KR20130061027A

KR20130061027A - 연소가스로부터 오염물질과 온실가스를 제거하는 방법 및 시스템

Info

Publication number: KR20130061027A
Application number: KR1020117028383A
Authority: KR
Inventors: 휘 홍 츄
Original assignee: 에코스펙 글로벌 테크놀로지 피티이 엘티디
Priority date: 2009-06-03
Filing date: 2009-06-03
Publication date: 2013-06-10
Also published as: EP2437868A1; JP2012528706A; US8241597B2; EP2437868A4; WO2010139114A1; US20120121489A1; CN102438732B; HK1165355A1; CN102438732A

Abstract

본 발명은, a) 연소 가스로부터 SO₂를 제거하기 위하여 주어진 기간 동안 천연 해수를 상기 연소 가스와 대향류 방향, 병류 방향, 또는 직교류 방향으로 접촉시키는 단계; b) 상기 연소 가스로부터 CO₂와 NO_x를 제거하고 산소와 탄소 입자들을 발생시키도록 처리된 알칼리 수를 대향류 방향, 병류 방향, 또는 직교류 방향으로 상기 연소 가스에 접촉시키는 단계; 그리고 c) 상기 b) 단계 이후에 상기 연소 가스를 수집 또는 방출하는 단계를 포함하는 연소 가스류로부터 오염 물질들과 온실 가스들(SO₂, NO_x, 및 CO₂)을 제거하는 방법을 개시한다. 본 발명은 또한 연소 가스류로부터 오염 물질들과 온실 가스들(SO₂, NO_x, 및 CO₂)을 제거하는 시스템을 개시한다. 본 발명의 방법과 시스템은 본 발명은 더욱 상당히 경제적이며 편리하고 환경에는 해를 주지 않는다. 본 발명은 또한 원소 탄소와 산소가 최종 생성물로 발생되고 에너지원으로서 회수될 수 있는 신규하고 유일한 특징을 보여준다.

Description

연소가스로부터 오염물질과 온실가스를 제거하는 방법 및 시스템{Method and System for Removing Pollutants and Greenhouse Gases from a Flue Gas}

본 발명은 오염물질과 온실가스를 제거하는 방법 및 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 흡수, 반응과 같은 결합 파괴 최종 결과, 및 저주파의 전자기파 치료를 변경하는 시간 등의 결합된 효과를 통하여 연소가스로부터 SO₂, NO_x, 및 CO₂와 같은 오염물질과 온실가스를 동시에 제거하는 방법 및 시스템에 관한 것이다.

내륙 및 연안 산업, 육로, 해상, 및 항공 수송을 포함하는 수 많은 산업에서는, SO₂, NO_x, CO₂와 같은 오염물질이나 온실가스를 포함하는 연소가스는 흔히 발생되며 다양한 환경기관들과 국제적인 기관에 의해 요구되는 연소가스 배출 기준을 만족하도록 처리될 필요가 있다.

현재, SO₂, NO_x, CO₂를 연소가스로부터 제거하는 통제 조치들은 다음과 같이 논의되고 있다.

SO₂의 배출을 줄이기 위하여, 현존하는 처리방법들은, SO₂가 기름을 연소하여 발생되는 경우, 전형적으로 저유황 연료를 사용한다. 하지만, 이러한 처리방법들을 사용하는 것은 고급 저유황 연료의 높은 가격과 저유황 연료의 입수가능성에 의해 방해를 받을 수 있을 것이다. 석회 또는 해수 세척공정은 SO₂가 석탄의 연소나 다른 연소과정에서 발생되는 경우에 SO₂의 배출을 줄이기 위해 사용되곤 한다. 그러나 건조하거나 눅눅한 환경에서 석회를 사용하는 것은, 전형적으로 석회(CaO)는 결과적으로는 CO₂를 방출하게 하는 석회석(CaCO₃)을 가열함으로써 얻어지는 것이기 때문에, CO₂의 발생을 유발할 것이다. 즉, SO₂를 제거하기 위해 석회공정을 사용하는 것은 사실상 CO₂발생과 맞바꾸는 것이다. SO₂를 제거하기 위한 해수 세척공정을 사용하는 경우, 황산은 SO₂와 물의 반응에 의해 생성된다. 전형적으로, 세척수는 2 내지 4 범위의 pH를 가지며, 그 결과 해양을 산성화하고 해수 속에 흔히 존재하는 중탄산염과 탄산염으로부터 CO₂를 방출시킬 것이다. 따라서 상기한 공정들은 모두 오염물질인 SO₂를 제거할 수 있지만 대기환경과 해양 환경에 해롭다.

이미 NO_x 배출을 줄이는 수 많은 저 NO_x 엔진들과 버너들이 있다. 이러한 저 NO_x 연소 장치들은 모두 낮은 연소 온도를 사용함으로써 연소 효율을 절출하는 공통적인 단점을 가지고 있다. 그러나 연소 효율의 감소는 더 많은 연료 소비를 필요로 하거나 더 많은 CO₂를 배출할 것이다. 또한, NO_x를 친환경적인 기체인 질소 가스로 환원하는데 요소나 아민이 사용되는 NO_x를 제거하기 위한 선택적 촉매 환원법(SCR: Selective Catalytic Reduction)과 선택적 무촉매 환원법(SNCR: Selective Non-Catalytic Reduction)도 있다. 하지만, 촉매들의 성능은 연료 오일이나 석탄 내에 존재하는 유황에 의해 영향을 받을 수 있다. 세척 공정에서 석회가 사용되지만, CaSO₄가 발생됨으로써 촉매의 표면을 불활성화시킬 수 있고 따라서 NO_x의 제거에 영향을 미치게 된다.

요즘, CO₂를 제거하기 위해 채택되는 공정들은 모노에탄올아민(MEA)처럼 CO₂를 화학적으로 포획하는 것이다. 그러나, 이러한 공정들은 CO₂용 저장고와 같은 풀어야 할 심각한 문제에 시달리고 있다. 이는 CO₂ 배출이 연간 1조톤 수준에 있으며 엄청난 양의 CO₂ 가스를 저장하는 것은 비용이 많이 들고 문제가 있는 것으로 인식되고 있다. 또한, CO₂를 제거하기 위해 화학적 중화반응과 흡수를 이용하는 것이 제안되었지만 이러한 공정에서 발생되는 최종 생성물을 처리하는 것이 중대한 문제가 된다. 따라서 이러한 공정들은 CO₂를 제거하기 위한 해결책이 되는 것으로 여겨질 수 없다.

