KR20110074165A - System for capturing carbon dioxide from exhaust gas - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A system for collecting carbon dioxide from exhaust gas is provided to prevent carbon dioxide from becoming discharged to the air since carbon dioxide in exhaust gas discharged from the engine of a ship is collected and stored. CONSTITUTION: A system for collecting carbon dioxide from exhaust gas comprises storage tanks(111, 112, 113, 114, 115, 116), a first heat exchanger(151), a second heat exchanger(155) and a compressor(154). The storage tank stores LNG. The first heat exchanger and the second heat exchanger vaporize LNG provided from the storage tank. The compressor is installed between the first heat exchanger and the second heat exchanger.

Description

배기가스 중 이산화탄소 포집시스템{SYSTEM FOR CAPTURING CARBON DIOXIDE FROM EXHAUST GAS}CO2 capture system in exhaust gas {SYSTEM FOR CAPTURING CARBON DIOXIDE FROM EXHAUST GAS}

본 발명은 배기가스 중 이산화탄소 포집시스템에 관한 것으로, 액화천연가스를 연료로 사용하는 선박의 배기가스에 포함된 이산화탄소 포집시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a carbon dioxide capture system in the exhaust gas, and to a carbon dioxide capture system included in the exhaust gas of a vessel using liquefied natural gas as fuel.

대기중 이산화탄소 농도의 증가에 대한 관심이 증가되면서, 국가별로 이산화탄소를 배출할 수 있는 양을 제한하고 있다. 최근에는 선박에서 배출되는 이산화탄소에 대한 관심이 증가되고 있으며, 선박에서 배출되는 이산화탄소의 양을 규제하려는 움직임이 심화되고 있다.As interest in increasing atmospheric carbon dioxide concentrations increases, countries are limiting the amount of carbon dioxide they can emit. In recent years, interest in carbon dioxide emitted from ships has increased, and the movement to regulate the amount of carbon dioxide emitted from ships has intensified.

이에 대한 일환으로 대기오염물질을 적게 발생시키는 액화천연가스를 연료로 사용하는 선박이 등장하기 시작하였는데, 액화천연가스를 연료로 사용하였을 때 배출되는 이산화탄소의 감소량은 20% 정도에 불과한 실정이다.As part of this, ships using liquefied natural gas as fuel, which generates less air pollutants, have started to appear, and the amount of carbon dioxide emitted when liquefied natural gas is used as fuel is only about 20%.

특히 선박의 경우에는 이산화탄소의 배출량에 대한 규제가 강화되는 경우, 선박을 사용할 수 없게 되어 막대한 손실이 발생될 우려가 있다.In particular, in the case of ships, when regulations on carbon dioxide emission are tightened, ships cannot be used, which may cause enormous losses.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명에 따르면 액화천연가스를 연료로 사용하는 선박의 배기가스로부터 이산화탄소를 포집할 수 있다.The present invention has been made to solve the problems described above, according to the present invention can collect carbon dioxide from the exhaust gas of the vessel using liquefied natural gas as fuel.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 액화천연가스를 기화하여 연료로 사용하는 엔진이 구비된 선박의 배기가스 중 이산화탄소 포집시스템으로서, 액화천연가스를 저장하는 복수의 저장탱크와, 저장탱크로부터 공급되는 액화천연가스를 기화시키는 제1 열교환기 및 제2 열교환기와, 제1 열교환기 및 제2 열교환기 사이에 설치된 압축기를 포함하고, 기화된 액화천연가스가 엔진에서 연소되며 발생하는 배기가스는 제1 열교환기로 유입되어 제2 열교환기를 거친 액화천연가스와 열교환 되고, 제1 열교환기를 거친 배기가스는 압축기를 통과한 후 제2 열교환기로 유입되어 제2 열교환기로 공급되는 액화천연가스와 열교환 되는 배기가스 중 이산화탄소 포집시스템이 제공된다.In order to achieve the above object, according to an aspect of the present invention, a carbon dioxide collection system of the exhaust gas of the ship equipped with an engine for vaporizing the liquefied natural gas as a fuel, a plurality of storage for storing the liquefied natural gas A tank, a first heat exchanger and a second heat exchanger for vaporizing the liquefied natural gas supplied from the storage tank, and a compressor installed between the first heat exchanger and the second heat exchanger, wherein the vaporized liquefied natural gas is burned in the engine. The generated exhaust gas is introduced into the first heat exchanger to exchange heat with the liquefied natural gas passing through the second heat exchanger, and the exhaust gas passing through the first heat exchanger passes through the compressor to the second heat exchanger and is supplied to the second heat exchanger. A carbon dioxide capture system is provided in the exhaust gas which is heat exchanged with natural gas.

배기가스 중 이산화탄소 포집시스템은, 제1 열교환기에 연결된 응축수 배출라인을 더 포함하여, 배기가스에 포함된 수분이 제1 열교환기 내에서 응결되어 생성되는 응축수는 응축수 배출라인을 통하여 배출되도록 할 수 있다. 그리고, 제2 열교환기에 연결된 액화이산화탄소 포집라인을 더 포함하여, 배기가스에 포함된 이산화탄소가 제2 열교환기 내에서 액화되어 생성되는 액화이산화탄소는 액화이산화탄소 포집라인을 통하여 배출되도록 할 수 있다.The carbon dioxide collection system of the exhaust gas may further include a condensate discharge line connected to the first heat exchanger, such that condensate generated by condensation of moisture contained in the exhaust gas in the first heat exchanger may be discharged through the condensate discharge line. . Further, the method may further include a liquefied carbon dioxide collection line connected to the second heat exchanger, so that the liquefied carbon dioxide generated by liquefying carbon dioxide included in the exhaust gas in the second heat exchanger may be discharged through the liquefied carbon dioxide collection line.

또는, 배기가스 중 이산화탄소 포집시스템은, 제1 열교환기 및 압축기 사이에 설치된 제1 기액분리기와, 제1 기액분리에 연결된 응축수 배출라인을 더 포함하여, 배기가스에 포함된 수분이 제1 열교환기 내에서 응결되어 생성되는 응축수는 응축수 배출라인을 통하여 배출되도록 할 수 있다. 그리고, 제2 열교환기를 거친 배기가스가 유입되는 제2 기액분리기와, 제2 기액분리기에 연결된 액화이산화탄소 포집라인을 더 포함하여, 배기가스에 포함된 이산화탄소가 제2 열교환기 내에서 액화되어 생성되는 액화이산화탄소는 액화이산화탄소 포집라인을 통하여 배출되도록 할 수 있다.Alternatively, the carbon dioxide collection system in the exhaust gas further includes a first gas-liquid separator installed between the first heat exchanger and the compressor, and a condensate discharge line connected to the first gas-liquid separation, so that the moisture contained in the exhaust gas is supplied to the first heat exchanger. The condensate produced by condensation in the discharge may be discharged through the condensate discharge line. And a second gas-liquid separator into which the exhaust gas passing through the second heat exchanger is introduced, and a liquefied carbon dioxide collection line connected to the second gas-liquid separator, wherein carbon dioxide contained in the exhaust gas is liquefied in the second heat exchanger. Liquefied carbon dioxide can be discharged through the liquefied carbon dioxide collection line.

여기서, 배기가스 중 이산화탄소 포집시스템은 액화이산화탄소 포집라인에 연결된 액화이산화탄소 저장탱크를 더 포함할 수 있다.Here, the carbon dioxide capture system in the exhaust gas may further include a liquefied carbon dioxide storage tank connected to the liquefied carbon dioxide collection line.

