KR20100038204A - 가스 흐름들에서부터 암모니아 용액들로 ｃｏ2 전달을 위한 개선된 방법 - Google Patents
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Abstract
연소 배기 가스들의 흐름으로부터 이산화탄소를 회수하는 방법은 상기 흐름으로부터 CO2의 흡수를 초래하기 위해 1O℃ 이상의 온도에서, 암모늄, 탄산 및 중탄산 이온들을 함유하는, 수용성 용매 시스템과 대기압 이상의 가스 압력에 있는 상기 흐름을 접촉시키는 단계, 및 CO2 및/또는 중탄산-고농도 용매 흐름을 형성하기 위해 CO2-저농도 연소 배기 가스들의 흐름으로부터 (탄산, 중탄산 및 CO2(수용성)로서) 상기 흡수된 CO2를 함유하는 상기 용매를 분리시키는 단계를 포함한다. 제2 양상에서, 상기 CO2-저농도 연소 배기 가스들은 이로부터 나온 암모니아를 용해시키는 물과 접촉에 의해 냉각되며, 상기 용해된 암모니아를 상기 용매 시스템으로 리사이클링시킨다. 장치가 또한 개시된다.
Description
본 발명은 일반적으로 이산화탄소를 포집할 목적으로 연소 배기 가스들로부터 이산화탄소를 흡수하기 위한 암모니아 베이스의 용액들의 사용에 관한 것이다.
본 발명은 발전소의 연소 배기 가스들로부터 또는 제철소들, 시멘트 가마들, 하소로들(calciners), 및 용광로들(smelters)을 포함하는 다양한 산업 공정들의 공정 가스들로부터의 연소 후 포집(post combustion capture)에 대한 독특한, 물론 독점적이지는 않지만, 어플리케이션을 가진다.
1) 상기 공정으로부터 형성된 CO2의 포집, 및 2) 다양한 지질학적인 수단에 의한 CO2의 저장을 통해서 온실 가스 배출들(GHG)의 단계적인 저감을 하기 위해, 발전소들과 같은 CO2 배출들의 고정 공급원에 대한 빠르게 커지는 압력이 있다. 이는 깊은 대수층들, 석탄층들, 또는 해저의 깊은 해구들로 초임계적인 또는 "액화된" 상태의 CO2의 분사, 또는 고체 화합물들로서 CO2의 저장을 수반한다.
발전소 또는 연소 장치의 연소 배기 가스들로부터 상기 CO2의 포집을 위한 공정은 연소 후 포집(post combustion capture)이라 불린다. 연소 후 포집에서, 연소 배기 가스의 상기 CO2는 흡수기의 적당한 용매를 사용하여 우선적으로 질소와 잔류 산소로부터 분리된다. 상기 CO2는 그 후에 스트리핑(stripping)(또는 재생)이라 불리는 공정에서 상기 용매로부터 제거되며, 그에 따라 상기 용매가 재사용되는 것을 허용한다. 상기 스트리핑된 CO2는 그 후에, 수화물 형성을 방지하기 위한 적당한 건조 단계들과 함께, 압축 및 냉각에 의해 액화된다.
이런 식의 연소 후 포집은 발전소들뿐만 아니라, 제철소들, 시멘트 가마들, 하소로들, 및 용광로들과 같은, 다양한 고정 CO2 공급원에 적용 가능하다.
상기 공정의 주요 단점은 CO2의 분압(partial pressure)이 상대적으로 낮다는 것이며, 이는 CO2-선택 용매들의 사용, 촉진제들의 첨가, 흡수 공정을 위한 냉각, 및 충분한 용매 로딩(solvent loading)을 가능하게 하기 위한 대규모의 기체-액체 접촉 영역을 필요로 한다.
연소 배기 가스 흐름들로부터 CO2를 제거하기 위한 암모니아 용액들의 사용은 화학적인 관점에서 매력이 있으며, 기체 혼합물들로부터 CO2를 회수하기 위해 오랜 동안 알려진, 용매로서 모노에탄올아민(MEA: monoethanolamine) 또는 다른 아민들을 사용하는 시스템들에 대해 다수의 중요한 이점들을 가진다:
이와 같은 공정을 위해 요구되는 전체 에너지는 MEA 시스템들에 대해 요구되는 에너지의 약 40%로 추정된다.