오염물질들과 온실 가스들을 제거하기 위한 하나의 시스템과 공정이 "수상 디젤 엔진의 공기 오염 통제에서의 전기분해 해수"(JSME Int J Ser B(Jpn Soc Mech Eng) Vol. 46; No. 1; Page 206-213(2003))라는 제목으로 안 수케온과 니시다 오사미의 일본어 논문에서 제안되었다. 이러한 공정은 세척을 위한 알카리 화학물을 사용하는 종래의 공정들과 유사하지만 NaOH가 이미 만들어진 NaOH 화학물에서처럼 첨가되기 보다는 해수를 전기분해함으로써 생성되는 점이 다르다. 하지만, 이러한 공정은 국제 해사 기구(International Maritime Organization(IMO))와 같은 수 많은 규정들에 의해 직접적으로 배출이 허용되지 않는 염소 가스 및 HCl가 필연적으로 발생된다. 이 논문에 실린 공정에서, 전기적으로 생성되는 NaOH는 SO₂, NO_x, 그리고 CO₂를 중화하는데 사용되고 pH 3-5의 산성 해수가 생성되어 NaOH와 반응하여 질산염으로 환원시키는 NO를 NO₂로 산성화한다. 다시 말하면, 이러한 낮은 pH 산성도 수준에서, 해수 내의 탄산염들과 중탄산염들은 CO₂를 방출할 것이다. 즉 SO₂와 NO₂의 감소는 CO₂ 생성의 교환이다. 이러한 공정에서, CO₂는 전기분해 과정에서 중탄산염과 탄산염 내부로 흡수되어 환원된다. 근본적으로 이 일본어 논문은 SO₂를 황산염으로 환원하고, NO_x를 질산염으로 환원하고, CO₂를 중탄산염과 탄산염으로 환원함으로써 세 가지 가스 모두는 제거하는 것을 목표로 한다. 황산염, 질산염, 중탄산염, 그리고 탄산염 등의 이러한 생성물들은 바다 속으로 배출될 것이다. 여기서 의문이 생긴다. 만일 질산염 생성물이 모두 바다 속으로 배출된다면, 질산 농도는, 연소 가스 내에 존재하는 NO_x의 양을 고려할 때, IMO에서 요구하는 60ppm의 배출 한도를 넘어설 것이다. 더욱이, CO₂가 중탄산염과 탄산염으로 환원되는 것은, OH 이온의 양이 전형적으로 약 100ppm 또는 1톤의 해수 당 100그램만큼 증가되는 동안 해수의 전기분해가 해수의 pH를 10까지 증가시키도록 요구한다. 달리 말하면, 1톤의 CO₂를 중화시키기 위하여, CO₂를 100% 중화시키는 경우에 약 386Kg 또는 386,000g의 OH 이온이 필요하다. 그러므로 전기분해에 의해 생성될 수 있는 pH 10의 알칼리 해수는 3,860 톤이 될 것이다. 이와 같은 CO₂를 제거하기 위한 공정은 엄청난 크기의 전기분해 탱크는 물론이고 이와 같은 고용량의 알칼리서 물과 에너지의 소모 때문에 비현실적이다.

또한, 오염물질과 온실 가스들(SO₂, NO_x, 그리고 CO₂)이 모두 생성되고 함께 연소 가스 속에서 혼합되며, 연소 가스가 배출되기 전에 모두 제거되어야 할 필요가 있다. 하지만, 상기한 공정들과 시스템들은 상기 오염물질들과 온실 가스들 중 하나를 제거하지도 못하고 현실적인 대책이 되지 못한다. 이러한 모든 가스들이 상기한 각각의 공정들에 의해 함께 제거될 수 있다면, 세 가지의 다른 처리 시설들은 세 가지 가스 모두를 제거하기 위해 설치될 필요가 있을 것이다. 이는 저장과 최종 생성물의 처리에 관한 문제 외에도, 불가피하게 많은 경제적 비용과, 상기한 세 가지 별도의 시설들의 실질적인 공간, 큰 저장 공간, 그리고 고비용의 시약들을 야기한다.

상기한 공정들과 시스템들은, 또한 아무것도 CO₂나 최종 생성물을 에너지원으로 다시 사용할 수 없으며, 이들 모두는 선동적인 기술과 관련된 것이지 에너지 회수 기술에 관련된 것은 아님을 보여주는 것이다.

본 발명은, 대기나 해양 환경에 해를 주지 않으며 최종 생성물의 처리와 원자재 형태의 시약의 보관을 고려할 필요 없이도, 낮은 비용으로 연소 가스로부터 오염물질들과 온실 가스들을 동시에 제거할 수 있는 방법 및 장치를 제공한다. 대신에, 본 발명은 상기 최종 생성물들을 그 안에 포함된 에너지를 회수하는데 사용하며, 이는 종래의 어떠한 참고 문헌에서도 밝히거나 제시한 바 없는 것이다.

따라서, 본 발명은 상기한 요구에 부응하기 위해 개발된 것으로, 그 주된 목적은 환경에 해를 주지 않으면서 연소 가스로부터 오염 물질들과 온실 가스들을 동시에 제거하기 위한 방법 및 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 종래의 공정들과 시스템들보다 확실히 경제적으로 편리하면서 연소 가스로부터 오염 물질들과 온실 가스들을 동시에 제거하기 위한 방법 및 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 최종 생성물로부터 에너지를 회수할 수 있으면서 연소 가스로부터 오염 물질들과 온실 가스들을 동시에 제거하기 위한 방법 및 시스템을 제공하는 것이다.

이러한 본 발명의 목적들과 장점들은, 연소 가스 흐름으로부터 오염물질들과 온실 가스들(SO₂, NO_x, 및 CO₂)을 제거하는 방법을 제공함으로써 달성된다. 상기 방법은 a) 연소 가스로부터 SO₂를 제거하기 위해, 주어진 기간 동안 대향류 방향, 병류 방향, 또는 직교류 방향으로 자연상태의 해수를 상기 연소 가스와 접촉시키는 단계; b) 상기 연소 가스로부터 CO₂와 NO_x를 제거하기 위해 처리된 알칼리 수를 대향류 방향, 병류 방향, 또는 직교류 방향으로 상기 연소 가스와 접촉시키는 단계; 그리고 c) 상기 b) 단계 이후에 상기 연소 가스를 수집 또는 배출하는 단계;를 포함한다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에서, a) 단계는 상기 해수가 1 내지 90초 동안 상기 연소 가스와 접촉할 수 있도록 제어된다. a) 단계에서, 상기 연소 가스와의 접촉 이후에 상기 해수는 6.0 내지 7.5의 pH 범위를 가지도록 제어됨으로써 상기 pH가 소정의 배출 제어 한계를 초과하지 않도록 한다. 상기 연소 가스가 주입되는 동안, b) 단계는 70℃ 이하가 되도록 제어된다.

