KR20180128380A - Method of converting carbon dioxide, and method of capturing and converting carbon dioxide - Google Patents

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Abstract

Provided is a method of converting CO_2, comprising a method of forming a CO_2 converting material by combining a reducing material reforming agent including one selected from a reaction product of a CO_2 absorbing material (C_abs) and CO_2, a reaction product of a CO_2 absorbing material (C_abs), CO_2, and H_2O, and a combination thereof, with a reducing material, wherein the CO_2 absorbing material (C_abs) may include one selected from a metal, a metal oxide, a metal carbonate, a metal bicarbonate, and a combination thereof.

Description

이산화탄소 전환 방법, 그리고 이산화탄소 포집 및 전환 방법{METHOD OF CONVERTING CARBON DIOXIDE, AND METHOD OF CAPTURING AND CONVERTING CARBON DIOXIDE}METHOD OF CONVERTING CARBON DIOXIDE, AND METHOD OF CAPTURING AND CONVERTING CARBON DIOXIDE BACKGROUND OF THE INVENTION [0001]

이산화탄소 전환 방법, 그리고 이산화탄소 포집 및 전환 방법에 관한 것이다.A carbon dioxide conversion method, and a carbon dioxide capture and conversion method.

일반적으로 배가스(flue gas)는 이산화탄소를 포함하고 있다. 이러한 이산화탄소가 대기 중으로 방출될 경우 온실효과 등을 일으킨다.Generally, flue gas contains carbon dioxide. When these carbon dioxide are released into the atmosphere, they cause a greenhouse effect.

이에 이산화탄소를 포집하고, 이를 화학연료 합성에 사용되는 합성가스 또는 화학연료를 제조하는 데 사용하고자 하는 연구가 활발히 이루어지고 있다.Research has been actively conducted to capture carbon dioxide and use it to produce syngas or chemical fuels used in chemical fuel synthesis.

일 구현예는 공정이 단순하며, 경제성이 우수한 CO2 전환 방법, 그리고 CO2 포집 및 전환 방법을 제공한다.One embodiment provides a CO 2 conversion method and a CO 2 capture and conversion method that are simple in process and excellent in economy.

일 구현예에 따른 CO2 전환 방법은 CO2 흡수물질(CO2 absorbing material, Cabs)과 CO2의 반응 생성물, CO2 흡수물질(Cabs)과 CO2와 H2O의 반응 생성물 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 포함하는 환원성 물질 개질제를 환원성 물질과 혼합하여 CO2 전환 물질을 형성하는 단계를 포함한다. 이때, 상기 CO2 흡수물질(Cabs)은 금속, 금속 산화물, 금속 탄산염, 금속 중탄산염 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 포함한다.CO 2 conversion method according to an embodiment, the CO 2 absorbing material (CO 2 absorbing material, C abs) and the CO reaction product of 2, CO 2 reaction of the absorbing material (C abs) with CO 2 and H 2 O product and these And a reducing material modifier including one selected from the group consisting of a combination of a reducing material and a reducing material to form a CO 2 conversion material. At this time, the CO 2 absorbent material (C abs ) includes one selected from a metal, a metal oxide, a metal carbonate, a metal bicarbonate, and a combination thereof.

상기 금속은 알칼리금속, 알칼리토금속, 희토류금속, 전이금속 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 포함할 수 있다.The metal may include one selected from alkali metals, alkaline earth metals, rare earth metals, transition metals, and combinations thereof.

상기 CO2 흡수물질(Cabs)은 Sr, Mn, Mg, Li, Zn, K, Ca, Ag, Cs, Na, Fe, Ba, Cu, 이들의 산화물, 이들의 탄산염, 이들의 중탄산염 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 포함할 수 있다.Wherein the CO 2 absorbent material (C abs ) is at least one selected from the group consisting of Sr, Mn, Mg, Li, Zn, K, Ca, Ag, Cs, Na, Fe, Ba, Cu, oxides thereof, ≪ / RTI > and combinations thereof.

상기 환원성 물질은 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 지방족 탄화수소, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 지환족 탄화수소, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 방향족 탄화수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알코올, 암모니아 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 포함할 수 있다.Wherein the reducing material is selected from the group consisting of hydrogen, substituted or unsubstituted C1 to C30 aliphatic hydrocarbons, substituted or unsubstituted C3 to C30 alicyclic hydrocarbons, substituted or unsubstituted C6 to C30 aromatic hydrocarbons, substituted or unsubstituted C1 to C30 alcohols, Ammonia, and combinations thereof.

상기 CO2 전환 물질을 형성하는 단계에서 촉매를 더 혼합할 수 있다. 이때, 상기 촉매는 Fe, Co, Cu, Ni, Ru, Pt, Ir, Pd, Al, Ga, Mn, Si, Zr 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 포함할 수 있다.In the step of forming the CO 2 conversion material, the catalyst may be further mixed. The catalyst may include one selected from Fe, Co, Cu, Ni, Ru, Pt, Ir, Pd, Al, Ga, Mn, Si, Zr and combinations thereof.

상기 CO2 흡수물질(Cabs)은 촉매를 더 포함할 수 있다. 촉매에 대한 설명은 상술한 바와 같다.The CO 2 absorbent material (C abs ) may further comprise a catalyst. The description of the catalyst is as described above.

상기 CO2 전환 물질은 수소와 일산화탄소를 포함하는 합성가스; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알코올, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 에테르, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 지방족 탄화수소, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 지환족 탄화수소, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 방향족 탄화수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 유기산, 우레아, 이들의 유도체 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 포함하는 화학연료; 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 포함할 수 있다.Wherein the CO 2 conversion material comprises a synthesis gas comprising hydrogen and carbon monoxide; Substituted or unsubstituted C1 to C30 alcohols, substituted or unsubstituted C2 to C30 ethers, substituted or unsubstituted C1 to C30 aliphatic hydrocarbons, substituted or unsubstituted C3 to C30 alicyclic hydrocarbons, substituted or unsubstituted C6 to C30 aliphatic hydrocarbons, C30 aromatic hydrocarbons, substituted or unsubstituted C1 to C30 organic acids, ureas, derivatives thereof, and combinations thereof; And combinations thereof.