또는, 액화이산화탄소 포집라인은 복수의 저장탱크에 연결되고, 복수의 저장탱크는 액화천연가스를 제1 열교환기 및 제2 열교환기에 순차적으로 공급하며, 복수의 저장탱크 중 액화천연가스가 모두 배출된 것에 액화된 이산화탄소가 저장되도록 할 수 있다. 여기서, 엔진의 가동 초기에 포집되는 액화이산화탄소가 저장되는 저장탱크를 더 포함할 수 있다.Alternatively, the liquefied carbon dioxide collection line is connected to a plurality of storage tanks, and the plurality of storage tanks sequentially supply liquefied natural gas to the first heat exchanger and the second heat exchanger, and the liquefied natural gas is discharged from the plurality of storage tanks. The liquefied carbon dioxide can be stored in it. Here, the method may further include a storage tank in which liquefied carbon dioxide collected at an initial operation of the engine is stored.

그리고, 엔진 및 제1 열교환기 사이에 설치된 제3 열교환기를 더 포함하고, 제2 열교환기를 거친 배기가스와 엔진에서 발생하는 고온의 배기가스가 제3 열교환기에 의해 열교환 되도록 할 수 있다.The apparatus may further include a third heat exchanger installed between the engine and the first heat exchanger, and the exhaust gas passing through the second heat exchanger and the high temperature exhaust gas generated in the engine may be heat-exchanged by the third heat exchanger.

또한, 복수의 저장탱크 및 제2 열교환기 사이에 설치된 연료공급라인과, 연료공급라인을 감싸는 산소차단수단을 더 포함하고, 제2 열교환기를 거친 배기가스 는 산소차단수단으로 유입되도록 할 수 있다.In addition, the fuel supply line installed between the plurality of storage tanks and the second heat exchanger, and further comprising an oxygen blocking means surrounding the fuel supply line, exhaust gas passing through the second heat exchanger may be introduced into the oxygen blocking means.

본 발명의 실시예에 따르면, 선박의 엔진에서 배출되는 배기가스에 포함된 이산화탄소를 포집하여 저장함으로써 이산화탄소가 대기중으로 배출되지 않게 할 수 있고, 액화천연가스의 기화에 배기가스의 열을 활용함으로써 에너지 사용효율이 높아지며, 배기가스로부터 분리된 질소가스를 가스의 누출에 의한 화재 및 폭발을 방지하는 용도로 활용할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, by capturing and storing carbon dioxide contained in the exhaust gas discharged from the engine of the ship, it is possible to prevent carbon dioxide from being released into the atmosphere, and energy by utilizing the heat of the exhaust gas for vaporization of liquefied natural gas The use efficiency is increased, and the nitrogen gas separated from the exhaust gas can be used for preventing fire and explosion caused by gas leakage.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.As the invention allows for various changes and numerous embodiments, particular embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the written description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, it should be understood to include all transformations, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In the following description of the present invention, if it is determined that the detailed description of the related known technology may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 중 이산화탄소 포집시스템이 제공된다.Figure 1 is provided with a carbon dioxide capture system in the exhaust gas according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 중 이산화탄소 포집 시스템(100)은, 복수의 저장탱크(111, 112, 113, 114, 115, 116), 제1 열교환기(151), 압축기(154) 및 제2 열교환기(155)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a carbon dioxide collection system 100 of exhaust gas according to an embodiment of the present invention includes a plurality of storage tanks 111, 112, 113, 114, 115, and 116 and a first heat exchanger 151. , A compressor 154 and a second heat exchanger 155.

제1 내지 제6 저장탱크(111 내지 116)에는 도시되지 않은 선박에 구비된 엔진(160)에서 연료로 사용될 액화천연가스가 저장된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 중 이산화탄소 포집시스템(100)에는 6개의 저장탱크(111 내지 116)가 구비되나, 저장탱크의 수는 필요에 따라 가감될 수 있다. 도시되지는 않았으나, 액화천연가스가 저장되는 저장탱크의 용량이 충분히 큰 경우에는 하나의 저장탱크만을 구비할 수도 있다.In the first to sixth storage tanks 111 to 116 are stored liquefied natural gas to be used as fuel in the engine 160 provided in the ship not shown. Carbon dioxide collection system 100 of the exhaust gas according to an embodiment of the present invention is provided with six storage tanks (111 to 116), the number of storage tanks can be added or subtracted as needed. Although not shown, only one storage tank may be provided when the capacity of the storage tank in which the liquefied natural gas is stored is large enough.

제1 내지 제6 저장탱크(111 내지 116)에는 연료공급라인(140) 및 액화이산화탄소 포집라인(156)이 각각 연결된다. 제1 내지 제6 저장탱크(111 내지 116) 및 연료공급라인(140) 사이에는 제1 내지 제6 공급밸브(131 내지 136)가 각각 설치된다, 그리고, 제1 내지 제6 저장탱크(111 내지 116)와 액화이산화탄소 포집라인(156) 사이에는 제1 내지 제6 포집밸브(121 내지 126)가 설치된다.The fuel supply line 140 and the liquefied carbon dioxide collection line 156 are connected to the first to sixth storage tanks 111 to 116, respectively. First to sixth supply valves 131 to 136 are installed between the first to sixth storage tanks 111 to 116 and the fuel supply line 140, and the first to sixth storage tanks 111 to 136, respectively. The first to sixth collection valves 121 to 126 are installed between the 116 and the liquefied carbon dioxide collection line 156.

여기서, '사이에 설치된다'는 것은 순차적인 연결관계를 의미하는 것으로, 상술한 액화천연가스 및 후술할 배기가스 등이 이동되는 경로상에 배치되는 것을 의미하고, 실제적인 배치관계 측면에서 '사이에 설치되는 것'을 의미하는 것이 아님을 밝힌다. 이는 본 명세서 전반에 적용된다.Here, "installed between" means a sequential connection relationship, which means that the liquefied natural gas and the exhaust gas to be described later are disposed on the path to move, and in terms of the actual arrangement relationship It does not mean that it is installed in '. This applies throughout this specification.

연료공급라인(140)은 제2 열교환기(155) 및 제1 열교환기(151)를 순차적으로 거쳐 엔진(160)으로 공급된다. 여기서, 엔진(160)은 액화천연가스만을 연료로 사용하는 것 또는 이중연료엔진, 즉 유류와 같은 액체연료 및 기화된 액화천연가스를 모두 연료로 사용할 수 있는 것 등이 사용될 수 있다.The fuel supply line 140 is sequentially supplied to the engine 160 through the second heat exchanger 155 and the first heat exchanger 151. Here, the engine 160 may use only liquefied natural gas as a fuel or a dual fuel engine, that is, a liquid fuel such as oil and vaporized liquefied natural gas may be used as fuel.

엔진(160)과 제1 열교환기(151)는 배기라인(161)으로 연결되어, 엔진(160)에서 배출되는 배기가스가 제1 열교환기(151)로 유입된다. 제1 열교환기(151)로 유입된 배기가스는 제1 열교환기(151) 및 제2 열교환기(155) 사이를 연결하는 도관(153)에 설치된 압축기(154)를 거치며 압축되어, 제2 열교환기(155)로 공급된다.The engine 160 and the first heat exchanger 151 are connected to the exhaust line 161 so that the exhaust gas discharged from the engine 160 flows into the first heat exchanger 151. Exhaust gas introduced into the first heat exchanger 151 is compressed through a compressor 154 installed in a conduit 153 connecting between the first heat exchanger 151 and the second heat exchanger 155, and thus the second heat exchanger. Supplied to the unit 155.