본 명세서에서, 용어 "처리된 알칼리 수"는, 예를 들어 다음의 문단에서 설명하는 방법에 따라 특별히 준비된다. 상기 "처리된 알칼리 수"의 상세한 것은 함께 계류중인 PCT 출원번호 PCT/CN2009/070422에서 상세히 설명되어 있으며 그 개시 내용은 전체를 참조하는 방식으로 본 명세서에 합체된다.

본 발명의 상기 알칼리 수는 화학약품이 없는 수돗물, 강물, 우물물, 해수, 및 공업용수로 이루어진 그룹에서 선택된 수원(水源)을 사용하는 알칼리 수 발생기에 의해 준비된다.

특히, 상기 알칼리 수 발생기는 물의 전기분해의 원리에 기초하여, 즉 전기 분해 탱크에 위치된 두 개의 전극을 가로질러 직류를 적용함으로써 작동된다. 전원의 양극에 연결되는 전극은 "애노드 전극"이라 부르는 반면 상기 전원의 음극에 연결되는 전극을 "캐소드 전극"으로 부른다. 전원이 공급되면, 양 이온들(H⁺)은 상기 캐소드 전극으로 이동할 것이며 상기 음 이온들(OH^-)은 상기 애노드 전극으로 이동할 것이다. 일반적으로 상기 애노드 전극과 상기 캐소드 전극은 담수용 산소, 해수용 염소, 그리고 수소를 같은 속도로 발생시키고 이에 따라 물의 pH는 변하지 않은 상태로 남는다.

알칼리 수를 생산하기 위하여, 수소 발생기를 통하여 수소 이온들을 환원하는 속도는 물 속의 OH-양을 초과하여 생성하기 충분히 빠를 것이며 따라서 물의 pH 수준을 상승시킬 것이다. 이는 상기 전극들의 표면적을 변경하고, 상기 전극들의 전류 밀도를 변경하며, 그리고/또는 상기 전극들 사이의 이온막(ion diaphragm)을 활용함으로써 달성될 수 있다.

전극의 표면적은 상기 전극의 전기 방전밀도에 반비례하는 것으로 알려져 있다. 본 발명의 상기 알칼리 수 발생기에서, 상기 캐소드 전극의 표면적은 이러한 전극의 전류 밀도를 증가시키도록 감소된다. 상기 캐소드 전극의 상기 전류 밀도에서의 증가는 상기 수소 발생을 빠르게 할 것이다. 이와 같은 방법으로, 물 속의 수소 이온(H+)은 증가된 pH를 가지는 처리된 알칼리 수를 생산하도록 환원될 것이다.

상기 처리된 알칼리 수의 pH를 증가시키는 또 다른 방법에서, 활성탄소와 같은 전기적 전도 물질이 본 발명의 상기 알칼리 수 발생기에 첨가된다. 상기 물질의 전기 전도도 때문에, 상기 애노드 전극에서의 산소나 염소 발생은 전기적 전도 물질이 상기 애노드 전극을 감쌀 때 지연될 것이다. 그 결과, 상기 처리된 알칼리 수는 높은 수치의 pH에 도달할 수 있다. 대안으로서, 이온막, 무이온 물리적 다공성 분리기, 또는 격막이 상기 전극들 사이에 배치되어 OH-가 사이 애노드 전극으로 이동하는 것을 저지함으로써 상기 캐소드 전극 근처에 있는 물의 pH가 증가된다.

바람직하기로는, 상기 처리된 알칼리 수는 해수, 지하수, 강물, 기수(汽水), 빗물, 공업용수, 및 탈이온수로 이루어진 그룹에서 선택된 수원으로부터 전기 분해에 의해 마련된다.

상기 처리된 알칼리 수는, 시변 저주파 전자기파 처리될 때, 상기 연소 가스로부터 상기 오염물질들과 온실 가스들을 제거할 수 있을 것이라고 알려져 있다. 상기 시변 저주파 전자기파 처리의 상세한 내용은 함께 계류중인 PCT 출원번호 PCT/SG2006/000218에 개시되어 있으며 그 개시 내용은 전체를 참조하는 방식으로 본 명세서에 합체된다.

상기 b) 단계에서 발생된 상기 탄소 입자들과 산소의 회수는 상기 b) 단계 이후에 이루어질 것이다.

필요하다면, 상기 방법의 a) 단계와 b) 단계가 한 번 또는 그 이상 반복될 수 있다.

본 발명의 다른 양상은 연소 가스 흐름으로부터 오염 물질들과 온실 가스들(SO₂, NO_x, 그리고 CO₂)을 제거하는 시스템을 제공하는 것이며, 상기 시스템은:

상기 오염 물질들과 온실 가스들을 상기 연소 가스로부터 제거하는 적어도 두 개의 단계들을 가지도록 형성되는 반응기를 포함하고, 상기 단계들 중의 제1단계는 상기 연소 가스가 상향으로 그리고 상기 반응기를 통과하도록 유도하는 제1가스 입구와 천연 해수가 상기 연소 가스로부터 SO₂를 제거하도록 대향류 방향으로 상기 연소 가스와 접촉시키는 적어도 하나의 제1 흡기구를 구비하고; 그리고 상기 단계들 중 제2단계는 상기 연소 가스로부터 CO₂와 NO_x를 제거하고 산소와 탄소 입자들을 생성하도록 대향류 방향으로 상기 제1단계로부터 상향으로 상승하는 상기 연소 가스로 유도하는 적어도 하나의 제2흡기구를 구비한다.

상기 해수와 상기 연소 가스 사이의 접촉 시간을 적절히 조절하기 위하여, 하나 또는 그 이상의 하부 단계들이 SO₂의 제거를 향상하기 위하여 상기 제1단계에 추가된다. 일반적으로, 상기 제1단계는, 상기 해수가 주어진 기간 동안에 상기 연소 가스와 접촉하도록 하기 위하여 0.8m 내지 2m 범위의 높이, 바람직하기로는 1m 내지 2m 범위의 높이를 가짐으로써 상기 연소 가스의 온도는 상기 연소 가스가 상기 제2단계로 진입하기 전에 70℃보다 아래로 내려간다.

본 발명의 바람직한 일실시예에서, 알칼리 수 발생기는 상기 처리된 알칼리 수를 전기분해로 마련하기 위해 사용되며 처리된 알칼리 수는 상기 알칼리 수 발생기를 상기 제2단계에 연결하는 관로를 통하여 상기 반응기의 상기 제2단계로 공급된다. 유리하기로는, 시변 저주파 전자기장을 생성하는 장치는 상기 알칼리 수 발생기와 조합되어 상기 처리된 알칼리 수는, 상기 반응기의 상기 제2단계로 진입하기 전에 시변 저주파 전자기파 처리된다.