구체적으로는 상기 CO2 전환 물질은 수소와 일산화탄소를 포함하는 합성가스; 메탄, 메탄올, 디메틸에테르(DME), 디젤, 포름산, 아세트산, 포름알데히드, 올레핀, 파라핀, 디메틸카보네이트(DMC), 우레아 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 포함하는 화학연료; 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 포함할 수 있다.Specifically, the CO 2 conversion material may be a synthesis gas containing hydrogen and carbon monoxide; A chemical fuel comprising one selected from methane, methanol, dimethyl ether (DME), diesel, formic acid, acetic acid, formaldehyde, olefin, paraffin, dimethyl carbonate (DMC), urea and combinations thereof; And combinations thereof.

다른 일 구현예는 상기 CO2 전환 방법을 수행하는 장치를 제공한다.Another embodiment provides an apparatus for performing the CO 2 conversion method.

또 다른 일 구현예에 따른 CO2 포집 및 전환 방법은 CO2 흡수물질(Cabs)을 준비하는 단계; CO2를 포함하는 배가스(flue gas)를 상기 CO2 흡수물질(Cabs)과 혼합하여 상기 CO2 흡수물질(Cabs)과 CO2의 반응 생성물, 상기 CO2 흡수물질(Cabs)과 CO2와 H2O의 반응 생성물 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 포함하는 환원성 물질 개질제를 형성하는 단계; 및 상기 환원성 물질 개질제를 환원성 물질과 혼합하여 CO2 전환 물질을 형성하는 단계를 포함한다. 이때, 상기 CO2 흡수물질(Cabs)은 금속, 금속 산화물, 금속 탄산염, 금속 중탄산염 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 포함한다.Further CO 2 capture in accordance with another embodiment, and conversion method comprising the steps of: preparing a CO 2 absorbing material (C abs); The exhaust gas (flue gas) containing CO 2 The CO 2 absorbing material (C abs) and mixed with the CO 2 absorbing material (C abs) and the reaction product of CO 2, the CO 2 absorbing material (C abs) and CO forming a reducing substance modifying agent containing one selected from the reaction products and combinations of 2 and H 2 O; And mixing the reducing material modifier with a reducing material to form a CO 2 conversion material. At this time, the CO 2 absorbent material (C abs ) includes one selected from a metal, a metal oxide, a metal carbonate, a metal bicarbonate, and a combination thereof.

상기 CO2 포집 및 전환 방법에서, 상기 CO2를 포함하는 배가스를 상기 CO2 흡수물질(Cabs)과 혼합하여 상기 CO2 흡수물질(Cabs)과 CO2의 반응 생성물, 상기 CO2 흡수물질(Cabs)과 CO2와 H2O의 반응 생성물 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 포함하는 환원성 물질 개질제를 형성하는 단계와 상기 환원성 물질 개질제를 환원성 물질과 혼합하여 CO2 전환 물질을 형성하는 단계는 동시에 수행될 수 있으며, 상기 CO2 전환 물질을 형성하는 단계에서 재생된 CO2 흡수물질(Cabs)은 상기 CO2 흡수물질(Cabs)과 CO2의 반응 생성물, 상기 CO2 흡수물질(Cabs)과 CO2와 H2O의 반응 생성물 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 포함하는 환원성 물질 개질제를 형성하는 단계로, 상기 환원성 물질 개질제는 CO2 전환 물질을 형성하는 단계로 순환될 수 있다.The CO 2 capture and the conversion method, the CO The CO to flue gas containing 22-absorbing material (C abs) and mixed with the CO 2 absorbing material (C abs) and the reaction product of CO 2, the CO 2 absorbing material (C abs ), a reaction product of CO 2 and H 2 O, and a combination thereof, and a step of mixing the reducing material modifier with a reducing material to form a CO 2 conversion material step is, and the CO 2 absorbing material (C abs) play in the step of forming the CO 2 converted the material to be performed at the same time, the CO 2 absorbing material (C abs) and the reaction product, the CO 2 absorbing material of the CO 2 (C abs ), a reaction product of CO 2 and H 2 O, and a combination thereof, wherein the reducing material modifier is recycled to the step of forming a CO 2 conversion material .

금속, CO2 흡수물질(Cabs), 환원성 물질 및 CO2 전환 물질에 대한 설명은 상술한 바와 같다.The description of the metal, the CO 2 absorbing material (C abs ), the reducing material and the CO 2 conversion material is as described above.

상기 CO2 흡수물질(Cabs)은 촉매를 더 포함할 수 있다. 촉매에 대한 설명은 상술한 바와 같다.The CO 2 absorbent material (C abs ) may further comprise a catalyst. The description of the catalyst is as described above.

상기 CO2 포집 및 전환 방법에서, 상기 CO2 흡수물질(Cabs)은 상기 배가스에 포함되는 CO2 1몰 당 약 1몰 이상이 되도록 혼합할 수 있다.In the CO 2 capture and conversion method, the CO 2 absorbent (C abs ) may be mixed to be at least about 1 mole per 1 mole of CO 2 contained in the exhaust gas.

상기 CO2 포집 및 전환 방법 중 상기 CO2 전환 물질을 형성하는 단계에서 촉매를 더 혼합할 수 있다. 촉매에 대한 설명은 상술한 바와 같다.The catalyst may be further mixed in the step of forming the CO 2 conversion material among the CO 2 capture and conversion methods. The description of the catalyst is as described above.

또 다른 일 구현예는 상기 CO2 포집 및 전환 방법을 수행하는 장치를 제공한다.Another embodiment provides an apparatus for performing the CO 2 capture and conversion method.

*단순하고 경제적으로 이산화탄소(CO2)를 포집하고 전환할 수 있는 이산화탄소(CO2) 전환 방법, 그리고 이산화탄소(CO2) 포집 및 전환 방법을 제공할 수 있다.* It is possible to provide a simple and economical carbon dioxide (CO 2) for collecting and capable of switching the carbon dioxide (CO 2) conversion method, and carbon dioxide (CO 2) capture and conversion process.

도 1은 CO2 흡수물질(CO2 absorbing material, Cabs)로 MgO를 사용하고, 환원성 물질로 CH4를 사용하는 경우의 CO2 포집 및 전환시, 온도에 따른 물질 분포를 나타내는 그래프이다.
도 2는 CO2 흡수물질(Cabs)로 CaO를 사용하고, 환원성 물질로 CH4를 사용하는 경우의 CO2 포집 및 전환시, 온도에 따른 물질 분포를 나타내는 그래프이다.1 is a graph showing the mass distribution according to the CO 2 capture and conversion when the temperature of the case of using MgO as the CO 2 absorbing material (CO 2 absorbing material, C abs), and using CH 4 as a reducing substance.
FIG. 2 is a graph showing the distribution of a substance according to temperature at the time of capturing and converting CO 2 when using CaO as the CO 2 absorbent (C abs ) and using CH 4 as the reducing material.