제1 열교환기(151)에는 응축수 배출라인(152)이 연결되고, 제2 열교환기(155)에는 상술한 액화이산화탄소 포집라인(156) 및 배기가스를 배출하는 배출라인(157)이 연결된다.The condensate discharge line 152 is connected to the first heat exchanger 151, and the liquefied carbon dioxide collection line 156 and the discharge line 157 for discharging the exhaust gas are connected to the second heat exchanger 155.

배출라인(157)에는 전환밸브(171)가 설치되고, 전환밸브(171)에는 배출라인(157)을 통하여 배출되는 배기가스를 산소차단수단(170)으로 유입시키는 도관(158) 및 배기가스를 선박(도시되지 않음)의 외부로 배출하는 배기관(159)이 연결된다.Discharge line 157 is provided with a switching valve 171, the switching valve 171 is a conduit 158 and exhaust gas for introducing the exhaust gas discharged through the discharge line 157 to the oxygen blocking means 170. An exhaust pipe 159 for discharging to the outside of the ship (not shown) is connected.

여기서, 산소차단수단(170)은 연료공급라인(140)을 감싸는 외측관으로, 연료공급라인(140)의 외측으로 배기가스가 유동하도록 구성된다. 산소차단수단(170)의 일단부에는 배출라인(157)을 통해 배출되는 배기가스를 유입시키는 도관(158)이 연결되고, 타단부에는 산소차단수단(170)을 거친 배기가스를 선박(도시되지 않음)의 외부로 배출하는 배기관(172)이 연결된다.Here, the oxygen blocking means 170 is an outer tube surrounding the fuel supply line 140, the exhaust gas flows to the outside of the fuel supply line 140. One end of the oxygen blocking means 170 is connected to the conduit 158 for introducing the exhaust gas discharged through the discharge line 157, and the other end of the vessel (not shown) through the oxygen blocking means 170 Exhaust pipe 172 discharged to the outside of the) is connected.

상술한 바와 같은 구조를 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 중 이산화탄소 포집시스템(100)은 다음과 같이 작동된다.Carbon dioxide capture system 100 of the exhaust gas according to an embodiment of the present invention having the structure as described above is operated as follows.

제1 내지 제6 저장탱크(111 내지 116)에 저장된 액화천연가스는 연료공급라 인(140)을 통해 제2 열교환기(155) 및 제1 열교환기(151)를 거치며 기화된 후 엔진(160)으로 공급된다. 여기서, 제1 열교환기(151) 및 제2 열교환기(155)에는 엔진(160)에서 배출되는 고온의 배기가스가 배기라인(161)에 의해 공급되고 있으므로, 액화천연가스는 제2 열교환기(155) 및 제1 열교환기(151)를 거치며 배기가스와 열교환이 일어나 기화된다. 그리고, 이와 같이 기화된 액화천연가스는 엔진(160)으로 공급되어 연료로 사용된다.The liquefied natural gas stored in the first to sixth storage tanks 111 to 116 is vaporized through the second heat exchanger 155 and the first heat exchanger 151 through the fuel supply line 140, and then the engine 160. Is supplied. Here, since the high-temperature exhaust gas discharged from the engine 160 is supplied to the first heat exchanger 151 and the second heat exchanger 155 by the exhaust line 161, the liquefied natural gas is the second heat exchanger ( Through 155 and the first heat exchanger 151, heat exchange with the exhaust gas occurs to evaporate. The liquefied natural gas vaporized in this way is supplied to the engine 160 and used as fuel.

엔진(160)에서 배출되는 배기가스는 이산화탄소, 질소 및 수증기 등을 포함한다. 배기라인(161)을 통하여 제1 열교환기(151)로 유입된 고온의 배기가스는, 제2 열교환기(155)를 거친 후 제1 열교환기(151)로 유입되는 저온의 액화천연가스와 열교환 되면서 냉각되어, 배기가스에 포함된 수분이 응결하게 된다. 이러한 수분은 응결되어 응축수를 생성하며, 생성된 응축수는 응축수 배출라인(152)을 통하여 제1 열교환기(151) 외부로 배출된다.The exhaust gas discharged from the engine 160 includes carbon dioxide, nitrogen, water vapor, and the like. The high temperature exhaust gas introduced into the first heat exchanger 151 through the exhaust line 161 exchanges heat with the low temperature liquefied natural gas introduced into the first heat exchanger 151 after passing through the second heat exchanger 155. As it cools, moisture contained in the exhaust gas condenses. This moisture condenses to produce condensate, which is discharged out of the first heat exchanger 151 through the condensate discharge line 152.

제1 열교환기(151)를 거치며 수분이 제거된 배기가스는 도관(153)을 통하여 압축기(154)로 유입된다. 압축기(154)에 의해 압축된 배기가스는 제2 열교환기(155)로 유입된다. 제2 열교환기(155)로 유입된 배기가스는 제1 내지 제6 저장탱크(111 내지 116)로부터 공급되는 극저온의 액화천연가스와 열교환을 하게 되는데, 이때 적절한 압력이 주어지면 배기가스에 포함된 액화천연가스가 액화된다.Exhaust gas from which moisture is removed while passing through the first heat exchanger 151 is introduced into the compressor 154 through the conduit 153. The exhaust gas compressed by the compressor 154 flows into the second heat exchanger 155. Exhaust gas introduced into the second heat exchanger 155 may exchange heat with the cryogenic liquefied natural gas supplied from the first to sixth storage tanks 111 to 116. Liquefied natural gas is liquefied.

여기서, 이산화탄소의 삼중점은 약 섭씨 영하 56.4도 및 약 5.18 bar이므로, 압축기(154)를 이용하여 제2 열교환기(155) 내에 삼중점 이상의 압력을 가하게 되면 배기가스에 포함된 이산화탄소가 액화된다. 따라서, 배기가스는 제2 열교환 기(155)에서 이산화탄소가 제거된 상태로 배출라인(157)을 통하여 선박의 외부로 배출되며, 배출라인(157)을 통하여 배출되는 배기가스에는 주로 질소 성분만 남기 때문에 대기에 악영향을 미치지 않게 된다.Here, since the triple point of the carbon dioxide is about 56.4 degrees Celsius and about 5.18 bar, the pressure of the triple point or more in the second heat exchanger 155 using the compressor 154 is liquefied carbon dioxide contained in the exhaust gas. Therefore, the exhaust gas is discharged to the outside of the ship through the discharge line 157 in a state in which carbon dioxide is removed from the second heat exchanger 155, and only nitrogen is left in the exhaust gas discharged through the discharge line 157. This will not adversely affect the atmosphere.

여기서, 제1 열교환기(151)를 이용하여 배기가스에 포함된 수분을 먼저 제거하는 이유는 다음과 같다. 엔진(160)으로부터 배출되는 고온의 배기가스가 제1 내지 제6 저장탱크(111 내지 116)로부터 공급되는 극저온의 액화천연가스와 직접 열교환 되면, 응결되는 수분이 급속도로 냉동되면서 얼음층을 형성하여 열교환 효율을 급격히 저하시키기 때문이다.Here, the reason for first removing the moisture contained in the exhaust gas by using the first heat exchanger 151 is as follows. When the high temperature exhaust gas discharged from the engine 160 is directly heat exchanged with the cryogenic liquefied natural gas supplied from the first to sixth storage tanks 111 to 116, the condensed water is rapidly frozen and forms an ice layer to exchange heat. This is because the efficiency is sharply lowered.

