heat exchanger. Exchanging heat, the heat exchanged high temperature coke oven gas is reacted with a metal oxide in a first reactor, and oxidized; and the heat exchanged high temperature carbon dioxide is reacted with a metal oxide reduced in a second reactor, and reduced. It provides a method for chemical treatment of carbon dioxide using industrial waste heat, characterized in that consisting of steps.

첫째로, 포집, 농축된 이산화탄소를 효율적으로 고체 탄소 및 일산화탄소로 전환할 수 있다. 이러한 공정에 의해 생성된 최종 산물은 향후 제철공정의 환원제 및 열원으로 사용될 수 있다. 둘째로는, 종래까지 활용되지 못했던 폐열원을 활용하여 반응물을 산화/환원 반응을 하기 위한 조건으로 만들어 에너지 절감을 기대할 수 있다. 또한, 반응기에 쓰이는 금속산화물은 산화철과 같은 제철공정의 부산물을 이용하므로 자원 절약 및 에너지 절감에 기여할 수 있다.First, the captured and concentrated carbon dioxide can be efficiently converted to solid carbon and carbon monoxide. The final product produced by this process can be used as a reducing agent and heat source in future steelmaking processes. Secondly, energy savings can be expected by making the reactants into conditions for the oxidation / reduction reaction using waste heat sources that have not been utilized before. In addition, the metal oxide used in the reactor can use the by-products of the steelmaking process, such as iron oxide can contribute to resource saving and energy saving.

본 발명은 코크스오븐가스를 열교환장치에 보내기 전에 상기 코크스오븐가스를 정제하는 전처리하는 단계와 산업에서 발생하는 폐열을 이용하여 이산화탄소를 급속하게 가열하는 단계와 상기 급속 가열된 고온의 이산화탄소와 상기 전처리된 코크스오븐가스가 열교환장치에서 열을 교환하는 단계와 상기 열교환된 고온의 코크스오븐가스와 금속산화물이 반응하여 코크스오븐가스가 산화되는 단계로 이루어져 있다.The present invention is a step of pre-treating the coke oven gas before sending the coke oven gas to the heat exchanger and rapidly heating carbon dioxide by using waste heat generated in the industry and the preheated hot carbon dioxide and the pretreated The coke oven gas exchanges heat in a heat exchanger, and the heat exchanged high temperature coke oven gas reacts with a metal oxide to oxidize the coke oven gas.

그리고 상기 열교환된 고온의 이산화탄소와 환원된 금속산화물이 반응하여 이산화탄소가 환원되는 단계가 더 포함하고 있다. The method may further include reducing carbon dioxide by reacting the heat-exchanged high temperature carbon dioxide and the reduced metal oxide.

그리고 상기 코크스오븐가스의 산화반응 및 이산화탄소의 환원반응이 진행 또는 완료되었을 때 상기 코크스오븐가스의 산화반응이 일어나는 장치와 상기 이산화탄소의 환원반응이 일어나는 장치에 유입되는 기체를 상호 교환하는 단계를 더 포함하고 있다. And when the oxidation reaction of the coke oven gas and the reduction reaction of carbon dioxide are progressed or completed, exchanging a gas flowing into the apparatus in which the coke oven gas oxidation reaction occurs and the apparatus of reducing the carbon dioxide reaction. Doing.

또한, 상기 열교환된 고온의 이산화탄소가 환원된 금속산화물과 환원반응하여 고체 탄소(C) 또는 일산화탄소(CO)를 생성할 수 있다.In addition, the heat exchanged high temperature carbon dioxide may be reduced with the reduced metal oxide to generate solid carbon (C) or carbon monoxide (CO).

또한, 상기 이산화탄소는 급속 가열하는 단계 이전에 흡수법에 의해 포집, 농축된 액체상태일 수 있다.In addition, the carbon dioxide may be in a liquid state collected and concentrated by absorption before the rapid heating step.

또한, 상기 열교환장치에서 열을 교환하는 단계를 통하여 배출되는 이산화탄 소는 300~500℃ 범위 내에 있을 수 있다.In addition, the carbon dioxide discharged through the step of exchanging heat in the heat exchanger may be in the range 300 ~ 500 ℃.