이하, 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. However, the present invention is not limited thereto, and the present invention is only defined by the scope of the following claims.

본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한, "치환" 내지 "치환된"이란, 화합물의 작용기 중의 하나 이상의 수소가 할로겐(-F, -Cl, -Br 또는 -I), 하이드록시기, 니트로기, 시아노기, 아미노기(NH2, NH(R100) 또는 N(R101)(R102)이고, 여기서 R100, R101　및 R102는 동일하거나 서로 상이하며, 각각 독립적으로 C1 내지 C10 알킬기임), 아미디노기, 하이드라진기, 하이드라존기, 카르복실기, 치환 또는 비치환된 알킬기, 치환 또는 비치환된 할로알킬기, 치환 또는 비치환된 알콕시기, 치환 또는 비치환된 지환족 유기기, 치환 또는 비치환된 아릴기, 치환 또는 비치환된 알케닐기, 치환 또는 비치환된 알키닐기, 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기, 및 치환 또는 비치환된 헤테로사이클로알킬기로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 치환기로 치환된 것을 의미한다.Means that at least one hydrogen in the functional group of the compound is replaced by a halogen (-F, -Cl, -Br, or -I), a hydroxy group, a nitro group, An amino group (NH 2 , NH (R 100 ) or N (R 101 ) (R 102 ) wherein R 100 , R 101 and R 102 are the same or different from each other and are each independently a Cl to C10 alkyl group) A substituted or unsubstituted alkoxy group, a substituted or unsubstituted alicyclic group, a substituted or unsubstituted aliphatic group, a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted alkyl group, Substituted or unsubstituted alkenyl group, substituted or unsubstituted alkynyl group, substituted or unsubstituted heteroaryl group, and substituted or unsubstituted heterocycloalkyl group, which may be substituted with at least one substituent selected from the group consisting of a substituted or unsubstituted aryl group, a substituted or unsubstituted alkenyl group, .

본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한, "지방족 탄화수소"란 C1 내지 C30 알칸, C2 내지 C30 알켄, C2 내지 C30 알킨을 의미하고, 구체적으로는 C1 내지 C15 알칸, C2 내지 C15 알켄, C2 내지 C15 알킨을 의미하고, "지환족 탄화수소"란 C3 내지 C30 사이클로알칸, C3 내지 C30 사이클로알켄, C3 내지 C30 사이클로알킨을 의미하고, 구체적으로는 C3 내지 C15 사이클로알칸, C3 내지 C15 사이클로알켄, C3 내지 C15 사이클로알킨을 의미하고, "방향족 탄화수소"란 C6 내지 C30 방향족 탄화수소, 구체적으로는 C6 내지 C20 방향족 탄화수소를 의미한다.Unless otherwise specified herein, "aliphatic hydrocarbon" means C1 to C30 alkane, C2 to C30 alkene, C2 to C30 alkyne, specifically C1 to C15 alkane, C2 to C15 alkene, C2 to C15 alkyne, Refers to a C3 to C30 cycloalkane, a C3 to C30 cycloalkene, a C3 to C30 cycloalkane, and specifically refers to a C3 to C15 cycloalkane, a C3 to C15 cycloalkene, a C3 to C15 cycloalkane, Quot; aromatic hydrocarbons "means C6 to C30 aromatic hydrocarbons, specifically, C6 to C20 aromatic hydrocarbons.

일 구현예에 따르면, CO2 흡수물질(CO2 absorbing material, Cabs)과 CO2의 반응 생성물, CO2 흡수물질(Cabs)과 CO2와 H2O의 반응 생성물 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 포함하는 환원성 물질 개질제를 환원성 물질과 혼합하여 CO2 전환 물질을 형성하는 단계를 포함하는 CO2 전환 방법을 제공한다. 이때, 상기 CO2 흡수물질(Cabs)은 CO2를 포집할 수 있는 물질이며, 금속, 금속 산화물, 금속 탄산염, 금속 중탄산염 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 포함한다.According to one embodiment, CO 2 absorbent material (CO 2 absorbing material, C abs) and the reaction product of CO 2, CO 2 absorbing material (C abs) and selected from the reaction products and combinations of CO 2 and H 2 O mixed with the reducing substance is a reducing substance modifier comprises one that is to provide a CO 2 conversion forming a CO 2 conversion material. At this time, the CO 2 absorbent (C abs ) is a substance capable of capturing CO 2 and includes one selected from a metal, a metal oxide, a metal carbonate, a metal bicarbonate, and a combination thereof.

상기 금속은 알칼리금속, 알칼리토금속, 희토류금속, 전이금속 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 포함할 수 있다. 구체적으로는 상기 알칼리금속은 Li, Na, K, Rb, Cs, Fr 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 포함할 수 있고, 상기 알칼리토금속은 Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 포함할 수 있고, 상기 희토류 금속은 Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 포함할 수 있고, 상기 전이금속은 Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, La, Hf, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Ac 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 포함할 수 있다.The metal may include one selected from alkali metals, alkaline earth metals, rare earth metals, transition metals, and combinations thereof. Specifically, the alkali metal may include one selected from the group consisting of Li, Na, K, Rb, Cs, Fr and combinations thereof, and the alkaline earth metal may be at least one selected from the group consisting of Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu and combinations thereof. And the transition metal may include one selected from the group consisting of Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Tc, Pd, Ag, Cd, La, Hf, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Ac and combinations thereof.

구체적으로는 상기 CO2 흡수물질(Cabs)은 Sr, Mn, Mg, Li, Zn, K, Ca, Ag, Cs, Na, Fe, Ba, Cu, 이들의 산화물, 이들의 탄산염, 이들의 중탄산염 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Specifically, the CO 2 absorbing material (C abs ) may be at least one selected from the group consisting of Sr, Mn, Mg, Li, Zn, K, Ca, Ag, Cs, Na, Fe, Ba, Cu, And combinations thereof. However, the present invention is not limited thereto.