따라서, 배기가스에 포함된 수분을 우선 제거함으로써 제2 열교환기(155)에서 이산화탄소의 액화 효율을 높일 수 있다.Therefore, by first removing the moisture contained in the exhaust gas, the liquefaction efficiency of carbon dioxide may be increased in the second heat exchanger 155.

본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 중 이산화탄소 포집시스템(100)은, 제1 내지 제6 저장탱크(111 내지 116)에 저장된 액화천연가스를 순차적으로 사용한다. 예를 들어, 제1 공급밸브(131)를 개방하여 연료공급라인(140)으로 제1 저장탱크(111) 내의 액화천연가스가 공급되도록 하고, 제1 저장탱크(111)에 저장된 액화천연가스가 모두 소모되면 제1 공급밸브(131)는 차단하고 제2 공급밸브(132)를 개방하여 연료공급라인(140)에 액화천연가스를 공급한다.Carbon dioxide capture system 100 of the exhaust gas according to an embodiment of the present invention, using the liquefied natural gas stored in the first to sixth storage tank (111 to 116) sequentially. For example, the liquefied natural gas in the first storage tank 111 is supplied to the fuel supply line 140 by opening the first supply valve 131, and the liquefied natural gas stored in the first storage tank 111 is When all are exhausted, the first supply valve 131 is shut off and the second supply valve 132 is opened to supply liquefied natural gas to the fuel supply line 140.

제1 내지 제6 포집밸브(121 내지 126)는 모두 폐쇄된 상태인데, 상술한 바와 같이 제1 저장탱크(111)에 저장된 액화천연가스가 모두 소모된 후에는 제1 포집밸브(121)를 개방한다. 그러면, 제2 열교환기(155)에서 포집되는 액화이산화탄소가 제1 저장탱크(111)로 유입된다.All of the first to sixth collection valves 121 to 126 are in a closed state. As described above, after the liquefied natural gas stored in the first storage tank 111 is exhausted, the first collection valve 121 is opened. do. Then, the liquefied carbon dioxide collected by the second heat exchanger 155 flows into the first storage tank 111.

액화천연가스의 주성분은 메탄(methane)이므로, 1몰(mole)의 메탄이 연소되면 약 1몰(mole)의 이산화탄소가 발생된다. 따라서, 엔진(160)의 연소효율이나 제1 열교환기(151) 및 제2 열교환기(155)의 열교환효율에 따라 포집되는 액화이산화탄소의 양에 차이가 발생할 수는 있으나, 제1 저장탱크(111)에 저장된 액화천연가스가 모두 연소되었을 때 발생되는 액화이산화탄소의 양은 제1 저장탱크(111)에 모두 저장될 수 있는 양이다.Since the main component of liquefied natural gas is methane, when one mole of methane is burned, about one mole of carbon dioxide is generated. Accordingly, although the amount of liquefied carbon dioxide collected may vary according to the combustion efficiency of the engine 160 or the heat exchange efficiency of the first heat exchanger 151 and the second heat exchanger 155, the first storage tank 111 may differ. The amount of liquefied carbon dioxide generated when all of the liquefied natural gas stored in the combustion is burned is an amount that can be stored in the first storage tank 111.

제1 저장탱크(111)가 액화이산화탄소로 채워지고, 제2 저장탱크(112)에 저장된 액화천연가스가 모두 소모된 후에는, 제1 포집밸브(121) 및 제2 공급밸브(132)를 폐쇄하고 제3 공급밸브(133)를 개방하여 연료공급라인(140)을 통하여 액화천연가스가 제2 열교환기(155)로 공급되도록 한다. 그리고, 제2 포집밸브(122)를 개방하여 액화이산화탄소 포집라인(156)을 통하여 액화이산화탄소가 제2 저장탱크(112)로 유입되도록 한다. After the first storage tank 111 is filled with liquefied carbon dioxide and all the liquefied natural gas stored in the second storage tank 112 is exhausted, the first collection valve 121 and the second supply valve 132 are closed. The third supply valve 133 is opened to supply the liquefied natural gas to the second heat exchanger 155 through the fuel supply line 140. Then, the second collection valve 122 is opened to allow the liquid carbon dioxide to flow into the second storage tank 112 through the liquid carbon dioxide collection line 156.

상술한 바와 같이, 제1 내지 제6 저장탱크(111 내지 116)는 액화천연가스의 저장뿐만 아니라, 액화이산화탄소의 저장에도 사용될 수 있다.As described above, the first to sixth storage tanks 111 to 116 may be used not only for storing liquefied natural gas but also for storing liquefied carbon dioxide.

그리고, 선박이 출항하기 전 제1 내지 제6 저장탱크(111 내지 116) 중 어느 하나에는 액화천연가스를 저장하지 않고 비워 두거나, 빈 저장탱크(도시되지 않음)를 더 구비할 수 있다. 이럴 경우, 엔진(160)을 가동하기 시작하면서 발생되는 배기가스에 포함된 이산화탄소도 포집하여 저장할 수 있으므로, 엔진(160)의 가동 초기부터 배기가스에 포함된 이산화탄소가 포함된 배기가스를 배출하지 않을 수 있다.In addition, any one of the first to sixth storage tanks 111 to 116 before the ship departs may be left empty without storing liquefied natural gas, or may further include an empty storage tank (not shown). In this case, since the carbon dioxide contained in the exhaust gas generated while starting to operate the engine 160 may be collected and stored, the exhaust gas containing carbon dioxide included in the exhaust gas may not be discharged from the initial operation of the engine 160. Can be.

단, 액화이산화탄소를 제1 내지 제6 저장탱크(111 내지 116)에 저장하기 위해서는 제1 내지 제6 저장탱크(111 내지 116)가 7bar 이상의 내압을 견딜 수 있어야 한다. 여기서, 7bar는 액화이산화탄소를 일반적인 온도 및 압력 상태에서 안정적으로 저장하기 위하여 견딜 수 있어야 하는 내압이다.However, in order to store the liquefied carbon dioxide in the first to sixth storage tanks 111 to 116, the first to sixth storage tanks 111 to 116 must be able to withstand an internal pressure of 7 bar or more. Here, 7 bar is the internal pressure that must be able to withstand the storage of liquefied carbon dioxide at a stable temperature and pressure conditions.

그런데, 제1 내지 제6 저장탱크(111 내지 116)가 7bar 이상의 내압을 견디도록 제조하면, 그 외벽이 다소 두껍게 제작되어 하중이 증가되는 단점이 있는 반면, 액화천연가스의 소모가 감소되는 장점이 있다.However, when the first to sixth storage tanks 111 to 116 are manufactured to withstand an internal pressure of 7 bar or more, the outer wall is made somewhat thicker, so that the load is increased, whereas the consumption of liquefied natural gas is reduced. have.