상기 반응기는, 자연수가 상기 제2단계 이후에 상기 연소 가스 내에 존재하는 상기 탄소 입자들을 씻어내는데 사용되는 제3단계를 포함하도록 형성될 수 있다. 또한, 조류 제거기 또는 김 서림 방지장치가 미세한 물방울들을 제거하여 최종적인 깨끗한 가스를 생산하도록 상기 제3단계에 또는 그 이후에 제공될 수 있다.

본 발명에 따르면, 상기 반응기의 모든 단계들은 단일 반응기 내에 마련되거나 상기 반응기의 별도의 장치로서 구성될 수 있다.

종래 기술에서 유효한 상기 공정들과 시스템과 반대로, 본 발명의 방법과 장치는 상기 세 가지 가스들 모두를 동시에 제거할 수 있으며 시스템들의 규모와 자본비를 상당히 줄일 수 있다. 본 발명에서, 상기 반응기 내의 상기 제2단계에서의 상기 가스들은, 소수의 직접 중화 및 흡수 반등들이 일어나기는 하지만, 주로 각각 자신들의 기본적인 상태로 환원된다. 더욱이, 본 발명에서 얻어지는 방출된 물은 생태계에 영향을 미치지 않을 것이며, 최종 생성물들을 처분하거나 비가공 시약들의 저장을 고려할 필요가 없다.

본 발명의 대부분의 장점들은 회수될 수 있으며 연소용으로 다시 사용될 수 있는 원소 탄소와 산소를 포함하는 기초적인 생성물을 생성하는 것이다. 이는 탄소를 기반으로 하는 어떠한 연료들에 대하여도 에너지 생성 효율을 철저하게 개선한다. 이와 같은 에너지 회수에 의해, 해수나 담수 속에 존재하는 중탄산염과 탄산염을 포함하는 미네랄, 석회석, 백운석 등과 같은 탄산염에 기초한 모든 물질들은 에너지 원으로서 취급될 수 있다. 탄산염 함량이 산처리에 의해 CO₂로 환원될 때, CO₂ 가스가 생성되어 원소 탄소와 산소로의 환원을 위해 상기 반응기를 통과한다.

본 발명의 목적, 특징, 장점, 및 기술적 효과들은 첨부 도면을 참조한 본 발명의 개념들과 구조들의 다음의 설명에서 더욱 상세히 설명된다. 도면들은 어떠한 방식으로도 본 발명을 한정하지 않으면서 본 발명을 예시한다.

도 1은 연소 가스로부터 오염물질들과 온실 가스들을 제거하는 두 단계 반응기를 포함하는 시스템의 일실시예를 보여주는 개략도이다.

본 발명이 바람직한 실시예에서 예시되고 설명되지만, 본 발명은 수 많은 다른 구성과, 크기, 형성, 및 재료로 이루어질 수 있다.

이제 도면을 참조하면, 도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 일치하도록 구성되는 시스템을 도시한다. 본 실시예에서, 상기 시스템은 두 개의 단계들을 구비하는 반응기(100)을 구비한다. 하지만, 본 발명의 범위나 정신을 벗어나지 않으면서 상기 반응기 내에 더 많은 단계를 포함시키는 것이 가능하다.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 반응기(100)은 그 바닥에 위치되는 제1단계(120)와 상기 제1단계(120)의 상부에 위치되는 제2단계(140)을 구비하도록 구성된다. 연소 가스(200)는 상기 반응기(100)의 바닥에 위치하는 제1가스 입구(122)를 경유하여 상기 제1단계(120)로 들어가고 상향으로 이동하여 상기 제2단계(140)를 통과하여 상기 반응기(100)의 상단에 위치하는 가스 출구(162)를 경유하여 배출된다.

상기 제1단계(120)는 적어도 두 개의 필수적인 기능들을 가지며, 그 중 하나는 흡수에 의해 SO₂를 제거하는 것이고 다른 하나는 상기 제2단계를 위해 상기 연소 가스의 온도를 제어하고 상기 제1단계에서 배출되는 해수(이하, "세척수"라 칭한다)의 pH를 조절하는 것이다. 만일 상기 제1단계 이후에 상기 연소 가스의 온도가 너무 높으면, 상기 제2단계의 효율이 영향을 받을 것이다. 상기 연소 가스의 온도가 높은 경우에 복수의 하위 단계들이 상기 제1단계용으로 마련될 수 있거나, 산성도가 높은 세척수가 생성되는 경우에 상기 제1단계의 높이가 축소된다.

대표적으로, 상기 제1단계에서 배출되는 상기 세척수(122)의 pH는 6.0 내지 7.5의 범위, 바람직하기로는 6.5보다 낮지 않으며 상기 연소 가스와 상기 자연 해수 사이의 접촉 시간에 의해 조절될 수 있다. 만일 상기 접촉 시간이 너무 길면, 상기 세척수(122)의 pH는 지나치게 산성화되어 법에서 요구되는 배출 통제 한계를 넘어서게 될 것이다. 따라서, 상기 접촉 시간은, 예를 들어 상기 제1단계의 높이에 의해 제어될 필요가 있다. 바람직한 일실시예에서, 상기 접촉 시간은 1초 내지 90초, 바람직하기로는 15초 내지 60초가 되도록 상기 제1단계(120)의 0.8m 내지 2m 범위의 높이에 의해 조절된다. 상기 제1단계의 상기 높이를 제한함으로써, CO₂의 제거가 불충함을 알게 되는 경우에 상기 접촉 시간이 유지되는 하나 또는 그 이상의 하위 단계들이 부가될 수 있다. 이는 SO₂의 제거량을 증가시키고 상기 세척수(122)의 pH가 6.0 내지 7.5 내에 있도록 유지하면서 천연 해수와 상기 연소 가스 사이의 상기 접촉 시간을 증가시키지 않을 것이다.

상기 제1단계(120)로 진입하는 상기 연소 가스는 전형적으로 SO₂, NO_x, 그리고 CO₂를 함유하는 연소 생성물이며 100℃ 내지 500℃ 범위의 온도를 가진다. 상기 제1단계(120)는 해수 탱크(300) 내에 저장된 천연 해수를 상기 제1단계로 진입시키는 제1물 흡기구(124)를 구비하도록 구성된다. 상기 제1물 흡기구(124)는 선택된 형태의 노즐 또는 박무 형태를 형성하는, 상기 해수가 상기 제1단계에서 세분화되고 상기 제1가스 입구(122)로부터 상승하는 상기 연소 가스와 접촉하도록 아래로 뿌려지도록 하는 나선형 차폐물(screen) 형태의 노즐과 같은 다른 적절한 형태의 노즐이다. 바람직한 실시예에서, 상기 제1단계(120)는 상기 연소 가스의 온도를 500℃에서 70℃보다 아래로 낮출 수 있는 충분한 접촉 시간을 허용할 수 있는 1m 내지 1.5m의 높이를 가진다. 본 실시예에서, 상기 연소 가스는 상기 천연 해수와 대향류 방향으로 접촉된다. 상기 천연 해수가 상기 연소 가스의 흐름에 비하여 상대적으로 병류 또는 직교류 방향으로 주입될 수 있음을 주목할 필요가 있다.