더욱 구체적으로는 상기 CO2 흡수물질(Cabs)은 Fe, Ag, Cu, CaO, MgO, ZnO, K2CO3, NaO, Na2O, LiO, FeO, BaO, SrO, MnO, Mn2O3, Mn3O4, CuO, Ag2O, AgO 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.More specifically, the CO 2 absorbing material (C abs ) is at least one selected from the group consisting of Fe, Ag, Cu, CaO, MgO, ZnO, K 2 CO 3 , NaO, Na 2 O, LiO, FeO, BaO, SrO, MnO, Mn 2 O 3 , Mn 3 O 4 , CuO, Ag 2 O, AgO, and combinations thereof. However, the present invention is not limited thereto.

상기 CO2 흡수물질(Cabs)은 촉매를 더 포함할 수 있다. 구체적으로는 상기 촉매는 상기 CO2 흡수물질(Cabs)에 도핑되거나, 상기 CO2 흡수물질(Cabs)의 결정 격자 내에 치환되거나, 상기 CO2 흡수물질(Cabs)의 표면에 담지되어 포함될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The CO 2 absorbent material (C abs ) may further comprise a catalyst. Specifically included are supported on the surfaces of the catalyst, the CO 2 absorbing material, or doped to the (C abs), or substituted into the crystal lattice of the CO 2 absorbing material (C abs), the CO 2 absorbing material (C abs) But is not limited thereto.

상기 촉매는 환원성 물질의 분해 및 CO2 전환 물질을 형성을 촉진시킬 수 있다. 구체적으로는 상기 촉매는 Fe, Co, Cu, Ni, Ru, Pt, Ir, Pd, Al, Ga, Mn, Si, Zr 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The catalyst can promote the decomposition of the reducing material and the formation of the CO 2 conversion material. Specifically, the catalyst may include one selected from Fe, Co, Cu, Ni, Ru, Pt, Ir, Pd, Al, Ga, Mn, Si, Zr and combinations thereof, .

상기 환원성 물질 개질제는 CO2 흡수물질(Cabs)과 CO2의 반응 생성물, CO2 흡수물질(Cabs)과 CO2와 H2O의 반응 생성물 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 포함하며, 환원성 물질을 개질하여 CO2 전환 물질을 형성하는 데에 사용할 수 있다.The reducing substance modifier comprises one that is CO 2 absorbing material (C abs) and the reaction product of CO 2, CO 2 absorbing material (C abs) and selected from the reaction products and combinations of CO 2 and H 2 O, Can be used to modify a reducing material to form a CO 2 conversion material.

상기 환원성 물질 개질제는 탄산염(carbonate), 중탄산염(bicarbonate) 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 구체적으로는 상기 탄산염은 MgCO3, Mg(CO3)2, CaCO3, KCO3, K2CO3, NaCO3, Na2CO3, LiCO3, Li2CO3, FeCO3, CuCO3, Ag2CO3, BaCO3, SrCO3, MnCO3, Mn(CO3)2 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 포함할 수 있으며, 상기 중탄산염은 KHCO3, NaHCO3 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The reducing material modifier may include, but is not limited to, one selected from carbonate, bicarbonate, and combinations thereof. More specifically, the carbonates MgCO 3, Mg (CO 3) 2, CaCO 3, KCO 3, K 2 CO 3, NaCO 3, Na 2 CO 3, LiCO 3, Li 2 CO 3, FeCO 3, CuCO 3, Ag 2 CO 3 , BaCO 3 , SrCO 3 , MnCO 3 , Mn (CO 3 ) 2, and combinations thereof, wherein the bicarbonate is selected from the group consisting of KHCO 3 , NaHCO 3 , But is not limited thereto.

한편, 상기 CO2 흡수물질(Cabs)이 촉매를 포함하는 경우, 상기 환원성 물질 개질제 또한 촉매를 포함할 수 있다. 구체적으로는 상기 촉매는 상기 환원성 물질 개질제에 도핑되거나, 상기 환원성 물질 개질제의 결정 격자 내에 치환되거나, 상기 환원성 물질 개질제의 표면에 담지되어 포함될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 촉매에 대한 설명은 상술한 바와 같다.On the other hand, when the CO 2 absorbent (C abs ) comprises a catalyst, the reducing material modifier may also include a catalyst. Specifically, the catalyst may be doped in the reducing material modifier, substituted in the crystal lattice of the reducing material modifier, or supported on the surface of the reducing material modifier, but is not limited thereto. The description of the catalyst is as described above.

상기 CO2 전환 물질을 형성하기 위해 사용하는 환원성 물질은 수소(H2), 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30의 지방족 탄화수소, 구체적으로는 메탄, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 지환족 탄화수소, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 방향족 탄화수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30의 알코올, 구체적으로는 메탄올, 암모니아 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 환원성 물질은 형성하고자 하는 CO2 전환 물질의 종류에 따라 그 종류 및 사용량을 조절할 수 있다.The reducing material used for forming the CO 2 conversion material may be selected from the group consisting of hydrogen (H 2 ), substituted or unsubstituted C1 to C30 aliphatic hydrocarbons, specifically, methane, substituted or unsubstituted C3 to C30 alicyclic hydrocarbon, Or unsubstituted C6 to C30 aromatic hydrocarbons, substituted or unsubstituted C1 to C30 alcohols, specifically, methanol, ammonia, and combinations thereof. The kind and amount of the reducing material can be controlled according to the kind of the CO 2 conversion material to be formed.

상기 CO2 전환 물질을 형성하는 단계에서 촉매를 더 혼합할 수 있으며, 촉매에 대한 설명은 상술한 바와 같다.In the step of forming the CO 2 conversion material, the catalyst may be further mixed, and the description of the catalyst is as described above.

상기 CO2 전환 물질을 형성하는 단계에서 촉매를 더 혼합하는 경우, 환원성 물질 개질제가 촉매를 더 포함하여 환원성 물질과 반응함으로써 CO2 전환 물질을 더욱 효과적으로 형성할 수 있다. 이때, 상기 촉매는 상기 환원성 물질 개질제에 도핑되거나, 상기 환원성 물질 개질제의 결정 격자 내에 치환되거나, 상기 환원성 물질 개질제의 표면에 담지되어 포함될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 그러나, 상기 CO2 전환 물질을 형성하는 단계가 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 CO2 전환 물질을 형성하는 단계에서 추가된 촉매가 환원성 물질 개질제에 포함되지 않고 CO2 전환 물질 형성에 관여할 수도 있다. When the catalyst is further mixed in the step of forming the CO 2 conversion material, the reducing material modifier further includes a catalyst and reacts with the reducing material to thereby more effectively form the CO 2 conversion material. At this time, the catalyst may be doped in the reducing material modifier, substituted in the crystal lattice of the reducing material modifier, or supported on the surface of the reducing material modifier, but is not limited thereto. However, not necessarily the step of forming the CO 2 conversion material is not limited thereto, the catalyst added in the step of forming the CO 2 conversion material may also be involved in CO 2 conversion material forming not part of the reducing substance modifying agent.