암모니아 공정을 위해, 상기 용매 용액은, 용해된 암모니아(수용성)와 평형을 이루는, 암모늄, 탄산 및 중탄산 이온들, 그리고 용해된 CO2(수용성)로 구성된다. 상기 흡수기에서, 물과 암모니아는 중탄산 이온들 또는 암모늄 카바메이트 이온들(ammonium carbamate ions)을 형성하기 위해 CO2(수용성)와 반응하며, 상기 반응은 에너지의 적용에 의해 스트리퍼(stripper)에서 역전된다. 상기 관련된 수용성 상의 반응들은 다음에 오는 전체 반응식들로 요약될 수 있다.
CO2 + H2O + NH3 ↔ HCO3 - + NH4 + (반응식 1)
CO2 + 2NH3 ↔ NH2COO- + NH4 + (반응식 2)
HCO3 - + NH3 ↔ CO3 2- + NH4 + (반응식 3)
CO3 2- + H2O + CO2 ↔ 2HCO3 - (반응식 4)
상기 흡수기를 나가는 기체 상의 자유 암모니아의 양은 상기 용액에 있는 다른 종의 농도, 및 온도에 의해 제어되는 암모니아(수용성)의 양에 비례한다: 더 높은 온도들은 기체 상의 암모니아의 양을 증가시킨다.
상기 암모니아 공정에 대한 주된 관심사는 상기 흡수기와 상기 스트리퍼 양쪽 모두와 관련된 암모니아 손실(또는 "슬립(slip)")이었다.
국제 특허 공개번호 WO 2006/022885호는 상기 연소 배기 가스를 0 - 2O℃로 냉각시키며 상기 온도 범위에서, 바람직하게는 0 - 1O℃의 범위에서, 흡수 단계를 작동시킴으로써 암모니아 슬립의 문제에 대처하는 것을 제안한다. 재생은 상기 흡수기로부터 상기 CO2-고농도 용액의 압력 및 온도를 상승시키는 것에 의해 이루어진다. 상기 CO2 증기압은 높으며, 저농도의 NH3와 수증기를 가지는, 가압된 CO2 흐름이 발생된다. 상기 고압의 CO2 흐름은 상기 가스로부터 상기 암모니아와 습기를 회수하기 위해 냉각되며 세척된다. 냉각 암모니아 공정으로 알려진, 상기 공정은 암모니아 슬립의 정도를 감소시킨다고 보고되어 있지만, 특히 반응열(상기 탄산 대 중탄산의 관련된 반응은 발열반응임)이 저온을 유지하기 위해 제거되어야 한다는 것이 고려되어야 할 때, 냉각을 위해서는 상당한 에너지를 필요로 한다. 상기 냉각의 요구조건은 더 따뜻하거나 심지어 온화한 기후들에서 보다 큰 규모로 상기 냉각된 암모니아 공정을 실행하는 것을 불가능하게 만든다. 낮은 온도들은 또한 흡수 반응의 반응 속도를 감소시킨다.
본 발명의 목적은 연소 배기 가스들로부터 CO2 제거를 위한 암모니아-베이스 시스템들에서 암모니아 슬립의 문제에 대처하면서, 동시에 CO2 흡수를 위해 만족스러운 온도를 유지하는 것이다.
본 발명에서, 상기 반응을 위한 활성화 에너지에 대한 온도의 효과를 통해 반응 속도를 증가시키기 위해, 더 높은 흡수 온도가 (예를 들면 대략 20 - 30℃) 제안된다. 성취되는 상기 이익을 위해, 다음에 오는 추가적인 수단의 적어도 하나를 포함하는 것이 필요하다:
1. 압력 하에서 상기 연소 배기 가스로부터 CO2의 흡수; 및/또는
2. 예를 들면 냉각수 세척에 의한, 상기 흡수기에서 나가는 상기 가스의 냉각.
압력 하에서 흡수는, 상기 기체 상에서 암모니아의 분압을 감소(예를 들면 암모니아 "슬립")시킬 뿐만 아니라 또한 헨리의 법칙(Henry's Law)에 따라 용액에서 CO2(수용성)의 양을 증가시킨다. 이는 중탄산의 형성의 속도에 유익한 영향을 끼친다.