즉, 액화천연가스를 저장하는 동안 발생되는 증발가스(Boil-off Gas)는 제1 내지 제6 저장탱크(111 내지 116)의 내압성능을 고려하여, 제1 내지 제6 저장탱크(111 내지 116) 내부의 압력이 안전범위를 벗어날 때에는 선박에 구비된 소각장치(GCU, 도시되지 않음)로 소각처리 하게 된다.That is, the boil-off gas generated while storing the liquefied natural gas is the first to sixth storage tanks 111 to 116 in consideration of the pressure resistance performance of the first to sixth storage tanks 111 to 116. ) When the internal pressure is out of the safe range, it is incinerated by the incinerator (GCU, not shown) provided on the ship.

그런데, 제1 내지 제6 저장탱크(111 내지 116)가 7 bar 이상의 내압을 견딜 수 있을 경우에는 상당량의 증발가스가 발생되더라도 제1 내지 제6 저장탱크(111 내지 116)가 이 압력을 견딜 수 있으므로, 소각장치로 보내게 되는 증발가스의 양이 현저하게 감소된다. 따라서, 연료로 사용되지 못하고 버려지는 액화천연가스의 양을 상당량 감소시킬 수 있는 효과를 얻는다.However, when the first to sixth storage tanks 111 to 116 can withstand the internal pressure of 7 bar or more, the first to sixth storage tanks 111 to 116 can withstand this pressure even if a considerable amount of evaporated gas is generated. Therefore, the amount of boil-off gas sent to the incinerator is significantly reduced. Therefore, the effect that the amount of liquefied natural gas that is not used as fuel and is discarded can be significantly reduced.

도시되지는 않았으나, 제1 내지 제6 저장탱크(111 내지 116)는 액화천연가스를 저장하는 용도로만 사용하고, 배기가스 중 이산화탄소 포집시스템(100)에 7bar 이상의 내압을 견딜 수 있는 액화이산화탄소 저장탱크를 별도로 설치하는 것도 가능하다.Although not shown, the first to sixth storage tanks 111 to 116 are used only for storing liquefied natural gas, and the liquefied carbon dioxide storage tank capable of withstanding internal pressure of 7 bar or more in the carbon dioxide collection system 100 in exhaust gas. It is also possible to install separately.

한편, 도시되지는 않았으나, 액화천연가스, 액화석유가스 및 원유 등을 운반하는 선박에는 질소가스 발생장치를 설치하고, 질소가스 발생장치에 의해 생성된 질소가스를 액화천연가스, 액화석유가스 및 원유 등을 저장하는 저장탱크에 주입하여 산소농도를 낮춤으로써 화재 및 폭발을 방지하고 있다.On the other hand, although not shown, a nitrogen gas generator is installed in a ship carrying liquefied natural gas, liquefied petroleum gas and crude oil, and the liquefied natural gas, liquefied petroleum gas and crude oil are installed in the nitrogen gas generated by the nitrogen gas generator. It is injected into a storage tank that stores lamps and lowers the oxygen concentration to prevent fire and explosion.

특히, 액화천연가스 운반선은 일반적으로 5년 정도의 간격으로 정비를 위하여 도크(dock)에 들어가는 리도킹(re-docking)을 하게 되는데, 이때 저장탱크의 청소에는 비활성가스(inert gas)가 사용된다. 이를 위하여 액화천연가스 운반선에는 비활성가스 발생장치 및 비활성가스 내의 수분을 제거하는 드라이어 등이 설치된다.In particular, liquefied natural gas carriers are typically re-docked into the dock for maintenance at intervals of about five years. Inert gas is used to clean the storage tank. . To this end, the LNG carrier is provided with an inert gas generator and a dryer for removing moisture from the inert gas.

상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 중 이산화탄소 포집시스템(100)은 배출라인(157)을 통하여 수분이 제거된 질소가스를 배출한다. 따라서, 배출라인(157)을 통하여 배출되는 질소가스를 액화천연가스, 액화석유가스 및 원유 등을 저장하는 저장탱크에 주입하여 산소농도를 낮추는 용도로 사용하거나, 리도킹시 저장탱크를 청소하는 용도로 사용하면, 상술한 바와 같은 질소발생기, 비활성가스 발생장치 및 드라이어 등을 선박에 설치할 필요가 없어지거나 그 용량을 감소시킬 수 있게 된다.As described above, the carbon dioxide collection system 100 of the exhaust gas according to an embodiment of the present invention discharges nitrogen gas from which moisture is removed through the discharge line 157. Therefore, the use of nitrogen gas discharged through the discharge line 157 into the storage tank for storing liquefied natural gas, liquefied petroleum gas, crude oil, etc. to lower the oxygen concentration, or to clean the storage tank during re docking In this case, the nitrogen generator, the inert gas generator, and the dryer as described above do not need to be installed on the ship, or the capacity thereof can be reduced.

본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 중 이산화탄소 포집시스템(100)은, 전환밸브(171)를 이용하여 배출라인(157)을 통해 배출되는 질소가스를 배기관(159)을 통하여 선박(도시되지 않음) 외부로 배출시키거나, 질소가스가 도관(158)을 통하여 산소차단수단(170) 내를 유동한 후 배기관(172)으로 배출되도록 할 수 있다. 즉, 질소가스를 이용하여 연료공급라인(140)이 산소와 접촉하는 것을 차단함으로써, 연료공급라인(140)에서 액화천연가스가 누출되더라도 화재 및 폭발 등의 사고가 발생하는 것을 방지할 수 있다.Carbon dioxide capture system 100 of the exhaust gas according to an embodiment of the present invention, the nitrogen gas discharged through the exhaust line 157 using the switching valve 171 through the exhaust pipe 159 (not shown) ) Or to the outside, or nitrogen gas flows through the oxygen blocking means 170 through the conduit 158 to be discharged to the exhaust pipe 172. That is, by blocking the contact of the fuel supply line 140 with oxygen using nitrogen gas, even if the liquefied natural gas leaks from the fuel supply line 140, an accident such as a fire and an explosion may be prevented.

그리고, 도시되지는 않았으나, 제2 열교환기(155) 및 제1 열교환기(151) 사이, 제1 열교환기(151) 및 엔진(160) 사이의 연료공급라인(140)에도 산소차단수단(170)과 같은 외측관이 설치될 수 있다. Although not shown, oxygen blocking means 170 may also be applied to the fuel supply line 140 between the second heat exchanger 155 and the first heat exchanger 151, and between the first heat exchanger 151 and the engine 160. An outer tube such as) may be installed.

도 2에는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배기가스 중 이산화탄소 포집시스템이 도시되어 있다.Figure 2 shows a carbon dioxide capture system in the exhaust gas according to another embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배기가스 중 이산화탄소 포집시스템(200)은 복수의 저장탱크(211, 212, 213, 214, 215, 216), 제1 열교환기(251), 압축기(254), 제2 열교환기(255), 제1 기액분리기(270), 제2 기액분리기(280) 및 제3 열교환기(290)를 포함한다.2, the carbon dioxide collection system 200 in the exhaust gas according to another embodiment of the present invention is a plurality of storage tanks (211, 212, 213, 214, 215, 216), the first heat exchanger (251), The compressor 254 includes a second heat exchanger 255, a first gas liquid separator 270, a second gas liquid separator 280, and a third heat exchanger 290.

제1 내지 제6 저장탱크(211 내지 216)에는 내부에 저장된 액화천연가스를 엔진(260)으로 공급하는 연료공급라인(240)이 각각 연결된다. 그리고, 제1 내지 제6 저장탱크(211 내지 216)에는 액화이산화탄소 포집라인(286)이 각각 연결된다.Fuel supply lines 240 for supplying liquefied natural gas stored therein to the engine 260 are connected to the first to sixth storage tanks 211 to 216, respectively. The liquefied carbon dioxide collection lines 286 are connected to the first to sixth storage tanks 211 to 216, respectively.