상기 CO2 전환 방법에서 형성되는 CO2 전환 물질은 수소와 일산화탄소를 포함하는 합성가스; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알코올, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 에테르, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 지방족 탄화수소, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 지환족 탄화수소, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 방향족 탄화수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 유기산, 우레아, 이들의 유도체 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 포함하는 화학연료; 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.CO 2 conversion material formed in the CO 2 conversion method is synthesis gas containing hydrogen and carbon monoxide; Substituted or unsubstituted C1 to C30 alcohols, substituted or unsubstituted C2 to C30 ethers, substituted or unsubstituted C1 to C30 aliphatic hydrocarbons, substituted or unsubstituted C3 to C30 alicyclic hydrocarbons, substituted or unsubstituted C6 to C30 aliphatic hydrocarbons, C30 aromatic hydrocarbons, substituted or unsubstituted C1 to C30 organic acids, ureas, derivatives thereof, and combinations thereof; And combinations thereof. However, the present invention is not limited thereto.

구체적으로는 상기 CO2 전환 물질은 수소와 일산화탄소를 포함하는 합성가스; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C15 알코올, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C15 에테르, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C15 지방족 탄화수소, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C15 지환족 탄화수소, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 방향족 탄화수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C15 유기산, 우레아, 이들의 유도체 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 포함하는 화학연료; 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Specifically, the CO 2 conversion material may be a synthesis gas containing hydrogen and carbon monoxide; Substituted or unsubstituted C1 to C15 alcohols, substituted or unsubstituted C2 to C15 ethers, substituted or unsubstituted C1 to C15 aliphatic hydrocarbons, substituted or unsubstituted C3 to C15 alicyclic hydrocarbons, C20 aromatic hydrocarbons, substituted or unsubstituted C1 to C15 organic acids, ureas, derivatives thereof, and combinations thereof; And combinations thereof. However, the present invention is not limited thereto.

더욱 구체적으로는 상기 CO2 전환 물질은 수소와 일산화탄소를 포함하는 합성가스; 메탄, 메탄올, 디메틸에테르(DME), 디젤, 포름산, 아세트산, 포름알데히드, 올레핀, 파라핀, 디메틸카보네이트(DMC), 우레아 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 포함하는 화학연료; 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.More specifically, the CO 2 conversion material comprises a synthesis gas comprising hydrogen and carbon monoxide; A chemical fuel comprising one selected from methane, methanol, dimethyl ether (DME), diesel, formic acid, acetic acid, formaldehyde, olefin, paraffin, dimethyl carbonate (DMC), urea and combinations thereof; And combinations thereof. However, the present invention is not limited thereto.

다른 일 구현예에 따르면 상기 CO2 전환 방법을 수행하는 장치를 제공하며, 상기 장치는 다양한 형태로 제작되어 사용될 수 있다. 구체적으로는 상기 장치는 CO2 전환기, 플랜트, 발전소 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.According to another embodiment, there is provided an apparatus for performing the CO 2 conversion method, and the apparatus can be manufactured in various forms and used. Specifically, the apparatus may include, but is not limited to, a CO 2 converter, a plant, a power plant, and the like.

또 다른 일 구현예에 따른 CO2 포집 및 전환 방법은 CO2 흡수물질(Cabs)을 준비하는 단계; CO2를 포함하는 배가스(flue gas)를 상기 CO2 흡수물질(Cabs)과 혼합하여 상기 CO2 흡수물질(Cabs)과 CO2의 반응 생성물, 상기 CO2 흡수물질(Cabs)과 CO2와 H2O의 반응 생성물 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 포함하는 환원성 물질 개질제를 형성하는 단계; 및 상기 환원성 물질 개질제를 환원성 물질과 혼합하여 CO2 전환 물질을 형성하는 단계를 포함한다. 이때, 상기 CO2 흡수물질(Cabs)은 CO2를 포집할 수 있는 물질이며, 금속, 금속 산화물, 금속 탄산염, 금속 중탄산염 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 포함한다.Further CO 2 capture in accordance with another embodiment, and conversion method comprising the steps of: preparing a CO 2 absorbing material (C abs); The exhaust gas (flue gas) containing CO 2 The CO 2 absorbing material (C abs) and mixed with the CO 2 absorbing material (C abs) and the reaction product of CO 2, the CO 2 absorbing material (C abs) and CO forming a reducing substance modifying agent containing one selected from the reaction products and combinations of 2 and H 2 O; And mixing the reducing material modifier with a reducing material to form a CO 2 conversion material. At this time, the CO 2 absorbent (C abs ) is a substance capable of capturing CO 2 and includes one selected from a metal, a metal oxide, a metal carbonate, a metal bicarbonate, and a combination thereof.

CO2 흡수물질(Cabs), 금속, 환원성 물질 개질제, 환원성 물질 및 CO2 전환 물질에 대한 설명은 상술한 바와 같다.The description of the CO 2 absorbent (C abs ), the metal, the reducing material modifier, the reducing material, and the CO 2 conversion material is as described above.

상기 CO2 포집 및 전환 방법에 따르면, CO2를 포집한 후, CO2를 별도로 분리해내지 않고 바로 환원성 물질과 혼합하여 CO2 전환 물질을 형성할 수 있다. 이때, 상기 CO2를 포집한 후, CO2가 제거된 배가스는 반응기의 외부로 배출한다. 이로써 단순한 공정으로 CO2 포집과 CO2 전환을 동시에 수행할 수 있어, 효율과 경제성을 개선할 수 있다.According to the CO 2 capture and conversion method, CO 2 can be captured and then CO 2 conversion material can be formed by mixing CO 2 with a reducing material immediately without separating CO 2 separately. At this time, after collecting the CO 2 , the exhaust gas from which CO 2 has been removed is discharged to the outside of the reactor. This makes it possible to simultaneously perform CO 2 capture and CO 2 conversion by a simple process, thereby improving efficiency and economy.