냉각수 세척은 빙점까지의 어떤 원하는 온도에서 사용될 수 있다. 상기 접근 방식은, WO 2006/022885호에서와 같이, 상기 흡수기의 전체 용액의 냉각과 비교하여 유익한데, 이는 더 작은 양의 가스 때문에 더 적은 냉각이 요구되기 때문이며, 더 낮은 흡수기 온도에서, 반응열을 제거하는 것에 대한 필요가 회피되기 때문이다.
따라서 본 발명은, 제1 양상에서, 연소 배기 가스들의 흐름으로부터 이산화탄소를 회수하는 방법을 제공하는 것으로, 이는:
상기 흐름으로부터 CO2의 흡수를 초래하기 위해 1O℃ 이상의 온도에서, 암모늄, 탄산 및 중탄산 이온들을 함유하는, 수용성 용매 시스템과 대기압 이상의 가스 압력에 있는 상기 흐름을 접촉시키는 단계, 및
CO2 및/또는 중탄산-고농도 용매 흐름을 형성하기 위해 CO2-저농도 연소 배기 가스들의 흐름으로부터 (탄산, 중탄산 및 CO2(수용성)로서) 상기 흡수된 CO2를 함유하는 상기 용매를 분리시키는 단계를 포함한다.
상기 연소 배기 가스들의 흐름은, 상기 용매 시스템에 접촉될 때, 바람직하게는 100 - 3000 kPa, (1내지 30 bar), 범위의, 가장 바람직하게는 500 -1500 kPa (5내지 15 bar) 범위의, 가스 압력에 있다. 이를 달성하기 위해, 상기 연소 배기 가스들의 흐름은 바람직하게는 상기 접촉 전에 원하는 압력까지 압축된다.
상기 CO2의 흡수는 전형적으로 위의 반응식들 (1) 내지 (4)에 따라 될 수 있다.
제2 양상에서, 본 발명은 연소 배기 가스들의 흐름으로부터 이산화탄소를 회수하는 방법을 제시하며, 이는 상기 제1 양상에 따른 상기 단계들을 포함할 뿐만 아니라, 다음에 오는 추가적인 단계를 포함한다:
이로부터 나온 암모니아를 용해시키는 물과 접촉에 의해 상기 CO2-저농도 연소 배기 가스들을 냉각시키며, 상기 용해된 암모니아를 상기 용매 시스템으로 리사이클링시키는 단계.
전형적으로 어느 한 쪽의 양상에서, 상기 방법은 상기 CO2를 탈착시키기 위해 상기 용매 흐름에 열을 가함으로써 상기 CO2-고농도 용매 시스템으로부터 CO2를 탈착시키는 다른 단계들을 포함한다. 이제 상기 CO2-저농도 용매 흐름은 편리하게 상기 용매 시스템으로 리사이클링될 수 있다. 전형적으로, 상기 CO2-고농도 용매 흐름으로부터 탈착된 CO2는 저장을 위해 압축되고, 냉각되며 액화된다.
본 발명은, 그 제2 양상에서, 연소 배기 가스들의 흐름으로부터 이산화탄소를 회수하는 방법을 또한 제공하며, 이는:
상기 흐름으로부터 CO2의 흡수를 초래하기 위해 1O℃ 이상의 온도에서, 암모늄, 탄산 및 중탄산 이온들을 함유하는, 수용성 용매 시스템과 상기 흐름을 접촉시키는 단계;
CO2 및/또는 중탄산-고농도 용매 흐름을 형성하기 위해 CO2-저농도 연소 배기 가스들의 흐름으로부터 (탄산, 중탄산 및 CO2(수용성)로서) 상기 흡수된 CO2를 함유하는 상기 용매를 분리시키는 단계; 및
이로부터 나온 암모니아를 용해시키는 물과 접촉에 의해 상기 CO2-저농도연소 배기 가스들을 냉각시키며, 상기 용해된 암모니아를 상기 용매 시스템으로 리사이클링시키는 단계를 포함한다.