제1 내지 제6 저장탱크(211 내지 216)와 연료공급라인(240) 사이에는 제1 내지 제6 공급밸브(231 내지 236)가 각각 설치되며, 제1 내지 제6 저장탱크(211 내지 216)와 액화이산화탄소 포집라인(286) 사이에는 제1 내지 제6 포집밸브(221 내지 226)가 설치된다.First to sixth supply valves 231 to 236 are respectively installed between the first to sixth storage tanks 211 to 216 and the fuel supply line 240, and the first to sixth storage tanks 211 to 216. The first to sixth collection valves 221 to 226 are installed between the liquefied carbon dioxide collection line 286.

연료공급라인(240)은 제2 열교환기(255) 및 제1 열교환기(251)을 거쳐 엔 진(260)으로 연결된다. 엔진(260) 및 제1 열교환기(255) 사이에는 제3 열교환기(290)가 설치된다. 엔진(260)에서 배출되는 배기가스는 엔진(260) 및 제3 열교환기(290)를 연결하는 배기라인(261)을 통하여 제3 열교환기(290)로 유입된다.The fuel supply line 240 is connected to the engine 260 via the second heat exchanger 255 and the first heat exchanger 251. A third heat exchanger 290 is installed between the engine 260 and the first heat exchanger 255. The exhaust gas discharged from the engine 260 flows into the third heat exchanger 290 through an exhaust line 261 connecting the engine 260 and the third heat exchanger 290.

제3 열교환기(290)를 거친 배기가스는 제1 열교환기(251)로 유입된다. 제1 열교환기(251)로 유입된 배기가스는, 제2 열교환기(252)를 통하여 제1 열교환기(251)로 유입되는 액화천연가스와 열교환 되어 배기가스에 포함된 수분이 응결하게 된다.The exhaust gas passing through the third heat exchanger 290 flows into the first heat exchanger 251. The exhaust gas introduced into the first heat exchanger 251 is heat-exchanged with the liquefied natural gas introduced into the first heat exchanger 251 through the second heat exchanger 252 to condense moisture contained in the exhaust gas.

이때, 제1 기액분리기(270)는 제1 열교환기(251) 및 압축기(254) 사이에 설치되는데, 응결된 수분이 포함된 배기가스는 제1 기액분리기(270)로 유입되어 액체상태가 된 수분이 기체상태의 배기가스로부터 분리된다. 액체상태가 된 수분은 응축수로서, 제1 기액분리기(270)에 연결된 응축수 배출라인(272)을 통하여 배출된다.At this time, the first gas-liquid separator 270 is installed between the first heat exchanger 251 and the compressor 254. The exhaust gas containing the condensed water flows into the first gas-liquid separator 270 to become a liquid state. Moisture is separated from the gaseous exhaust gas. Water, which has become a liquid state, is condensed water and is discharged through the condensate discharge line 272 connected to the first gas-liquid separator 270.

제1 기액분리기(270)를 통과하며 수분이 제거된 배기가스는 도관(273)을 통해 압축기(254)로 유입되어 압축된 후, 제2 열교환기(255)로 유입된다. 제2 열교환기(255)로 유입된 배기가스는 제1 내지 제6 저장탱크(211 내지 216)로부터 공급되는 극저온의 액화천연가스와 열교환 되고, 이 과정에서 배기가스에 포함된 이산화탄소가 액화된다.Exhaust gas from which water is removed while passing through the first gas-liquid separator 270 is introduced into the compressor 254 through the conduit 273, compressed, and then introduced into the second heat exchanger 255. The exhaust gas introduced into the second heat exchanger 255 is heat-exchanged with the cryogenic liquefied natural gas supplied from the first to sixth storage tanks 211 to 216, and in this process carbon dioxide contained in the exhaust gas is liquefied.

제2 열교환기(255)를 거쳐 액화된 이산화탄소가 포함된 배기가스는 도관(256)을 통해 제2 기액분리기(280)로 유입된다. 제2 기액분리기(280)에는 포집라인(286) 및 배출라인(287)이 연결되어, 액체상태인 액화이산화탄소는 포집라 인(286)으로 유입되고, 기체상태인 배기가스는 배출라인(287)으로 유입된다.Exhaust gas containing carbon dioxide liquefied through the second heat exchanger 255 is introduced into the second gas-liquid separator 280 through the conduit 256. A capture line 286 and a discharge line 287 are connected to the second gas-liquid separator 280, so that the liquid carbon dioxide in the liquid state is introduced into the capture line 286, and the exhaust gas in the gaseous state is discharge line 287. Flows into.

배출라인(287)은 제3 열교환기(290)와 연결되어, 제2 열교환기(255)를 거친 배기가스는 제3 열교환기(290)로 유입된다. 따라서, 제3 열교환기(290)에서는 제2 열교환기(255)를 거친 배기가스가 엔진(260)으로부터 배출되는 고온의 배기가스와 열교환 된 후 배출된다.The discharge line 287 is connected to the third heat exchanger 290 so that the exhaust gas passing through the second heat exchanger 255 flows into the third heat exchanger 290. Accordingly, in the third heat exchanger 290, the exhaust gas passing through the second heat exchanger 255 is discharged after heat exchange with the high temperature exhaust gas discharged from the engine 260.

본 발명의 다른 실시예에 따른 배기가스 중 이산화탄소 포집시스템(200)의 제1 내지 제6 저장탱크(211 내지 216), 제1 내지 제6 공급밸브(231 내지 236) 및 제1 내지 제6 포집밸브(221 내지 226)는, 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 중 이산화탄소 포집시스템(도 1의 100)의 제1 내지 제6 저장탱크(도 1의 111 내지 116), 제1 내지 제6 공급밸브(도 1의 131 내지 136) 및 제1 내지 제6 포집밸브(도 1의 121 내지 126)과 동일하므로, 중복되는 설명은 생략한다.According to another embodiment of the present invention, the first to sixth storage tanks 211 to 216, the first to sixth supply valves 231 to 236, and the first to sixth collections of the carbon dioxide collection system 200 in the exhaust gas according to the present invention. The valves 221 to 226 may include the first to sixth storage tanks (111 to 116 of FIG. 1) and the first to sixth tanks of the carbon dioxide collection system 100 of FIG. 1, respectively, according to an embodiment of the present invention. Since 6 supply valves (131 to 136 of FIG. 1) and 1st to 6th collection valves (121 to 126 of FIG. 1) are the same, overlapping description is abbreviate | omitted.

본 발명의 다른 실시예에 따른 배기가스 중 이산화탄소 포집시스템(200)은 제1 기액분리기(270)를 이용하여 제1 열교환기(251)를 거친 배기가스에 포함된 수분을 최대한 분리함으로써, 제2 열교환기(255)의 열교환 효율을 향상시킨다. 또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배기가스 중 이산화탄소 포집시스템(200)은 제2 기액분리기(280)를 이용하여 제2 열교환기(255)를 거친 배기가스에 포함된 액화이산화탄소의 포집효율을 향상시킨다.The carbon dioxide collection system 200 of the exhaust gas according to another embodiment of the present invention uses the first gas-liquid separator 270 to separate the moisture contained in the exhaust gas passed through the first heat exchanger 251 to the maximum, thereby obtaining a second The heat exchange efficiency of the heat exchanger 255 is improved. In addition, the carbon dioxide collection system 200 of the exhaust gas according to another embodiment of the present invention by using the second gas-liquid separator 280 to collect the efficiency of the carbon dioxide contained in the exhaust gas passed through the second heat exchanger 255 Improve.