또한, 상기 CO2 포집 및 전환 방법에서, 상기 CO2 전환 물질을 형성하는 단계를 거치면 상기 환원성 물질 개질제에서 CO2는 CO2 전환 물질이 되고, 상기 CO2 흡수물질(Cabs)이 재생될 수 있다. 이때, 재생된 상기 CO2 흡수물질(Cabs)은 상기 CO2를 포함하는 배가스와 혼합하여 환원성 물질 개질제를 형성하는 단계에 재사용될 수 있다. 즉, 상기 CO2 전환 물질을 형성하는 단계에서 재생된 CO2 흡수물질(Cabs)은 환원성 물질 개질제를 형성하는 단계로, 상기 환원성 물질 개질제는 CO2 전환 물질을 형성하는 단계로 순환될 수 있다. 이로써, 상기 CO2 포집 및 전환 방법에 따르면, 추가적인 CO2 흡수물질(Cabs)을 투입하지 않을 수 있고, 또한 상기 CO2 흡수물질(Cabs)을 CO2를 포함하는 배가스와 혼합하여 환원성 물질 개질제를 형성하는 단계와 상기 환원성 물질 개질제를 환원성 물질과 혼합하여 CO2 전환 물질을 형성하는 단계를 동시에 수행할 수 있어, 공정을 단순화하고 경제성을 효과적으로 개선할 수 있다.Furthermore, in the CO 2 capture and conversion method, in the reducing substance modifier geochimyeon forming said CO 2 conversion material CO 2 is the second switching material CO, the CO 2 absorbing material (C abs) can be played have. At this time, the regenerated CO 2 absorbent (C abs ) may be reused in the step of forming a reducing material modifier by mixing with the exhaust gas containing CO 2 . That is, the CO 2 converted the CO 2 absorbing material (C abs) reproduction in the step of forming the material in forming a reducing substance modifying agent, wherein the reducing substance modifying agent can be circulated to the step of forming a CO 2 conversion material . Accordingly, according to the CO 2 trapping and converting method, the CO 2 absorbent material (C abs ) can be prevented from being added, and the CO 2 absorbing material (C abs ) can be mixed with the CO 2- Forming a reforming agent and mixing the reducing material modifier with a reducing material to form a CO 2 conversion material, thereby simplifying the process and effectively improving the economical efficiency.

그러나, 이에 한정되지 않으며, 상기 CO2 포집 및 전환 방법은 필요한 경우 추가적으로 CO2 흡수물질(Cabs)을 보충할 수도 있다.However, it is not so limited, and the CO 2 capture and conversion method may additionally supplement the CO 2 absorbing material (C abs ) if necessary.

상기 CO2 흡수물질(Cabs)은 촉매를 더 포함할 수 있다. 구체적으로는 상기 촉매는 상기 CO2 흡수물질(Cabs)의 결정 격자 내에 도핑되거나, 상기 CO2 흡수물질(Cabs)의 표면에 담지되어 포함될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The CO 2 absorbent material (C abs ) may further comprise a catalyst. Specifically, the catalyst is not intended to be the CO 2 or doped in the crystal lattice of the absorbent material (C abs), it may be included is carried on the surface of the CO 2 absorbing material (C abs), limited to this.

촉매에 대한 설명 및 CO2 흡수물질(Cabs)이 촉매를 더 포함하는 경우에 대한 설명은 상술한 바와 같다.The description of the catalyst and the description of the case where the CO 2 absorbing material (C abs ) further includes a catalyst are as described above.

상기 CO2 포집 및 전환 방법에서, 상기 CO2 흡수물질(Cabs)은 상기 배가스에 포함되는 CO2 1몰 당 약 1몰 이상이 되도록 혼합할 수 있다. 상기 CO2 흡수물질(Cabs)의 혼합량이 상기 범위 내인 경우, 상기 배가스에 포함된 CO2를 효과적으로 포집할 수 있다.In the CO 2 capture and conversion method, the CO 2 absorbent (C abs ) may be mixed to be at least about 1 mole per 1 mole of CO 2 contained in the exhaust gas. When the mixing amount of the CO 2 absorbent (C abs ) is within the above range, CO 2 contained in the exhaust gas can be effectively trapped.

상기 CO2 전환 물질을 형성하는 단계에서 촉매를 더 혼합할 수 있으며, 촉매에 대한 설명 및 CO2 전환 물질을 형성하는 단계에서 촉매를 더 혼합하는 경우에 대한 설명은 상술한 바와 같다.Description of the case of the CO 2 conversion may further mix the catalyst in the step of forming a material, the more mixing the catalyst in the step for forming the description and CO 2 conversion material for the catalyst are as described above.

또 다른 일 구현예에 따르면 상기 CO2 포집 및 전환 방법을 수행하는 장치를 제공하며, 상기 장치는 다양한 형태로 제작되어 사용될 수 있다. 구체적으로는 상기 장치는 CO2 포집 및 전환기, 플랜트, 발전소 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.According to another embodiment, there is provided an apparatus for performing the CO 2 capture and conversion method, and the apparatus may be manufactured in various forms and used. Specifically, the apparatus may include, but is not limited to, a CO 2 capture and conversion unit, a plant, a power plant, and the like.

이하 일 구현예에 따른 CO2 포집 및 전환 방법을 구체적인 예를 들어 설명한다. 그러나, 일 구현예에 따른 CO2 포집 및 전환 방법이 이에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, a method of collecting and converting CO 2 according to one embodiment will be described with specific examples. However, the method of collecting and converting CO 2 according to one embodiment is not limited thereto.

일 예로서, CO2 흡수물질(Cabs)로 MgO를 사용하고, 환원성 물질로 CH4를 사용하는 경우를 들 수 있다. 이 경우, 상기 MgO를 CO2를 포함하는 배가스와 혼합하여 하기 반응식 1과 같이 반응을 진행시킴으로써 환원성 물질 개질제인 MgCO3를 형성한다. 하기 반응식 1과 같은 반응을 통해 CO2를 포집할 수 있다.As an example, MgO is used as the CO 2 absorbing material (C abs ), and CH 4 is used as the reducing material. In this case, the MgO is mixed with an exhaust gas containing CO 2 , and the reaction is carried out as shown in Reaction Scheme 1 to form MgCO 3 , a reducing material modifier. CO 2 can be collected through the reaction shown in Reaction Scheme 1 below.