상기 제2 양상에서, 본 발명은 연소 배기 가스들의 흐름으로부터 이산화탄소를 회수하기 위한 장치를 더 제공하며, 이는:
상기 흐름으로부터 CO2의 흡수를 초래하기 위해 1O℃ 이상의 온도에 있으며 용해된 암모니아를 함유하는 수용성 용매 시스템과 상기 흐름을 접촉시키고, CO2 및/또는 중탄산-고농도 용매 흐름을 형성하기 위해 CO2-저농도 연소 배기 가스들의 흐름으로부터 상기 흡수된 CO2를 함유하는 상기 용매를 분리시키기 위한 흡수기 스테이지(absorber stage); 및
이로부터 나온 암모니아를 용해시키는 물과 접촉에 의해 상기 CO2-저농도 연소 배기 가스들을 냉각시키며 상기 용해된 암모니아를 상기 용매 시스템으로 리사이클링시키기 위한 수단을 포함한다.
상기 제1 또는 제2 양상 중 어느 한 쪽에 대하여:
유리하게도, 상기 연소 배기 가스들의 흐름을 상기 수용성 용매 시스템과 접촉시키는 단계와 상기 CO2-저농도 연소 배기 가스들을 냉각시키는 단계가 상기 가스 압력이 대기압 이상인 일반 용기에서, 예를 들면 타워 용기에서, 수행된다. 상기 압력은 바람직하게는 100 내지 3000 kPa(1 내지 30 bar)의 범위이며, 가장 바람직하게는 500 - 1500 kPa(5 내지 15 bar)의 범위이다.
유리하게도, 상기 냉각 단계 후에, 대기압 이상의 압력에 있는 상기 냉각된 CO2-저농도 연소 배가 가스들은 상기 수용성 용매 시스템으로 리사이클링된 잔류 암모니아의 추가적인 응축을 유발하는 보다 낮은 압력까지, 예를 들어 대체로 대기압까지, 팽창됨으로써 더 냉각된다.
유리하게도, 상기 CO2의 흡수는 용액의 중탄산에 대한 CO2의 흡수 속도를 증진시키기 위해 선택된 효소들의 존재에 의해 촉매 작용을 받는다. 적당한 상기 효소는 탄산 무수화 효소(carbonic anhydrase)이다.
용액의 중탄산에 대한 CO2 변환의 속도를 증진시키기 위해 효소들을 사용하는 것에 대한 대안은, 비산염(AsO4 3-) 또는 인산염(PO4 3-)과 같은, 무기 루이스 염기들(Lewis bases)의 사용이다. 상기 효소 또는 루이스 염기(촉진제들)는 상기 액체 용매에서 저농도로 순환되거나 상기 용매 용액 및 가스들을 함유하는 CO2가 그 위로 흐르는 고체 구조들에 지지될 수 있다. 후자의 경우에, 상기 지지 재료의 표면은 화학적으로 개질되며, 그 결과로 상기 효소들 또는 루이스 염기가 견고하게 부착되며, CO2의 기체-액체 전달을 극대화하도록 구성된다.
상기 고체 지지 옵션과 함께, 상기 효소 또는 루이스 염기의 타입 및 구성, 및 그의 지지는 가스를 함유하는 상기 CO2의 조성, 상기 용매의 국소 첨가, 및 국소 온도 및 압력 조건들의 변동들을 수용하기 위해 변경될 수 있다.
본 발명은 본 발명의 양쪽 모두의 양상들의 바람직한 실시예에 따른 연소 후 포집 플랜트의 첨부된 도면을 참조하여, 단지 예를 통해, 이제 더 설명될 것이다.
CO2-저농도 용매 용액은 펌핑되어 타워 용기(15)의 하부에 있는 충전 칼럼(14)의 형태인 흡수기 스테이지의 상단(13)에서 분무된다. 상기 용액은 상기 칼럼(14)의 충전 재료(25)를 통해 둘레 및 하부로 흐르며, 동시에 연소 배기 가스들(11)의 흐름을 함유하는 상기 CO2는 압축 플랜트(8)에 의해 압축되며, 그 이후에 15에서 (예를 들어, 약 40℃로) 냉각되며, 그런 다음에 16에서 상기 흡수기의 하부로 도입된다. 상기 압축 및 냉각된 연소 배기 가스들은 상기 충전 재료를 통해 올라가며 그에 의해 상기 충전 재료의 아래로 흐르는 상기 용매 용액을 포함하는 상기 용매 시스템과 접촉된다. CO2는 상기 용매 용액에 전달되며, 공정은 바람직하게는 적당히 첨가된 효소들 또는 루이스 염기와 상호 작용에 의해 향상된다.