SO₂는 SO₂, NO_x, 그리고 CO₂ 가스들 중에서 가장 산성이 강하다. 따라서, 상기 제1단계(120)의 배치에 의해, 상기 연소 가스 중의 SO₂의 대부분은 상기한 바와 같이 상기 제1단계에서 상기 세척수(122)의 pH 조절과 상기 연소 가스의 온도 조절하는 가운데 상기 천연 해수에 의해 일차적으로 흡수될 수 있다. 여기에서, SO₂는 다음의 반응식에 따라 황산으로 환원된다.

SO₂ + H₂O → H₂SO₄

상기 제1단계의 상기 세척수의 pH가 5보다 높게 유지된다면 상기 제2단계를 향해 위로 통과하는 상기 연소 가스로부터 제거되는 NO_x와 CO₂의 실질적인 양은 없음이 알려져 있다. 상기 제1단계에서, 극미량의 CO₂가 대기 중으로 방출되기 보다는 상기 제2단계로 이송될 수 있는 증발된 물속에서 용해된다. 이는 해수 세척 또는 석회를 사용하는 종래의 공정들에서 발견되듯이 상기 SO₂를 제거하는 동안 CO₂의 방출을 제거한다.

그 결과는 SO₂가 상기 천연 해수가 SO₂를 흡수하는데 사용되는 상기 반응기의 상기 제1단계(120) 내에서 약 98%까지 제거될 수 있음을 보여주었다.

상기 제2단계(140)는 상기 연소 가스로부터 NO_x와 CO₂를 제거하도록 구성된다. 마찬가지로, 상기 제2단계(140)는 상기 처리된 알칼리 수를 상기 제2단계로 진입시키는 다양한 제2물 흡기구들(144)을 가진다. 상기 제2물 흡기구들(144)은 다른 수준에 있으며 선택된 형태의 노즐들, 또는 상기 처리된 알칼리 수가 상기 제2단계에서 세분화되고 아래로 흐르게 하는, 바람직한 박무 형태를 생성하는, 다른 적합한 형태의 노즐이기도 하다. 상기 처리된 알칼리 수는 하나 또는 그 이상의 알칼리 수 발생기들(500)이 상기 처리된 알칼리 수를 전기분해로 마련하도록 배치되는 알칼리 해수 탱크(400)으로부터 공급된다. 본 실시예에서, 상기 연소 가스는 상기 처리된 알칼리 수와 대향류 방향으로 접촉된다. 상기 처리된 알칼리 수는 상기 연소 가스의 흐름에 비하여 상대적인 병류 또는 직교류 방향으로 주입될 수 있음에 주의하여 한다.

상기한 바와 같이, 상기 제2단계로 들어가는 상기 연소 가스의 온도는 낮아져야 하며 바람직하기로는 70℃보다 낮아야 한다. 이러한 연소 가스는 극미량의 SO₂는 물론이고 CO₂와 NO_x를 포함하거나 SO₂를 포함하지는 않는데 그 이유는 상기 제1단계(120)에서의 그 제거량 때문이다.

시변 저주파 전자기파장의 처리된 후에, 상기 처리된 알칼리 수가 CO₂와 NO_x의 제거량을 크게 증가시킬 것이라고 놀랍도록 관측되었다. 따라서, 시변 저주파를 가지는 전자기파장을 생성하는 장치(600)는 상기 처리된 알칼리 수에게 에너지를 주기 위해 알칼리 수 탱크(400) 내에 위치된다. 본 실시예에서, 상기 장치(600)는 파이프에 감긴 코일로 구성된다. 상기 코일은 시변 저주파 전자기장을 상기 장치를 감싸는 물에 적용함으로써 상기 처리된 알칼리 수를 처리하는 상기 알칼리 수 발생기들(500)로부터 별도의 패널에 연결된다. 상기 장치(600)의 상세한 내용은 PCT 출원번호 PCT/SG2006/000218를 참고하면 될 것이다. 상기 에너지가 주어진 처리된 알칼리 수는 상기 제2물 흡기구(144)로부터 미세한 박무로 뿌려져 상기 제1단계(120)로부터 상향으로 상승하는 상기 연소 가스와 혼합된다.

상기 제2단계에서, 상기 가스들(NO_x와 CO₂)은 모두 미세한 탄소 입자들과 산소의 발생과 함께 철저하게 감소되는 것이 발견되었다. 그 결과들은 NO와 NO₂가 95% 이상까지 감소될 수 있고 CO₂는 80% 이상까지 감소될 수 있다. 또한, NO_x와 CO₂의 용적 백분율의 감소는 항상 산소의 용적 백분율의 생성을 동반하고 O₂의 생성에 대한 NO_x와 CO₂에서의 감소율은 거의 1:1.5이었음이 흥미롭다. 더욱이, 매우 많은 양의 아주 미세한 탄소 입자들은, 상기 탄소 입자들의 존재함으로써 갈색이 되어버리는 상기 제2단계 이후에 상기 제2단계의 상기 세척수(146)와 상기 연소 가스 내에서 발견되었다.

상기 제2단계에서 발견되는 다른 것은 상기 연소 가스의 온도 강하가 5℃보다 낮다는 것이며, 따라서 상기 처리된 알칼리 수의 온도는 0.25℃보다 덜 증가되어야 한다. 하지만, 상기 제2단계의 물의 실제 온도는 약 5℃까지 상승하는 것으로 검출되었다. 이는 상기 제2단계에서 발생되는 반응들이 발열반응임을 암시한다. 더욱이, 상기 제2단계의 상기 세척수(146)에 용해된 질산염과 아질산염은 3ppm보다 낮다.

상기 결과에 의하면, 상기 제2단계에서의 상기 반응들은 적은 양의 산성기 중화 반응들을 동반하는 결합 파괴 최종 결과 유사 반응들(bond breaking end result alike reaction)이다. 즉, 상기 제2단계에서의 주된 화학 반응식들은 다음과 같이 일어난다.