본 발명은 코크스오븐가스를 열교환장치에 보내기 전에 상기 코크스오븐가스의 정제를 하기 위한 코크스오븐가스 전처리장치와 이산화탄소를 급속 가열하기 위한 폐열회수장치와 상기 고온의 이산화탄소와 상기 전처리된 코크스오븐가스가 상호 열교환하기 위한 열교환장치와 상기 열교환된 코크스오븐가스가 금속산화물과 반응하여 산화반응되도록 하기 위한 제1반응장치와 상기 열교환된 이산화탄소가 환원된 금속산화물과 반응하여 환원반응되도록 하기 위한 제2반응장치로 구성되어 있다.The present invention provides a coke oven gas pretreatment device for purifying the coke oven gas and a waste heat recovery device for rapidly heating carbon dioxide, and the high temperature carbon dioxide and the pretreated coke oven gas before sending the coke oven gas to the heat exchanger. A heat exchange device for heat exchange and a first reaction device for causing the heat exchanged coke oven gas to react with metal oxides for oxidation, and a second reaction device for reacting the heat exchanged carbon dioxide with reduced metal oxides for reduction reaction Consists of.

또한, 상기 제1반응장치와 제2반응장치에서 반응이 진행 또는 완료되었을 때 상기 제1반응장치와 제2반응장치에 유입되는 기체를 상호 교환하기 위한 교환밸브를 더 포함할 수 있다.The apparatus may further include an exchange valve for exchanging gas introduced into the first reactor and the second reactor when the reaction proceeds or is completed in the first reactor and the second reactor.

하기 도면을 참고하여 본 발명을 설명한다.The present invention will be described with reference to the following drawings.

도 1은 본 발명에 의한 산업 폐열을 이용한 이산화탄소의 화학적 처리방법 중 코크스오븐가스의 산화반응을 나타낸 구성도이다. 1 is a block diagram showing the oxidation of coke oven gas in the chemical treatment method of carbon dioxide using industrial waste heat according to the present invention.

제철소에서 부산물로 발생하는 코크스오븐가스는 다양한 종류의 기체로 혼합되어 있는데, 특히 쉽게 환원될 수 있는 수소기체를 포함하고 있다. 따라서 금속산화물과 반응하여 산화된 코크스오븐가스를 생성하기 위해서는 반응에 적합한 상태로 만들기 위해 코크스오븐가스를 정제하기 위한 코크스오븐가스 전처리장치(1)가 설치되어 있어 코크스오븐가스를 전처리하는 공정을 거치게 된다. Coke oven gas generated as a by-product from steel mills is mixed with various kinds of gases, especially hydrogen gas which can be easily reduced. Therefore, in order to generate oxidized coke oven gas by reacting with metal oxide, a coke oven gas pretreatment device (1) is installed to purify the coke oven gas in order to make it suitable for the reaction. do.

본 발명에 사용되는 이산화탄소는 암모니아나 아민계 흡착매체를 이용하여 포집, 농축하는 흡수법에 의해 얻어질 수 있다. 상기의 이산화탄소는 소결광, 고로 슬래그, 제강공정 등에서 발생하는 현열 등을 이용하여 폐열회수장치(3)에 의하여 급속하게 가열되는 공정을 거치게 된다. 상기의 급속하게 가열된 고온의 이산화탄소는 이후 열교환장치(2)에서 코크스오븐가스에 열을 전달하는 열교환 공정을 거치게 되고 이후 공정에서 환원된 금속산화물과 반응하는 공정을 거치게 된다. 상기의 이산화탄소는 1000℃ 정도의 폐열가스에 의해 급속 가열되고 열교환기에 의해 코크스오븐가스에 열을 전달한 후에는 400~600℃ 범위 내에 있어 이후 환원된 금속산화물과 용이하게 반응하게 된다.The carbon dioxide used in the present invention may be obtained by an absorption method of collecting and concentrating using ammonia or an amine adsorption medium. The carbon dioxide is subjected to a rapid heating process by the waste heat recovery apparatus 3 using sensible heat generated in sintered ore, blast furnace slag, steelmaking process and the like. The rapidly heated high temperature carbon dioxide is then subjected to a heat exchange process for transferring heat to the coke oven gas in the heat exchanger 2 and then subjected to a process of reacting with the reduced metal oxide in the subsequent process. The carbon dioxide is rapidly heated by the waste heat gas of about 1000 ℃ and after the heat transfer to the coke oven gas by the heat exchanger is in the range of 400 ~ 600 ℃ it is easily reacted with the reduced metal oxide.

코크스오븐가스 전처리장치(1)에 의해 정제된 코크스오븐가스는 상온 정도의 상태를 가지게 되고 열교환장치(2)에 의해 고온의 이산화탄소에 의해 열을 공급받게 되어, 배출 이후에는 300~500℃ 범위 내에 있어 이후 금속산화물과 용이하게 반응하여 산화된 형태로 변경되어, 추후 공정에서 우수한 열원으로 활용되게 된다.The coke oven gas purified by the coke oven gas pretreatment device 1 has a state of about room temperature and is supplied with heat by high temperature carbon dioxide by the heat exchanger 2, and after discharge, it is within the range of 300 to 500 ° C. Since it is easily reacted with the metal oxide is changed to the oxidized form, it will be utilized as an excellent heat source in a later process.