상기 압축 플랜트(8)는 30bar까지 상대적으로 높은 가스의 체적들을 압축하기에 적당한 가스 터빈 압축기를 포함할 수 있다. 이 경우에, 상기 칼럼(14)에서 약 10 bar의 가스 압력이 만족스러운 결과들을 성취할 것이라 생각된다.
암모니아/암모늄 이온들과 같은 염기의 존재는 HCO3 -/CO3 2- 이온들로서 용해된 CO2를 유지하기 위해 염기의 흡수기 용액의 pH를 유지시킨다. 암모니아는 또한 카바메이트들(carbamates)을 형성하기 위해 직접적으로 용해된 CO2와 반응할 수 있다. 충분히 높은 농도들에서, 상기 중탄산/탄산 이온들은 또한, 슬러리를 유발하는, 암모늄 염들로서 용액으로부터 침전될 수 있으며, 이는 더 많은 CO2가 상기 첨가된 용매 시스템에 의해 전달되는 것을 허용한다.
상기 흡수기의 칼럼(14)의 상부(17)에서, 상기 CO2-저농도 가스들은 상기 공정을 떠나며, 반면에 (카바메이트, 탄산 및 중탄산을 함유한) CO2-고농도 용액(25)은 추가 처리를 위해 20에서 상기 하부로부터 추출된다. 암모니아 슬립은 배기통(27)에 통과되기 전에 상기 출구 가스(exit gas)가 상기 타워 용기(15)의 상부에 있는 오버헤드 스프레이들(50)로부터 냉각수 세척을 받게 함으로써 개선된다. 적당한 충전 재료의 다른 작은 칼럼(26)이 접촉과 그에 따른 상기 냉각 공정을 촉진시킨다. 상기 냉각수, 예를 들면 0 - 10℃의 냉각수는, 상기 CO2-저농도 연소 배기 가스들로부터 암모니아를 용해시키며, 냉각 장치(31)를 거쳐 펌프(29)에 의한 재순환을 위해 트레이 시스템(28)에 수집된다. 상기 재순환하는 암모니아-첨가된 세척수(23)의 일부는 배관(23a)를 통해 19에서 상기 흡수기 스테이지에 있는 상기 용매 시스템으로 리사이클링된다.
21a에서 상기 타워 용기(15)를 나가는 상기 냉각된 CO2-저농도 가스들(21)은, 상기 용기의 내에서 가스 압력 상태에 있다(앞서 기재된 바와 같이, 적당하게는 약 10 bar). 바람직하게는, 상기 가스들은, 제어된 방식으로, 챔버(45)에서 팽창되며 그에 의해 상기 가스들의 더 많은 냉각이 달성되며 더 많은 잔류 암모니아가 상기 가스들로부터 농축되며 상기 용매 용액으로 리사이클링된다.
상기 고농도 중탄산 용매 용액은 저장 또는 다른 화학적인 적용들을 위해 상기 CO2를 방출하기 위해서, 스트리퍼 또는 흡수제 재생 스테이지에서, 이 경우에 충전 칼럼(30)에서, 가열되기 위해 라인(25)을 거쳐 전달되며, 상기 회수된 CO2-저농도 용매 용액(34)은 리보일러(reboiler)(33)와 배관(32)를 거쳐 상기 흡수기의 칼럼(14)의 상기 상단(13)으로 재순환된다: 이는 라인(25)의 상기 CO2-고농도 용매 용액 흐름과 36에서 열 교환에 의해 그리고 제2 냉각기(37)에 의해 필요에 따라 도중에 냉각된다. 상기 공정은 또한 만약 요구된다면 탄산/중탄산 암모늄과 같은 탄산 및 중탄산 염들의 이용을 허용한다. 상기 회수된 CO2 흐름(38)은 전형적으로 저장을 위해 압축되고, 냉각되며 액화됨으로써 40에서 처리된다.
상기 스트리퍼/재생 스테이지는 바람직하게는 또한 대기압 이상의 가스 압력에서, 예를 들어, 대략 10bar의, 상기 흡수기 스테이지에서 유지되는 압력과 유사한 압력에서 작동된다.
상기 칼럼들(14, 30)은 하나 이상의 흡수기 또는 스트리퍼를 각각 포함할 수 있다는 것이 당연히 이해될 것이다. 게다가, 개개의 칼럼(14, 26, 30)의 내부에, 다중의 스테이지들이 있을 수 있다.