그리고, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배기가스 중 이산화탄소 포집시스템(200)은 상술한 바와 같이 배출라인(287)을 통하여 배출되는 저온의 배기가스가 제3 열교환기(290)에 의해 엔진(260)으로부터 배출되는 고온의 배기가스와 열교환 되도록 한다.In addition, in the carbon dioxide collection system 200 of the exhaust gas according to another embodiment of the present invention, the low temperature exhaust gas discharged through the exhaust line 287 is discharged from the engine 260 by the third heat exchanger 290. Heat exchange with hot exhaust gas from

즉, 제1 열교환기(251)로 유입되는 배기가스의 온도를 낮춤으로써 제1 열교환기(251)에서는 배기가스에 포함된 수분의 응결이 더욱 촉진되고, 제2 열교환기(255)에서는 이산화탄소의 액화가 더욱 촉진되므로, 배기가스 중 이산화탄소 포집시스템(200)의 이산화탄소 포집효율이 향상된다.That is, by lowering the temperature of the exhaust gas flowing into the first heat exchanger 251, condensation of moisture contained in the exhaust gas is further promoted in the first heat exchanger 251, and in the second heat exchanger 255, Since the liquefaction is further promoted, the carbon dioxide collection efficiency of the carbon dioxide capture system 200 in the exhaust gas is improved.

그리고, 배출라인(287)을 통하여 배출되는 배기가스의 질소가스의 순도 또한 더욱 높아지므로, 도 1을 참조하여 설명한 바와 같이 배기가스를 저장탱크에 주입하여 산소농도를 낮추는 용도, 리도킹시 저장탱크를 청소하는 용도 및 연료공급라인(240)이 산소와 접촉하는 것을 차단하는 용도 등으로 사용하기에 더욱 적합해지는 효과가 있다.In addition, since the purity of the nitrogen gas of the exhaust gas discharged through the discharge line 287 is also increased, the use of reducing the oxygen concentration by injecting the exhaust gas into the storage tank as described with reference to FIG. There is an effect that is more suitable for use for cleaning the purpose and for the purpose of blocking the fuel supply line 240 in contact with oxygen.

참고로, 본 발명의 실시예들에 따른 배기가스 중 이산화탄소 포집시스템(100, 200)은 액화천연가스를 엔진(160, 260)의 연료로 사용하기 위하여 액화천연가스를 기화시키는 과정에서 엔진(160, 260)에서 배출되는 배기가스의 열을 이용하므로, 액화천연가스의 기화에 별도의 에너지를 공급하지 않게 되어 에너지 사용효율이 높아진다.For reference, the carbon dioxide collection system 100 and 200 of the exhaust gas according to the embodiments of the present invention may use the engine 160 in the process of vaporizing the liquefied natural gas to use the liquefied natural gas as the fuel of the engines 160 and 260. Since the heat of the exhaust gas discharged from 260 is used, the energy use efficiency is increased by not supplying additional energy to the vaporization of the liquefied natural gas.

이상에서 본 발명의 실시예에 따른 배기가스 중 이산화탄소 포집시스템에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.In the above description of the carbon dioxide capture system in the exhaust gas according to an embodiment of the present invention, the spirit of the present invention is not limited to the embodiments presented herein, those skilled in the art to understand the spirit of the present invention the scope of the same idea Within the scope of the present invention, other embodiments may be easily proposed by adding, changing, deleting, adding, etc., but this is also within the scope of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 중 이산화탄소 포집시스템.1 is a carbon dioxide capture system in the exhaust gas according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배기가스 중 이산화탄소 포집시스템.Figure 2 is a carbon dioxide capture system in the exhaust gas according to another embodiment of the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

111, 112, 113, 114, 115, 116: 저장탱크111, 112, 113, 114, 115, 116: storage tank

121, 122, 123, 124, 125, 126: 포집밸브121, 122, 123, 124, 125, 126: collection valve

131, 132, 133, 134, 135, 136: 연료공급밸브131, 132, 133, 134, 135, 136: fuel supply valve

140: 연료공급라인 150: 이산화탄소 액화부140: fuel supply line 150: carbon dioxide liquefaction unit

151: 제1 열교환기 152: 응축수 배출라인151: first heat exchanger 152: condensate discharge line

154: 압축기 155: 제2 열교환기154: compressor 155: second heat exchanger

156: 포집라인 157: 배출라인156: collection line 157: discharge line

160: 엔진 161: 배기라인160: engine 161: exhaust line

170: 산소차단수단170: oxygen blocking means

Claims (10)