상기 고온의 코크스오븐가스는 제1반응장치(4)에서 금속산화물과 반응하여 산화된 상태로 되고, 상기 금속산화물은 이와 대응하여 환원된 상태로 변환되는 공정을 거치게 된다.The high temperature coke oven gas is reacted with the metal oxide in the first reactor 4 to be oxidized, and the metal oxide is correspondingly converted to the reduced state.

상기 환원된 금속산화물은 이후 이산화탄소와 반응하여 산화되고, 이와 대응하여 이산화탄소는 환원되어 고체 탄소 또는 일산화탄소를 생성하여 추후 열원으로 활용되게 된다.The reduced metal oxide is then oxidized by reacting with carbon dioxide, and correspondingly carbon dioxide is reduced to produce solid carbon or carbon monoxide to be used as a heat source later.

도 2는 본 발명에 의한 산업 폐열을 이용한 이산화탄소의 화학적 처리방법 중 이산화탄소의 환원반응을 나타낸 구성도이다.Figure 2 is a block diagram showing the reduction of carbon dioxide in the chemical treatment method of carbon dioxide using industrial waste heat according to the present invention.

도 1에서 상술한 바와 같이 열교환기에서 코크스오븐가스에 열을 전달한 이산화탄소는 여전히 400~600℃를 유지하고 있으므로 제2반응장치(5)에서 환원된 금속산화물과 반응하여 환원되고 반응조건에 따라 고체 탄소 또는 일산화탄소를 생성하는 공정을 거치게 된다. As described above with reference to FIG. 1, since the carbon dioxide that has transferred heat to the coke oven gas in the heat exchanger is still maintained at 400 to 600 ° C., the second reaction device 5 reacts with the reduced metal oxide to reduce the solid content according to the reaction conditions. It goes through the process of producing carbon or carbon monoxide.

도 3은 본 발명에 의한 산업 폐열을 이용한 이산화탄소의 화학적 처리방법 중 다수의 반응기를 이용하여 산화반응 및 환원반응된 결과물을 교환하는 것을 나타낸 구성도이다.Figure 3 is a block diagram showing the exchange of the result of the oxidation and reduction reaction using a plurality of reactors of the chemical treatment method of carbon dioxide using industrial waste heat according to the present invention.

도 1과 도 2에서 상술한 바와 같이 제1반응장치(4)에서 코크스오븐가스는 금속산화물과 반응하여 코크스오븐가스는 산화되고 금속산화물은 환원되는 공정을 거치게 된다. 또한 제2반응장치(5)에서 이산화탄소는 환원된 금속산화물과 반응하여 이산화탄소는 환원되고 금속산화물은 산화되는 공정을 거치게 된다. 상기의 반응이 설정된 정도로 진행되거나 완료되었을 때 삼방향밸브(3-way valve) 등과 같은 교환밸브(6)에 의해 제1반응장치(4)에 코크스오븐가스 대신 이산화탄소를 유입시키고 제2반응장치(5)에 이산화탄소 대신 코크스오븐가스를 유입시켜 상기 두 반응장치에 유입되는 기체의 종류를 바꾸게 하여 각각의 반응장치에서 산화/환원이 반대로 일어나게 하는 공정을 거치게 된다. As described above with reference to FIGS. 1 and 2, in the first reactor 4, the coke oven gas reacts with the metal oxide so that the coke oven gas is oxidized and the metal oxide is reduced. In addition, in the second reactor 5, carbon dioxide reacts with the reduced metal oxide, and the carbon dioxide is reduced and the metal oxide is oxidized. When the reaction proceeds or is completed to a set degree, carbon dioxide is introduced into the first reactor 4 instead of coke oven gas by an exchange valve 6 such as a three-way valve and the second reactor ( In 5), coke oven gas is introduced instead of carbon dioxide so as to change the type of gas introduced into the two reactors so that oxidation / reduction is reversed in each reactor.

따라서, 하나의 반응장치에서 시간에 따라 산화 또는 환원반응이 교대로 일어나게 운전할 수 있게 되어, 공정효율이 향상되고 보다 컴팩트한 장치를 설계할 수 있어 생산량을 극대화할 수 있다. Therefore, it is possible to operate the oxidation or reduction reaction alternately with time in one reactor, the process efficiency can be improved and a more compact device can be designed to maximize the yield.