Claims (30)
- 연소 배기 가스들의 흐름으로부터 이산화탄소를 회수하는 방법에 있어서,
상기 흐름으로부터 CO2의 흡수를 초래하기 위해 1O℃ 이상의 온도에서, 암모늄, 탄산 및 중탄산 이온들을 함유하는, 수용성 용매 시스템과 대기압 이상의 가스 압력에 있는 상기 흐름을 접촉시키는 단계, 및
CO2 및/또는 중탄산-고농도 용매 흐름을 형성하기 위해 CO2-저농도 연소 배기 가스들(CO2-leaner flue gases)의 흐름으로부터 (탄산, 중탄산 및 CO2(수용성)로서) 상기 흡수된 CO2를 함유하는 상기 용매를 분리시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연소 배기 가스들의 흐름으로부터 이산화탄소를 회수하는 방법. - 제1항에 있어서,
상기 가스 압력은, 상기 용매 시스템과 접촉될 때, 100 - 3000 kPa의 범위인 것을 특징으로 하는 연소 배기 가스들의 흐름으로부터 이산화탄소를 회수하는 방법. - 제1항에 있어서,
상기 가스 압력은, 상기 용매 시스템과 접촉될 때, 500 - 1500 kPa의 범위인 것을 특징으로 하는 연소 배기 가스들의 흐름으로부터 이산화탄소를 회수하는 방법. - 제1항, 제2항 또는 제3항에 있어서,
대기압 이상의 상기 가스 압력까지, 상기 접촉시키는 단계에 앞서 상기 연소 배기 가스들의 흐름을 압축시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연소 배기 가스들의 흐름으로부터 이산화탄소를 회수하는 방법. - 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서,
이로부터 나온 암모니아를 용해시키는 물과 접촉에 의해 상기 CO2-저농도 연소 배기 가스들을 냉각시키며, 상기 용해된 암모니아를 상기 용매 시스템으로 리사이클링시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연소 배기 가스들의 흐름으로부터 이산화탄소를 회수하는 방법. - 제5항에 있어서,
상기 연소 배기 가스들의 흐름을 상기 수용성 용매 시스템과 접촉시키는 단계와 상기 CO2-저농도 연소 배기 가스들을 냉각시키는 단계는 일반 용기에서 수행되는 것을 특징으로 하는 연소 배기 가스들의 흐름으로부터 이산화탄소를 회수하는 방법. - 제5항 또는 제6항에 있어서,
상기 냉각시키는 단계의 후에, 대기압 이상의 압력에 있는 상기 냉각된 CO2-저농도 연소 배기 가스들은 상기 수용성 용매 시스템으로 리사이클링되는 잔류 암모니아의 추가적인 응축을 유발하는 더 낮은 압력으로, 예를 들어 대체로 대기압으로, 팽창됨으로써 더 냉각되는 것을 특징으로 하는 연소 배기 가스들의 흐름으로부터 이산화탄소를 회수하는 방법. - 제1항 내지 제7항 중의 어느 한 항에 있어서,
상기 접촉시키는 단계는 20℃보다 높은 온도에서 효과가 있게 되는 것을 특징으로 하는 연소 배기 가스들의 흐름으로부터 이산화탄소를 회수하는 방법. - 제1항 내지 제7항 중의 어느 한 항에 있어서,
상기 접촉시키는 단계는 20 - 50℃의 범위의 온도에서 효과가 있게 되는 것을 특징으로 하는 연소 배기 가스들의 흐름으로부터 이산화탄소를 회수하는 방법. - 제1항 내지 제9항 중의 어느 한 항에 있어서,
상기 CO2를 탈착시켜, 그에 의해 CO2-저농도 용매 흐름을 형성시키기 위해 상기 용매 흐름에 열을 가함으로써 상기 CO2 및/또는 중탄산-고농도 용매 흐름으로부터 CO2를 탈착시키며, 상기 CO2-저농도 용매 흐름을 상기 용매 시스템으로 리사이클링시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연소 배기 가스들의 흐름으로부터 이산화탄소를 회수하는 방법. - 제10항에 있어서,