CO₂ + H₂O → H₂CO₃

CO₂ → C + O₂

NO_x+ H₂O →HNO₃

NO_x →N₂ + O₂

용어 "결합 파괴 최종 결과 유사 반응"은 본 명세서에서 CO₂를 원소 탄소 와 산소로 환원한 결과와의 부작용들을 가리킨다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 100Kg의 CO₂를 제거하기 위해서는 pH 9.5 내지 pH 10의 12톤의 처리된 알칼리 수가 필요하다. 약 pH 9.6의 처리된 알칼리 수의 경우, 상기 제2단계(140) 내의 상기 세척수의 pH는 약 9이며 상기 제2단계(140) 내의 상기 세척수의 전체 알칼리도는 상기 해수가 알칼리도에 매우 근접하는 상기 제2단계(140)로 진입하는 상기 처리된 알칼리 수와 실질적으로 동일하게 유지된다. 상기 제2단계(140)에서 배출되는 상기 세척수(146)는 상기 제1단계(120)에서 배출되는 상기 약산성의 세척수(126)와 혼합되어 결과적으로 전형적으로 8 또는 그 이상의 pH를 가지는 물을 배출할 것이다. 상술한 바와 같이, 상기 제2단계의 상기 세척수(146) 내의 질산염과 아질산염의 함량들은 3ppm보다 적다. 따라서, 본 발명의 상기 배출수는 생태계에 영향을 주지 않을 것이며 1ppb보다 낮은 단환 방향족 탄화수소(Poly Aromatic Hydrocarbon(PAH))용 배출 요건을 만족한다. 본 발명의 배출수(166)는 따라서 바로 배출될 수 있다. 이와 달리, 상기 제1단계의 상기 세척수(126)와 상기 제2단계의 상기 세척수(146)의 결과적인 혼합수는 SO₂를 제거하기 위하여 상기 연소 가스와 접촉하는 수원(156)으로서 a) 단계로 다시 재순환될 수 있다. 이렇게 함으로써 천연 해수를 상기 해수 탱크(300)으로부터 상기 제1단계로 퍼 올리기 위해 필요한 에너지를 절약할 수 있다.

본 발명은 NO_x와 CO₂가 중화시키는 것보다 결합 파괴 최종 결과 유사 반응들에 의해 제거되며, 이는 상기 제2단계의 상기 세척수 내에서 발견되는 질산염이 거의 없고 많은 양의 미세한 탄소 입자들이 상기 세척수와 상기 제2단계 이후에 처리되는 상기 연소 가스 내에서 발견됨에 특징이 있음이 명백하다.

NO_x를 제거하는 종래의 중화 공정들에서, 대부분의 어려운 것은 질산염을 생성하는 알칼리와의 중성을 감안하여 NO₂를 제공하여 N₂O₅로 산화될 필요가 있는 NO를 제거하는 것이다. 본 발명에 따르면, 상기 시변 저주파 전자기파 처리에 의해 활성화되는 상기 처리된 알칼리 수만이 상기 연소 가스와 접촉되는 상기 반응기의 상기 제2단계로 유입되고 상기 세척수(146)는 약 9의 pH를 가지는 것으로 발견된다. 이는 상기 제2단계(2)가 완벽한 알칼리성 환경임을 암시한다. 이와 같은 경우에, NO의 산화는 일어날 수 없다. 즉, 중화 반응은 본 발명에서 상기 연소 가스 내에 존재하는 가스들(NO와 NO₂)을 제거하는 활용되지 않는다.

예를 들어, CO₂를 제거하기 위해 NaOH를 사용하는 종래의 중화 공정들에서, 많은 양의 NaOH가 필요하고 최종 생성물들의 처리 역시 문제가 된다. 반면, 본 발명에 다르면, CO₂ 가스 대부분은 적은 양의 CO₂가 상기 처리된 알칼리 수에 의해 흡수됨에도 불구하고 결합-파괴 최종 결과 유사 반응들에 의해 원소 탄소와 산소로 환원된다. 따라서, 사용되는 시약은 없으며 최종 생성물들의 처리도 본 발명에서는 존재하지 않는다. 상기 처리된 알칼리 수에 의한 CO₂의 흡수는 상기 세척수(146) 내부로 중탄산염과 탄산염들을 주고 그 함량들은 종래의 중화 공정들에서 생성되는 중탄산염과 탄산염들의 함량에 비해 훨씬 적다. 보다 중요하게, 본 발명의 최종 생성물들, 탄소와 산소는 회수될 수 있다. 예를 들면, 상기 세척수 내의 상기 탄소 입자들은 여과될 수 있으며 상기 가스 내의 상기 미세한 탄소는 전기집진기에 의해 회수될 수 있다.

상기 제2단계에서 상기 생성된 탄소 입자들과 산소를 보다 편리하게 회수하기 위하여, 제3단계(도시하지 않음)가 상기 반응기의 상기 제2단계(140) 이후에 추가될 수 있다. 상기 제3단계도 상기 연소 가스 내의 잔류 SO₂를 제거하는데 사용될 수 있다. 특히, 상기 제3단계는 천연수를 받아들여 상기 탄소 입자들을 세척하는 물리적 접촉에 의해 상기 제2단계(140)로부터 상승하는 상기 연소 가스로부터 탄소 입자들을 세척하도록 구성될 수 있다. 그러면, 상기 제3단계에서 나오는 탄소 입자 부분을 함유하는 상기 세척수는 상기 제2단계에서 나오는 상기 세척수(146)와 혼합될 수 있으며 이와 같이 상기 혼합된 세척수는 실질적으로 여과되어 상기 탄소 입자들을 회수한다.

상기 반응기의 상기 3개의 단계들은 도 1에 도시된 바와 같이 단일 반응기 형태로 제공될 수 있다. 이와 달리, 각각 특정 단계 또는 일군의 단계들에 지정되는 수평하게 배열된 개별적인 용기들이 사용될 수 있다. 다른 용기가 하나 또는 그 이상의 단계에 지정되는 반면 단일 용기를 단일 단계에 지정하는 것이 가능하다. 더욱이, 조류 제거기 또는 김 서림 방지장치가 미세한 물방울들을 제거하여 상기 가스 출구(162)로 배출되는 최종적인 깨끗한 가스를 생산하도록 상기 제3단계에 또는 그 이후에 설치될 있다.

본 발명에 따르면, 상기 반응기의 상기 제1단계(120)가 매우 약한 산성 조건 하에 있다 할 지라도 상기 반응기는 일반적으로 알칼리 환경 내에 있다. 따라서, 본 발명의 반응기(100)를 만들기 위해 고부식 저항성을 가지는 고가의 재질을 사용할 필요가 없다. 대신에, 상기 반응기(100)는 상기 반응기의 비용을 상당히 줄일 수 있는 종래의 연강과 같은 많이 덜 비싼 재질로 제작될 수 있다.