도 1은 본 발명에 의한 산업 폐열을 이용한 이산화탄소의 화학적 처리방법 중 코크스오븐가스의 산화반응을 나타낸 구성도이다.1 is a block diagram showing the oxidation of coke oven gas in the chemical treatment method of carbon dioxide using industrial waste heat according to the present invention.

도 2는 본 발명에 의한 산업 폐열을 이용한 이산화탄소의 화학적 처리방법 중 이산화탄소의 환원반응을 나타낸 구성도이다.Figure 2 is a block diagram showing the reduction of carbon dioxide in the chemical treatment method of carbon dioxide using industrial waste heat according to the present invention.

도 3은 본 발명에 의한 산업 폐열을 이용한 이산화탄소의 화학적 처리방법 중 하나의 반응장치에서 산화반응과 환원반응이 교대로 일어나는 것을 나타낸 구성도이다.Figure 3 is a block diagram showing that the oxidation reaction and the reduction reaction occurs alternately in one reaction apparatus of the chemical treatment method of carbon dioxide using industrial waste heat according to the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 도면부호의 설명><Description of reference numerals for the main parts of the drawings>

1: 코크스오븐가스 전처리장치 2: 열교환장치1: coke oven gas pretreatment device 2: heat exchanger

3: 폐열회수장치 4: 제1반응장치3: waste heat recovery device 4: first reactor

5: 제2반응장치 6: 교환밸브5: second reactor 6: exchange valve

Claims (9)