상기 CO2 및/또는 중탄산-고농도 용매 흐름으로부터 탈착된 상기 CO2는 저장을 위해 압축되고, 냉각되며 액화되는 것을 특징으로 하는 연소 배기 가스들의 흐름으로부터 이산화탄소를 회수하는 방법. - 제1항 내지 제11항 중의 어느 한 항에 있어서,
상기 용매 흐름과 접촉되기 전에 상기 연소 배기 가스들의 흐름을 냉각시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연소 배기 가스들의 흐름으로부터 이산화탄소를 회수하는 방법. - 제1항 내지 제12항 중의 어느 한 항에 있어서,
상기 CO2의 흡수는 용액의 중탄산에 대한 CO2의 흡수 속도를 증진시키기 위해 선택된 효소들의 존재에 의해 촉매 작용을 받는 것을 특징으로 하는 연소 배기 가스들의 흐름으로부터 이산화탄소를 회수하는 방법. - 제1항 내지 제12항 중의 어느 한 항에 있어서,
상기 CO2의 흡수는 무기 루이스 염기들의 첨가에 의해 증진되는 것을 특징으로 하는 연소 배기 가스들의 흐름으로부터 이산화탄소를 회수하는 방법. - 연소 배기 가스들의 흐름으로부터 이산화탄소를 회수하는 방법에 있어서,
연소 배기 가스들의 흐름으로부터 이산화탄소를 회수하는 방법에 있어서,
상기 흐름으로부터 CO2의 흡수를 초래하기 위해 10℃ 이상의 온도에서, 암모늄, 탄산 및 중탄산 이온들을 함유하는, 수용성 용매 시스템과 상기 흐름을 접촉시키는 단계;
CO2 및/또는 중탄산-고농도 용매 흐름을 형성하기 위해 CO2-저농도 연소 배기 가스들의 흐름으로부터 (탄산, 중탄산 및 CO2(수용성)로서) 상기 흡수된 CO2를 함유하는 상기 용매를 분리시키는 단계; 및
이로부터 나온 암모니아를 용해시키는 물과 접촉에 의해 상기 CO2-저농도 연소 배기 가스들을 냉각시키며, 상기 용해된 암모니아를 상기 용매 시스템으로 리사이클링시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연소 배기 가스들의 흐름으로부터 이산화탄소를 회수하는 방법. - 제15항에 있어서,
상기 연소 배기 가스들의 흐름을 상기 수용성 용매 시스템과 접촉시키는 단계와 상기 CO2-저농도 연소 배기 가스들을 냉각시키는 단계는 일반 용기에서 수행되는 것을 특징으로 하는 연소 배기 가스들의 흐름으로부터 이산화탄소를 회수하는 방법. - 제15항 또는 제16항에 있어서,
상기 냉각시키는 단계의 후에, 대기압 이상의 압력에 있는 상기 냉각된 CO2-저농도 연소 배기 가스들은 상기 수용성 용매 시스템으로 리사이클링되는 잔류 암모니아의 추가적인 응축을 유발하는 더 낮은 압력으로, 예를 들어 대체로 대기압으로, 팽창됨으로써 더 냉각되는 것을 특징으로 하는 연소 배기 가스들의 흐름으로부터 이산화탄소를 회수하는 방법. - 제15항, 제16항 또는 제17항에 있어서,
상기 접촉시키는 단계는 20℃보다 높은 온도에서 효과가 있게 되는 것을 특징으로 하는 연소 배기 가스들의 흐름으로부터 이산화탄소를 회수하는 방법. - 제15항, 제16항 또는 제17항에 있어서,
상기 접촉시키는 단계는 20 - 50℃의 범위의 온도에서 효과가 있게 되는 것을 특징으로 하는 연소 배기 가스들의 흐름으로부터 이산화탄소를 회수하는 방법. - 제15항 내지 제19항 중의 어느 한 항에 있어서,
상기 CO2를 탈착시켜, 그에 의해 CO2-저농도 용매 흐름을 형성시키기 위해 상기 용매 흐름에 열을 가함으로써 상기 CO2 및/또는 중탄산-고농도 용매 흐름으로부터 CO2를 탈착시키며, 상기 CO2-저농도 용매 흐름을 상기 용매 시스템으로 리사이클링시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연소 배기 가스들의 흐름으로부터 이산화탄소를 회수하는 방법. - 제20항에 있어서,
상기 CO2 및/또는 중탄산-고농도 용매 흐름으로부터 탈착된 상기 CO2는 저장을 위해 압축되고, 냉각되며 액화되는 것을 특징으로 하는 연소 배기 가스들의 흐름으로부터 이산화탄소를 회수하는 방법. - 제15항 내지 제21항 중의 어느 한 항에 있어서,