상술한 바와 같이, CO₂의 제거는 산소와 미세한 탄소 입자들의 발생을 동반한다. 본 발명을 기본으로 하여, 자연적으로 발생되거나 화학적으로 생산되는 CO₂ 가스 또는 미네랄, 석회석, 백운석 등과 같은 탄산염 계열의 화합물은 산소와 탄소를 회수하는 에너지원으로서 사용될 수 있다. 예를 들면, 탄산염 미네랄이 에너지원으로 채택되면, 해수는 막(membrane)과 같은 분리기에 의해 전기분해될 수 있다. 전기분해로 생산되는 산은 CO₂를 발생시키도록 탄산염 미네랄을 처리하고, 본 발명의 방법에 의해 탄소와 산소를 회수하도록 처리될 수 있다. 그리고 농축된 CO₂가 아민 방법과 같은 CO₂의 포획 방법들로부터 얻어지면, 고농도의 탄소와 산소가 본 발명의 방법에 의해 얻어질 것이다.

다양한 실험에서, 도 1에 도시된 상기 시스템은 다음의 조건하에서 연소 가스를 처리하는데 사용된다.

타워의 높이: 7 내지 11m

제1단계의 높이: 약 1m

연소 가스와 물 사이의 접촉 시간: 25초 내지 1분

해수의 압력: 2 내지 8bar

처리된 알칼리수의 pH: 9.5 내지 10

연소 가스 내에 존재하는 성분의 농도들: SO₂: 10 내지 2000ppm

NO_x: 0 내지 1000ppm

CO₂: 2 내지 7 용적 백분율

연소 가스의 온도: 100℃ 내지 300℃

연소 가스의 유속: 약 500 m³/h 내지 2500 m³/h

천연 해수의 유속: 약 10 m³/h 내지 25 m³/h

처리된 알칼리 수의 유속: 약 5 m³/h 내지 25 m³/h

상기 실험의 결과들은 SO₂, NO_x, 및 CO₂의 가스가 각각 80% 내지 100%, 60% 내지 80%, 및 20% 내지 60%임을 보여주었다.

따라서. 본 발명은 연소 가스에서 오염 물질들과 온실 가스들(SO₂, NO_x, CO₂)을 효과적으로 제거하는 방법과 시스템을 제공한다. 본 발명은 더욱 상당히 경제적이며 편리하고 환경에는 해를 주지 않는다. 종래기술의 공정들과 시스템들과 비교하였을 때, 본 발명은 원소 탄소와 산소가 최종 생성물로 발생되고 에너지원으로서 회수될 수 있는 신규하고 유일한 특징을 보여준다. 본 발명은 CO₂의 포획 기술과 관련된 저장문제를 해결할 뿐만 아니라 종래의 공정들에서 요구되는 시약들을 사용할 필요가 없고 최종 생성물들을 처리할 필요도 없다.

바람직한 실시예들에 따라 본 발명의 본질이 충분히 설명되었으나, 본 발명은 상기한 실시예들과 도면의 구조들과 기능들에 한정되어서는 아니 된다. 기본적인 원리가 달라지거나, 변경되거나, 수정되지 않는 한, 이러한 것들은 상세한 설명의 변형에 속하는 것으로 보아야 한다. 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 당업자의 상식에 의해 쉽게 얻어질 수 있는 다양한 변형들과 변경들은 본 발명의 범위 내에 있는 것이다.

100: 반응기 120: 제2단계
140: 제2단계 162: 가스 출구
146: 세척수 124: 제1물흡기구
144: 제2물흡기구 122: 제1가스입구
400: 알칼리 해수 탱크 500: 알칼리 수 발생기