코크스오븐가스를 열교환장치에 보내기 전에 상기 코크스오븐가스를 정제하는 전처리하는 단계;와 Pretreatment to purify the coke oven gas before sending the coke oven gas to a heat exchanger; and 산업에서 발생하는 폐열을 이용하여 이산화탄소를 급속하게 가열하는 단계;와Rapidly heating carbon dioxide using waste heat generated in industry; and 상기 급속 가열된 고온의 이산화탄소와 상기 전처리된 코크스오븐가스가 열교환장치에서 열을 교환하는 단계;와Exchanging heat in the heat-exchanging apparatus of the rapidly heated high temperature carbon dioxide and the pretreated coke oven gas; and 상기 열교환된 고온의 코크스오븐가스와 금속산화물이 반응하여 코크스오븐가스가 산화되는 단계;로 이루어진 것을 특징으로 하는 산업 폐열을 이용한 이산화탄소의 화학적 처리방법.And reacting the heat exchanged high temperature coke oven gas with a metal oxide to oxidize the coke oven gas. 코크스오븐가스를 열교환장치에 보내기 전에 상기 코크스오븐가스를 정제하는 전처리하는 단계;와 Pretreatment to purify the coke oven gas before sending the coke oven gas to a heat exchanger; and 산업에서 발생하는 폐열을 이용하여 이산화탄소를 급속하게 가열하는 단계;와Rapidly heating carbon dioxide using waste heat generated in industry; and 상기 급속 가열된 고온의 이산화탄소와 상기 전처리된 코크스오븐가스가 열교환장치에서 열을 교환하는 단계;와Exchanging heat in the heat-exchanging apparatus of the rapidly heated high temperature carbon dioxide and the pretreated coke oven gas; and 상기 열교환된 고온의 코크스오븐가스와 금속산화물이 반응하여 코크스오븐가스가 산화되는 단계;와Reacting the heat exchanged high temperature coke oven gas with a metal oxide to oxidize the coke oven gas; and 상기 열교환된 고온의 이산화탄소와 환원된 금속산화물이 반응하여 이산화탄소가 환원되는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 산업 폐열을 이용한 이산화탄소의 화학적 처리방법.The method of chemical treatment of carbon dioxide using industrial waste heat, characterized in that consisting of the step of reducing the carbon dioxide by reacting the heat exchanged high temperature carbon dioxide and the reduced metal oxide. 코크스오븐가스를 열교환장치에 보내기 전에 상기 코크스오븐가스를 정제하는 전처리하는 단계;와 Pretreatment to purify the coke oven gas before sending the coke oven gas to a heat exchanger; and 산업에서 발생하는 폐열을 이용하여 이산화탄소를 급속하게 가열하는 단계;와Rapidly heating carbon dioxide using waste heat generated in industry; and 상기 급속 가열된 고온의 이산화탄소와 상기 전처리된 코크스오븐가스가 열교환장치에서 열을 교환하는 단계;와Exchanging heat in the heat-exchanging apparatus of the rapidly heated high temperature carbon dioxide and the pretreated coke oven gas; and 상기 열교환된 고온의 코크스오븐가스와 금속산화물이 반응하여 코크스오븐가스가 산화되는 단계;와Reacting the heat exchanged high temperature coke oven gas with a metal oxide to oxidize the coke oven gas; and 상기 열교환된 고온의 이산화탄소와 환원된 금속산화물이 반응하여 이산화탄소가 환원되는 단계;와Reacting the heat-exchanged high temperature carbon dioxide and the reduced metal oxide to reduce carbon dioxide; and 상기 코크스오븐가스의 산화반응 및 이산화탄소의 환원반응이 진행 또는 완료되었을 때 상기 코크스오븐가스의 산화반응이 일어나는 장치와 상기 이산화탄소의 환원반응이 일어나는 장치에 유입되는 기체를 상호 교환하는 단계로 구성된 것을 특징으로 하는 산업 폐열을 이용한 이화산탄소의 화학적 처리방법.When the oxidation reaction of the coke oven gas and the reduction reaction of carbon dioxide is progressed or completed, the step of exchanging the gas flowing into the device in which the coke oven gas oxidation reaction and the reduction reaction of carbon dioxide occurs. Chemical treatment method of carbon dioxide using industrial waste heat. 제2항 또는 3항에 있어서,The method of claim 2 or 3, 상기 열교환된 고온의 이산화탄소가 환원된 금속산화물과 환원반응하여 고체 탄소(C) 또는 일산화탄소(CO)를 생성하는 것을 특징으로 하는 산업 폐열을 이용한 이산화탄소의 화학적 처리방법.The heat treatment of the carbon dioxide using industrial waste heat, characterized in that the high-temperature carbon dioxide of the heat exchange reaction with the reduced metal oxide to produce a solid carbon (C) or carbon monoxide (CO). 제1항 내지 3항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 이산화탄소를 급속 가열하는 단계 이전에 흡수법에 의해 포집, 농축된 액체상태의 이산화탄소를 사용하는 것을 특징으로 하는 산업 폐열을 이용한 이산화탄소의 화학적 처리방법.The method of chemical treatment of carbon dioxide using industrial waste heat, characterized in that to use the carbon dioxide in the liquid state collected and concentrated by the absorption method before the step of rapidly heating the carbon dioxide. 제1항 내지 3항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 열교환장치를 통과하여 배출되는 이산화탄소의 온도는 300~500℃인 것을 특징으로 하는 산업 폐열을 이용한 이산화탄소의 화학적 처리방법.Chemical treatment method of carbon dioxide using industrial waste heat, characterized in that the temperature of the carbon dioxide discharged through the heat exchanger is 300 ~ 500 ℃. 코크스오븐가스를 열교환장치에 보내기 전에 상기 코크스오븐가스의 정제를 하기 위한 코크스오븐가스 전처리장치;와A coke oven gas pretreatment device for purifying the coke oven gas before sending the coke oven gas to a heat exchanger; and 이산화탄소를 급속 가열하기 위한 폐열회수장치;와 Waste heat recovery device for rapidly heating carbon dioxide; and 상기 고온의 이산화탄소와 상기 전처리된 코크스오븐가스가 상호 열교환하기 위한 열교환장치;와A heat exchanger for mutual heat exchange between the high temperature carbon dioxide and the pretreated coke oven gas; and 상기 열교환된 코크스오븐가스가 금속산화물과 반응하여 산화반응되도록 하기 위한 제1반응장치;와A first reaction device for allowing the heat exchanged coke oven gas to react with a metal oxide for oxidation reaction; and 상기 열교환된 이산화탄소가 환원된 금속산화물과 반응하여 환원반응되도록 하기 위한 제2반응장치로 구성된 것을 특징으로 하는 산업 폐열을 이용한 이산화탄소의 화학적 처리장치.And a second reactor for reacting the heat-exchanged carbon dioxide with the reduced metal oxide to reduce the reaction. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 제1반응장치와 제2반응장치에서 반응이 진행 또는 완료되었을 때 상기 제1반응장치와 제2반응장치에 유입되는 기체를 상호 교환하기 위한 교환밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 산업 폐열을 이용한 이산화탄소의 화학적 처리장치.And further comprising an exchange valve for exchanging the gas flowing into the first reactor and the second reactor when the reaction proceeds or is completed in the first reactor and the second reactor. Chemical treatment of carbon dioxide used. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 교환밸브는 삼방향밸브(3-way valve)를 사용하는 것을 특징으로 하는 산업 폐열을 이용한 이산화탄소의 화학적 처리장치.The exchange valve is a chemical treatment apparatus for carbon dioxide using industrial waste heat, characterized in that using a three-way valve (3-way valve).
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