[반응식 1][Reaction Scheme 1]

MgO(s) + CO2(g) → MgCO3(s)MgO (s) + CO 2 (g) - > MgCO 3 (s)

상기 형성된 MgCO3를 환원성 물질인 CH4와 혼합하여 하기 반응식 2와 같이 반응을 진행시킴으로써 수소와 일산화탄소를 포함하는 합성가스를 형성한다.The formed MgCO 3 is mixed with CH 4 , which is a reducing material, and a reaction is performed according to the following reaction formula 2 to form a synthesis gas containing hydrogen and carbon monoxide.

[반응식 2][Reaction Scheme 2]

MgCO3(s) + CH4(g) → MgO(s) + 2CO(g) + 2H2(g) MgCO 3 (s) + CH 4 (g) → MgO (s) + 2CO (g) + 2H 2 (g)

이때 재생된 MgO(s)는 상기 반응식 1의 출발물질로 재사용될 수 있다.At this time, the regenerated MgO (s) can be reused as a starting material of the above reaction formula (1).

상기 반응식 2에 따른 반응이 진행됨을 확인할 수 있는 온도에 따른 물질 분포를 나타내는 그래프를 도 1에 나타낸다. 도 1에 나타난 바와 같이, MgCO3(s) 1몰과 CH4(g) 1몰을 반응시키면, MgO(s) 약 1몰, CO(g) 약 2몰, 및 H2(g) 약 2몰이 형성됨을 확인할 수 있다.FIG. 1 is a graph showing a distribution of a substance according to a temperature at which the reaction according to the reaction formula 2 can be confirmed. 1, about 1 mole of MgO (s), about 2 moles of CO (g), and about 2 moles of H 2 (g) are reacted with 1 mole of MgCO 3 (s) and 1 mole of CH 4 It can be confirmed that the mall is formed.

다른 일 예로서, CO2 흡수물질(Cabs)로 CaO를 사용하고, 환원성 물질로 CH4를 사용하는 경우를 들 수 있다. 이 경우, 상기 CaO를 CO2를 포함하는 배가스와 혼합하여 하기 반응식 3과 같이 반응을 진행시킴으로써 환원성 물질 개질제인 CaCO3를 형성한다. 하기 반응식 3과 같은 반응을 통해 CO2를 포집할 수 있다.As another example, CaO is used as the CO 2 absorbent (C abs ), and CH 4 is used as the reducing material. In this case, the CaO is mixed with the exhaust gas containing CO 2 , and the reaction is carried out as shown in Reaction Scheme 3 below to form CaCO 3 as a reducing material modifier. CO 2 can be collected through the reaction shown in Reaction Scheme 3 below.

[반응식 3][Reaction Scheme 3]

CaO(s) + CO2(g) → CaCO3(s)CaO (s) + CO 2 (g)? CaCO 3 (s)

상기 형성된 CaCO3를 환원성 물질인 CH4와 혼합하여 하기 반응식 4와 같이 반응을 진행시킴으로써 수소와 일산화탄소를 포함하는 합성가스를 형성한다.The formed CaCO 3 is mixed with CH 4 , which is a reducing material, and a synthesis gas containing hydrogen and carbon monoxide is formed by performing the reaction as shown in the following reaction formula (4).

[반응식 4][Reaction Scheme 4]

CaCO3(s) + CH4(g) → CaO(s) + 2CO(g) + 2H2(g)CaCO 3 (s) + CH 4 (g) CaO (s) + 2 CO (g) + 2H 2 (g)

이때 재생된 CaO(s)는 상기 반응식 3의 출발물질로 재사용될 수 있다.The regenerated CaO (s) can then be reused as the starting material of Scheme 3.

상기 반응식 4에 따른 반응이 진행됨을 확인할 수 있는 온도에 따른 물질 분포를 나타내는 그래프를 도 2에 나타낸다. 도 2에 나타난 바와 같이, CaCO3(s) 1몰과 CH4(g) 1몰을 반응시키면, CaO(s) 약 1몰, CO(g) 약 2몰, 및 H2(g) 약 2몰이 형성됨을 확인할 수 있다.FIG. 2 is a graph showing the distribution of the substance according to the temperature at which the reaction according to the reaction formula 4 can be confirmed. As shown in Fig. 2, CaCO 3 (s) 1 mole of CH 4 (g) is reacted with 1 mol, CaO (s) from about 1 mole, CO (g) about 2 moles, and H 2 (g) about 2 It can be confirmed that the mall is formed.

또 다른 일 예로서, CO2 흡수물질(Cabs)로 K2CO3를 사용하고, 환원성 물질로 CH4를 사용하는 경우를 들 수 있다. 이 경우, 상기 K2CO3를 CO2를 포함하는 배가스와 혼합하여 하기 반응식 5와 같이 반응을 진행시킴으로써 환원성 물질 개질제인 KHCO3를 형성한다. 하기 반응식 5와 같은 반응을 통해 CO2를 포집할 수 있다.As another example, a case where K 2 CO 3 is used as the CO 2 absorbent (C abs ) and CH 4 is used as the reducing material. In this case, to form the KHCO 3 in reducing substance modifying agent by proceeding the reaction, such as the K 2 CO 3 to the mixture and the exhaust gas containing CO 2 scheme 5. CO 2 can be collected through the reaction shown in Reaction Scheme 5 below.

[반응식 5][Reaction Scheme 5]

K2CO3(s) + H2O(g) + CO2(g) → KHCO3(s)K 2 CO 3 (s) + H 2 O (g) + CO 2 (g)? KHCO 3 (s)

상기 형성된 KHCO3를 환원성 물질인 CH4와 혼합하여 하기 반응식 6과 같이 반응을 진행시킴으로써 수소와 일산화탄소를 포함하는 합성가스를 형성한다.The formed KHCO 3 is mixed with CH 4 , which is a reducing material, and a reaction is carried out as shown in Reaction Scheme 6 below to form a synthesis gas containing hydrogen and carbon monoxide.

[반응식 6][Reaction Scheme 6]

2KHCO3(s) + 2CH4(g) → K2CO3(s) + 3CO(g) + 5H2(g)2 kHCO 3 (s) + 2CH 4 (g)? K 2 CO 3 (s) + 3 CO (g) + 5H 2 (g)

이때 재생된 K2CO3(s)는 상기 반응식 5의 출발물질로 재사용될 수 있다.The regenerated K 2 CO 3 (s) can then be reused as the starting material of Scheme 5.