Claims

a) 연소 가스로부터 SO₂를 제거하기 위하여 주어진 기간 동안 천연 해수를 상기 연소 가스와 대향류 방향, 병류 방향, 또는 직교류 방향으로 접촉시키는 단계;
b) 상기 연소 가스로부터 CO₂와 NO_x를 제거하고 산소와 탄소 입자들을 발생시키도록 처리된 알칼리 수를 대향류 방향, 병류 방향, 또는 직교류 방향으로 상기 연소 가스에 접촉시키는 단계; 그리고
c) 상기 b) 단계 이후에 상기 연소 가스를 수집 또는 방출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연소 가스류로부터 오염 물질들과 온실 가스들(SO₂, NO_x, 및 CO₂)을 제거하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 a) 단계에서, 상기 연소 가스와 접촉된 후의 상기 해수는 6.0 내지 7.5범위의 pH를 가지도록 조절되는 것을 특징으로 하는 연소 가스류로부터 오염 물질들과 온실 가스들(SO₂, NO_x, 및 CO₂)을 제거하는 방법.
제2항에 있어서,
상기 a) 단계에서, 상기 해수의 pH는 6.5 내지 7.5의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 연소 가스류로부터 오염 물질들과 온실 가스들(SO₂, NO_x, 및 CO₂)을 제거하는 방법.
제1항에 있어서,
a) 단계에서, 상기 해수는 1 내지 90초 동안 상기 연소 가스와 접촉되는 것을 특징으로 하는 연소 가스류로부터 오염 물질들과 온실 가스들(SO₂, NO_x, 및 CO₂)을 제거하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 천연 해수는 나선형 차폐물 형태의 노즐들에 의해 세분화되는 것을 특징으로 하는 연소 가스류로부터 오염 물질들과 온실 가스들(SO₂, NO_x, 및 CO₂)을 제거하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 연소 가스가 진입하는 b) 단계는 70℃ 이하가 되도록 제어되는 것을 특징으로 하는 연소 가스류로부터 오염 물질들과 온실 가스들(SO₂, NO_x, 및 CO₂)을 제거하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 처리된 알칼리 수는 알칼리 수 발생기에 의해 마련되고 상기 알칼리 수 발생기에 연결되는 도관들을 통하여 공급되는 것을 특징으로 하는 연소 가스류로부터 오염 물질들과 온실 가스들(SO₂, NO_x, 및 CO₂)을 제거하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 처리된 알칼리 수는 해수, 지하수, 강물, 빗물, 공업용수, 및 탈이온수로 이루어진 그룹에서 선택된 수원(水源)으로부터 전기분해로 마련되는 것을 특징으로 하는 연소 가스류로부터 오염 물질들과 온실 가스들(SO₂, NO_x, 및 CO₂)을 제거하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 처리된 알칼리 수는 시변 저주파 전자기파 처리를 받는 것을 특징으로 하는 연소 가스류로부터 오염 물질들과 온실 가스들(SO₂, NO_x, 및 CO₂)을 제거하는 방법.
제9항에 있어서,
상기 시변 저주파 전자기파 처리는 가변 저주파를 가지는 전자기파장을 발생시키는 장치를 사용함으로써 적용되는 것을 특징으로 하는 연소 가스류로부터 오염 물질들과 온실 가스들(SO₂, NO_x, 및 CO₂)을 제거하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 처리된 알칼리 수는 나선형 차폐물 형태의 노즐들에 의해 세분화되는 것을 특징으로 하는 연소 가스류로부터 오염 물질들과 온실 가스들(SO₂, NO_x, 및 CO₂)을 제거하는 방법.
제1항에 있어서,
b) 단계에서 발생되는 상기 탄소 입자들을 회수하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연소 가스류로부터 오염 물질들과 온실 가스들(SO₂, NO_x, 및 CO₂)을 제거하는 방법.
제1항에 있어서,
b) 단계에서 발생되는 산소를 수집하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연소 가스류로부터 오염 물질들과 온실 가스들(SO₂, NO_x, 및 CO₂)을 제거하는 방법.
제1항에 있어서,
a) 단계에서 상기 연소 가스와 접촉한 후의 상기 해수는 b) 단계에서 상기 연소 가스와 접촉한 후의 상기 처리된 알칼리 수와 혼합되고, 상기 혼합기체는 수원으로서 a) 단계로 재순환되어 SO₂를 제거하기 위하여 상기 연소 가스와 접촉하거나 그 후속 처리를 할 필요 없이 바다로 바로 배출되는 것을 특징으로 하는 연소 가스류로부터 오염 물질들과 온실 가스들(SO₂, NO_x, 및 CO₂)을 제거하는 방법.
제1항에 있어서,
a) 단계 및 b) 단계는 한 번 또는 그 이상 반복되는 것을 특징으로 하는 연소 가스류로부터 오염 물질들과 온실 가스들(SO₂, NO_x, 및 CO₂)을 제거하는 방법.
연소 가스로부터 오염 물질들과 온실 가스들을 제거하는 적어도 두 개의 단계를 가지도록 구성되는 반응기를 포함하고, 상기 단계들 중 제1단계는 상기 연소 가스가 상기 반응기의 상향으로 그리고 상기 반응기를 통하여 흐르도록 유도하는 제1가스 입구와 상기 연소 가스로부터 SO₂를 제거하도록 천연 해수가 상기 연소 가스와 대향류 방향, 병류 방향, 또는 직교류 방향으로 접촉하도록 유도하는 적어도 하나의 제1흡기구를 포함하고, 상기 단계들 중 제2단계는 처리된 알칼리 수를 대향류 방향, 병류 방향, 또는 직교류 방향으로 상기 제1단계로부터 상승하는 상기 연소 가스로 유도하여 상기 연소 가스로부터 CO₂와 NO_x를 제거하고 산소와 탄소 입자들을 발생시키는 적어도 하나의 제2흡기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 연소 가스로부터 오염 물질들과 온실 가스들(SO₂, NO_x, 및 CO₂)을 제거하는 시스템.
제16항에 있어서,
상기 제1단계는 SO₂의 제거를 향상시키는 하나 또는 그 이상의 하위 단계들을 포함하는 것을 특징으로 하는 연소 가스로부터 오염 물질들과 온실 가스들(SO₂, NO_x, 및 CO₂)을 제거하는 시스템.
제16항에 있어서,
상기 적어도 하나의 제1흡기구는 상기 해수를 세분화하는 나선형 차폐물 형태의 노즐인 것을 특징으로 하는 연소 가스로부터 오염 물질들과 온실 가스들(SO₂, NO_x, 및 CO₂)을 제거하는 시스템.
제16항에 있어서,
상기 제1단계는 주어진 기간 동안 상기 해수가 상기 연소 가스와 접촉할 수 있도록 0.8m 내지 2m 범위의 높이를 가짐으로써 상기 연소 가스의 온도가 상기 연소 가스가 상기 제2단계로 진입하기 전에 70℃ 이하로 낮춰지는 것을 특징으로 하는 연소 가스로부터 오염 물질들과 온실 가스들(SO₂, NO_x, 및 CO₂)을 제거하는 시스템.
제16항에 있어서,
상기 처리된 알칼리 수가 전기분해로 마련되는 알칼리 수 발생기와 상기 알칼리 수 발생기를 상기 반응기의 상기 제2단계로 연결하는 도관들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연소 가스로부터 오염 물질들과 온실 가스들(SO₂, NO_x, 및 CO₂)을 제거하는 시스템.
제20항에 있어서,
시변 저주파 전자기파장을 발생시키는 장치가 상기 알칼리 수 발생기와 결합되도록 배치되어 상기 처리된 알칼리 수는 상기 알칼리 수가 상기 반응기의 상기 제2단계로 유입되기 전에 시변 저주파 전자기파 처리를 받는 것을 특징으로 하는 연소 가스로부터 오염 물질들과 온실 가스들(SO₂, NO_x, 및 CO₂)을 제거하는 시스템.
제16항에 있어서,
상기 적어도 하나의 제2흡기구는 상기 처리된 알칼리 수를 세분화하는 나선형 차폐물 형태의 노즐인 것을 특징으로 하는 연소 가스로부터 오염 물질들과 온실 가스들(SO₂, NO_x, 및 CO₂)을 제거하는 시스템.
제16항에 있어서,
상기 반응기의 상기 제2단계에서 상기 발생된 산소를 회수하는 전기집진기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연소 가스로부터 오염 물질들과 온실 가스들(SO₂, NO_x, 및 CO₂)을 제거하는 시스템.
제16항에 있어서,
상기 반응기는, 천연수가 상기 제2단계 이후에 상기 연소 가스 내에 존재하는 상기 탄소 입자들을 세척하는데 사용되는 제3단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연소 가스로부터 오염 물질들과 온실 가스들(SO₂, NO_x, 및 CO₂)을 제거하는 시스템.
제24항에 있어서,
조류 제거기 또는 김 서림 방지기가 상기 제3단계 또는 그 이후에 제공되어 미세한 물방울을 제거하여 최종적인 깨끗한 가스를 생산하는 것을 특징으로 하는 연소 가스로부터 오염 물질들과 온실 가스들(SO₂, NO_x, 및 CO₂)을 제거하는 시스템.
제16항 또는 제24항에 있어서,
상기 반응기의 모든 단계들은 단일 반응기 내에 제공되거나 수평 관계에 있는 개별적인 용기들로 구성되는 것을 특징으로 하는 연소 가스로부터 오염 물질들과 온실 가스들(SO₂, NO_x, 및 CO₂)을 제거하는 시스템.
제16항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 반응기는 연강으로 제작되는 것을 특징으로 하는 연소 가스로부터 오염 물질들과 온실 가스들(SO₂, NO_x, 및 CO₂)을 제거하는 시스템.
이산화탄소 또는 상기 탄산염 계열의 화합물들은 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 따른 방법을 따르며, 탄소 및 산소를 생산하는 원(原)으로서의 이산화탄소 또는 탄산염 계열의 화합물의 용도.
제28항에 있어서,
상기 탄산염 계열의 화합물들은 중탄산염, 탄산염, 탄산염 미네랄, 석회석, 그리고 백운암으로 구성되는 그룹에서 선택되는 탄소 및 산소를 생산하는 원(原)으로서의 이산화탄소 또는 탄산염 계열의 화합물의 용도.