상기 용매 흐름과 접촉되기 전에 상기 연소 배기 가스들의 흐름을 냉각시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연소 배기 가스들의 흐름으로부터 이산화탄소를 회수하는 방법. - 제15항 내지 제22항 중의 어느 한 항에 있어서,
상기 CO2의 흡수는 용액의 중탄산에 대한 CO2의 흡수 속도를 증진시키기 위해 선택된 효소들의 존재에 의해 촉매 작용을 받는 것을 특징으로 하는 연소 배기 가스들의 흐름으로부터 이산화탄소를 회수하는 방법. - 제15항 내지 제22항 중의 어느 한 항에 있어서,
상기 CO2의 흡수는 무기 루이스 염기들의 첨가에 의해 증진되는 것을 특징으로 하는 연소 배기 가스들의 흐름으로부터 이산화탄소를 회수하는 방법. - 연소 배기 가스들의 흐름으로부터 이산화탄소를 회수하기 위한 장치에 있어서,
상기 흐름으로부터 CO2의 흡수를 초래하기 위해 1O℃ 이상의 온도에 있으며 용해된 암모니아를 함유하는 수용성 용매 시스템과 상기 흐름을 접촉시키고, CO2 및/또는 중탄산-고농도 용매 흐름을 형성하기 위해 CO2-저농도 연소 배기 가스들의 흐름으로부터 상기 흡수된 CO2를 함유하는 상기 용매를 분리시키기 위한 흡수기 스테이지; 및
이로부터 나온 암모니아를 용해시키는 물과 접촉에 의해 상기 CO2-저농도 연소 배기 가스들을 냉각시키며 상기 용해된 암모니아를 상기 용매 시스템으로 리사이클링시키기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 연소 배기 가스들의 흐름으로부터 이산화탄소를 회수하기 위한 장치. - 제25항에 있어서,
상기 연소 배기 가스들의 흐름을 대기압보다 큰 압력으로 압축하기 위해 배치되며, 상기 수용성 용매 시스템과 상기 접촉을 위해 상기 가압된 가스들을 이에 전달하기 위해서 상기 흡수기 스테이지에 연결되며, 그에 의해 접촉을 위한 작동 중에 대기압 이상의 압력에서 효과가 있게 되는 압축기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연소 배기 가스들의 흐름으로부터 이산화탄소를 회수하기 위한 장치. - 제26항에 있어서,
상기 흡수기 스테이지 및 상기 냉각 수단은 일반 용기에 의해 제공되는 것을 특징으로 하는 연소 배기 가스들의 흐름으로부터 이산화탄소를 회수하기 위한 장치. - 제26항 또는 제27항에 있어서,
상기 냉각 수단으로부터 상기 냉각된 CO2-저농도 가스들을 받아들이며 상기 가스들을 상기 수용성 용매 시스템으로 리사이클링되는 잔류 암모니아의 추가적인 응축을 유발하는 더 낮은 압력으로 팽창시키기 위해 설치되는 가스 팽창 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연소 배기 가스들의 흐름으로부터 이산화탄소를 회수하기 위한 장치. - 제25항 내지 제28항 중의 어느 한 항에 있어서,
상기 흡수기 스테이지로부터 CO2 및/또는 중탄산-고농도 용매 흐름을 받아들이며 상기 흐름으로부터 CO2를 탈착시키고 그에 의해 CO2-저농도 용매 흐름을 형성하기 위해 열을 가하기 위해서 연결되는 스트리퍼 스테이지를 더 포함하며, 상기 스트리퍼 스테이지는 상기 CO2-저농도 용매 흐름을 상기 용매 시스템으로 리사이클링시키기 위해 더 연결되는 것을 특징으로 하는 연소 배기 가스들의 흐름으로부터 이산화탄소를 회수하기 위한 장치. - 제25항 내지 제29항 중의 어느 한 항에 있어서,
상기 용매 시스템과 접촉되기 전에 상기 연소 배기 가스들의 흐름을 냉각시키기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연소 배기 가스들의 흐름으로부터 이산화탄소를 회수하기 위한 장치.
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