액화천연가스를 기화하여 연료로 사용하는 엔진이 구비된 선박의 배기가스 중 이산화탄소 포집시스템으로서,As a carbon dioxide capture system of the exhaust gas of a ship equipped with an engine for vaporizing liquefied natural gas as a fuel, 상기 액화천연가스를 저장하는 복수의 저장탱크;A plurality of storage tanks for storing the liquefied natural gas; 상기 저장탱크로부터 공급되는 상기 액화천연가스를 기화시키는 제1 열교환기 및 제2 열교환기;A first heat exchanger and a second heat exchanger for vaporizing the liquefied natural gas supplied from the storage tank; 상기 제1 열교환기 및 상기 제2 열교환기 사이에 설치된 압축기를 포함하고,A compressor installed between the first heat exchanger and the second heat exchanger, 상기 기화된 액화천연가스가 상기 엔진에서 연소되며 발생하는 배기가스는 상기 제1 열교환기로 유입되어 상기 제2 열교환기를 거친 액화천연가스와 열교환 되고,The vaporized liquefied natural gas is combusted in the engine and the exhaust gas is introduced into the first heat exchanger to exchange heat with the liquefied natural gas passing through the second heat exchanger, 상기 제1 열교환기를 거친 배기가스는 상기 압축기를 통과한 후 상기 제2 열교환기로 유입되어 상기 제2 열교환기로 공급되는 상기 액화천연가스와 열교환 되는 것을 특징으로 하는 배기가스 중 이산화탄소 포집시스템.The exhaust gas passing through the first heat exchanger is passed through the compressor and introduced into the second heat exchanger and heat exchanged with the liquefied natural gas supplied to the second heat exchanger. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1 열교환기에 연결된 응축수 배출라인을 더 포함하고,Further comprising a condensate discharge line connected to the first heat exchanger, 상기 배기가스에 포함된 수분이 상기 제1 열교환기 내에서 응결되어 생성되는 응축수는 상기 응축수 배출라인을 통하여 배출되는 것을 특징으로 하는 배기가 스 중 이산화탄소 포집시스템.And condensate generated by condensation of moisture contained in the exhaust gas in the first heat exchanger through the condensate discharge line. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 제2 열교환기에 연결된 액화이산화탄소 포집라인을 더 포함하고,Further comprising a liquefied carbon dioxide capture line connected to the second heat exchanger, 상기 배기가스에 포함된 이산화탄소가 상기 제2 열교환기 내에서 액화되어 생성되는 액화이산화탄소는 상기 액화이산화탄소 포집라인을 통하여 배출되는 것을 특징으로 하는 배기가스 중 이산화탄소 포집시스템.Liquefied carbon dioxide generated by liquefying carbon dioxide contained in the exhaust gas in the second heat exchanger is discharged through the liquefied carbon dioxide collection line, carbon dioxide capture system in the exhaust gas. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1 열교환기 및 상기 압축기 사이에 설치된 제1 기액분리기; 및A first gas-liquid separator installed between the first heat exchanger and the compressor; And 상기 제1 기액분리에 연결된 응축수 배출라인을 더 포함하고,Further comprising a condensate discharge line connected to the first gas-liquid separation, 상기 배기가스에 포함된 수분이 상기 제1 열교환기 내에서 응결되어 생성되는 응축수는 상기 응축수 배출라인을 통하여 배출되는 것을 특징으로 하는 배기가스 중 이산화탄소 포집시스템.The condensate generated by condensation of water contained in the exhaust gas in the first heat exchanger is discharged through the condensate discharge line. 제4항에 있어서,5. The method of claim 4, 상기 제2 열교환기를 거친 배기가스가 유입되는 제2 기액분리기; 및A second gas-liquid separator through which the exhaust gas passing through the second heat exchanger is introduced; And 상기 제2 기액분리기에 연결된 액화이산화탄소 포집라인을 더 포함하고,Further comprising a liquefied carbon dioxide capture line connected to the second gas-liquid separator, 상기 배기가스에 포함된 이산화탄소가 상기 제2 열교환기 내에서 액화되어 생성되는 액화이산화탄소는 상기 액화이산화탄소 포집라인을 통하여 배출되는 것을 특징으로 하는 배기가스 중 이산화탄소 포집시스템.Liquefied carbon dioxide generated by liquefying carbon dioxide contained in the exhaust gas in the second heat exchanger is discharged through the liquefied carbon dioxide collection line, carbon dioxide capture system in the exhaust gas. 제3항 또는 제5항에 있어서,The method according to claim 3 or 5, 상기 액화이산화탄소 포집라인에 연결된 액화이산화탄소 저장탱크를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배기가스 중 이산화탄소 포집시스템.Carbon dioxide capture system in the exhaust gas further comprises a liquefied carbon dioxide storage tank connected to the liquefied carbon dioxide collection line. 제3항 또는 제5항에 있어서,The method according to claim 3 or 5, 상기 액화이산화탄소 포집라인은 상기 복수의 저장탱크에 연결되고,The liquefied carbon dioxide collection line is connected to the plurality of storage tanks, 상기 복수의 저장탱크는 상기 액화천연가스를 상기 제2 열교환기 및 상기 제1 열교환기에 순차적으로 공급하며,The plurality of storage tanks sequentially supply the liquefied natural gas to the second heat exchanger and the first heat exchanger, 상기 복수의 저장탱크 중 상기 액화천연가스가 모두 배출된 것에 액화된 이산화탄소가 저장되는 것을 특징으로 하는 배기가스 중 이산화탄소 포집시스템.The carbon dioxide capture system of the exhaust gas, characterized in that the liquefied carbon dioxide is stored in the discharge of all the liquefied natural gas of the plurality of storage tanks. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 엔진의 가동 초기에 포집되는 액화이산화탄소가 저장되는 저장탱크를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배기가스 중 이산화탄소 포집시스템.And a storage tank for storing liquefied carbon dioxide which is collected at an initial stage of operation of the engine. 제3항 또는 제5항에 있어서,The method according to claim 3 or 5, 상기 엔진 및 상기 제1 열교환기 사이에 설치된 제3 열교환기를 더 포함하고,Further comprising a third heat exchanger installed between the engine and the first heat exchanger, 상기 제2 열교환기를 거친 배기가스와 상기 엔진에서 발생하는 고온의 상기 배기가스가 상기 제3 열교환기에 의해 열교환 되는 것을 특징으로 하는 배기가스 중 이산화탄소 포집시스템.The exhaust gas passing through the second heat exchanger and the high temperature exhaust gas generated in the engine are heat-exchanged by the third heat exchanger. 제3항 또는 제5항에 있어서,The method according to claim 3 or 5, 상기 복수의 저장탱크 및 상기 제2 열교환기 사이에 설치된 연료공급라인; 및A fuel supply line installed between the plurality of storage tanks and the second heat exchanger; And 상기 연료공급라인을 감싸는 산소차단수단을 더 포함하고,Further comprising an oxygen blocking means surrounding the fuel supply line, 상기 제2 열교환기를 거친 배기가스는 상기 산소차단수단으로 유입되는 것을 특징으로 하는 배기가스 중 이산화탄소 포집시스템.Exhaust gas having passed through the second heat exchanger is introduced into the oxygen blocking means.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101349518B1 (en) * 2011-12-28 2014-01-09 한국가스공사 Submerged combustion vaporizer with carbon capture and storage means
KR101411481B1 (en) * 2011-11-23 2014-06-25 삼성중공업 주식회사 System And Method For Cooling Carbon Dioxide
KR101516993B1 (en) * 2014-03-04 2015-05-04 한국해양과학기술원 Ventilation System of Liquid CO2 Carrier ship
KR102073964B1 (en) * 2019-10-21 2020-02-05 주식회사 아이엠티 A liquefier for carbono dioxide
KR102424422B1 (en) * 2022-04-06 2022-07-26 한라아이엠에스 주식회사 System for treating exhaust gas from ship
KR20230042787A (en) * 2021-09-23 2023-03-30 삼성중공업 주식회사 Carbon dioxide liquefaction system
WO2023106660A1 (en) * 2021-12-07 2023-06-15 주식회사 동화엔텍 Carbon dioxide liquefaction system

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101577137B1 (en) 2014-05-20 2015-12-11 한국가스공사 System for natural gas engine and system for natural gas burner
KR101692589B1 (en) * 2014-10-23 2017-01-03 대우조선해양 주식회사 Apparatus for removing co2 for submarine and method for removing co2 using the same
KR20190075213A (en) 2017-12-21 2019-07-01 대우조선해양 주식회사 Co2 capturing system using evaporative latent heat of lng
KR20200043021A (en) 2018-10-17 2020-04-27 기바인터내셔날 주식회사 CO2 Capture and Distribution Module System

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3670229B2 (en) * 2001-09-05 2005-07-13 川崎重工業株式会社 Method and apparatus for producing hydrogen with liquefied CO2 recovery

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101411481B1 (en) * 2011-11-23 2014-06-25 삼성중공업 주식회사 System And Method For Cooling Carbon Dioxide
KR101349518B1 (en) * 2011-12-28 2014-01-09 한국가스공사 Submerged combustion vaporizer with carbon capture and storage means
KR101516993B1 (en) * 2014-03-04 2015-05-04 한국해양과학기술원 Ventilation System of Liquid CO2 Carrier ship
KR102073964B1 (en) * 2019-10-21 2020-02-05 주식회사 아이엠티 A liquefier for carbono dioxide
KR20230042787A (en) * 2021-09-23 2023-03-30 삼성중공업 주식회사 Carbon dioxide liquefaction system
WO2023106660A1 (en) * 2021-12-07 2023-06-15 주식회사 동화엔텍 Carbon dioxide liquefaction system
KR102424422B1 (en) * 2022-04-06 2022-07-26 한라아이엠에스 주식회사 System for treating exhaust gas from ship

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