이러한 예들에 비추어 볼 때, 상기 CO2 포집 및 전환 방법에 따르면, 추가적인 CO2 흡수물질(Cabs)을 투입하지 않을 수 있고, 또한 상기 CO2 흡수물질(Cabs)을 CO2를 포함하는 배가스와 혼합하여 환원성 물질 개질제를 형성하는 단계와 상기 환원성 물질 개질제를 환원성 물질과 혼합하여 CO2 전환 물질을 형성하는 단계를 동시에 수행할 수 있어, 공정을 단순화하고 경제성을 효과적으로 개선할 수 있음을 확인할 수 있다.In view of these examples, according to the CO 2 capture and conversion method, it is possible to prevent the addition of the additional CO 2 absorbent material (C abs ), and the CO 2 absorbent material (C abs ) to the exhaust gas containing CO 2 To form a reducing material modifier, and a step of mixing the reducing material modifier with a reducing material to form a CO 2 conversion material, thereby simplifying the process and effectively improving the economical efficiency have.

실시예Example

이하 본 기재의 실시예 및 비교예를 기재한다. 그러나 하기 실시예는 본 기재의 일 실시예일뿐이며, 본 기재가 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.Examples and comparative examples of the present invention will be described below. However, the following examples are only examples of the present invention, and the present invention is not limited by the following examples.

실시예Example 1: CO 1: CO 22 포집Capture 반응 및 전환 반응의 수행( Reaction and conversion reaction ( RuRu -- MgOMgO 사용) use)

루테늄(Ru)을 포함하는 CO2 흡수물질 Ru-MgO를 사용한 CO2 포집 반응, 그리고 이에 따라 생성된 환원성 물질 개질제 Ru-MgCO3를 사용한 CO2 전환 반응을 연속적으로 수행한다. 상기 연속적 반응을 위해서, 일자형 1/2인치 석영 반응기를 전기로 안에 설치하여 온도조절기를 통해 일정하게 반응온도를 유지하며, 반응물이 반응기 안의 루테늄(Ru)을 포함하는 CO2 흡수물질 Ru-MgO 또는 환원성 물질 개질제 Ru-MgCO3 층을 연속적으로 통과하면서 반응이 진행되도록 한다. 반응에 사용되는 이산화탄소, 메탄 및 질소의 양은 질량유속조절기를 사용하여 제어한다.The CO 2 capture reaction using Ru-MgO containing a CO 2 absorbing material containing ruthenium (Ru), and the CO 2 conversion reaction using the resulting reducing material modifier Ru-MgCO 3 are successively performed. For this continuous reaction, a straight 1/2 inch quartz reactor was installed in an electric furnace, and the reaction temperature was maintained constantly through a temperature controller. The reactant was ruthenium (Ru) -containing CO 2 absorbing material Ru- Reaction is allowed to proceed while continuously passing the reductive material modifier Ru-MgCO 3 layer. The amount of carbon dioxide, methane and nitrogen used in the reaction is controlled using a mass flow controller.

구체적으로는, CO2 포집 반응 이전에, Ru-MgO 0.5g을 석영 반응기에 충진한 후, 질소분위기에서 온도를 200℃까지 승온함으로써 Ru-MgO의 표면 불순물을 제거하고 Ru-MgO를 활성화시키는 단계를 거친다. CO2 포집 반응을 위해서, 반응온도를 200℃로 고정하고 CO2:N2의 비는 0.4:0.6(몰비율)으로 유지하고 공간속도(space velocity)는 24,000 ml/h·g로 설정한다. 그 결과, 하기 표 1에 기재한 바와 같이 충진된 Ru-MgO 100 중량부에 대하여 CO2 15.0 중량부가 포집되어 환원성 물질 개질제인 Ru-MgCO3가 생성된 것을 확인할 수 있다.Specifically, before the CO 2 trapping reaction, 0.5 g of Ru-MgO was charged in a quartz reactor, and then the temperature was raised to 200 ° C in a nitrogen atmosphere to remove surface impurities of Ru-MgO and activate Ru-MgO ≪ / RTI > For CO 2 capture reaction, the reaction temperature is fixed at 200 ° C, the ratio of CO 2 : N 2 is kept at 0.4: 0.6 (molar ratio) and the space velocity is set at 24,000 ml / h · g. As a result, it was confirmed that Ru-MgCO 3, which is a reducing material modifier, was produced by collecting 15.0 parts by weight of CO 2 based on 100 parts by weight of Ru-MgO filled as shown in Table 1 below.

CO2 포집 반응에 이은 연속적인 CO2 전환 반응을 위해서, 상기 CO2 포집 반응을 마친 반응기를 500℃까지 승온한 후, 질소에 희석된 환원성 물질인 CH4를 주입한다. CO2 전환 반응을 위해서, 반응온도를 500℃로 고정하고 CH4:N2의 비는 0.5:0.5(몰비율)로 유지하고 공간속도(space velocity)는 24,000 ml/h·g로 설정한다. 그 결과, 하기 표 1에 기재한 바와 같이 CH4의 전환율이 13.8%이고 이에 따라 CO2 전환 물질인 가스상태의 H2와 CO가 생성되고 환원성 물질 개질제인 Ru-MgCO3는 루테늄(Ru)을 포함하는 CO2 흡수물질인 Ru-MgO의 형태로 되돌아 간 것으로부터 CO2 포집 반응과 CO2 전환 반응의 연속성을 확인할 수 있다.For the continuous CO 2 conversion following the CO 2 capture reaction, and after heating of the reactor, completing the CO 2 absorption reaction to 500 ℃, injects the reducing substance is CH 4 diluted in nitrogen. For the CO 2 conversion reaction, the reaction temperature is fixed at 500 ° C., the ratio of CH 4 : N 2 is kept at 0.5: 0.5 (molar ratio) and the space velocity is set at 24,000 ml / h · g. As a result, as shown in the following Table 1, the conversion ratio of CH 4 was 13.8%, resulting in the formation of gaseous H 2 and CO as a CO 2 conversion material, and Ru-MgCO 3 , a reducing material modifier, And returning to the form of Ru-MgO, which is a CO 2 absorbing material, can confirm the continuity of CO 2 capture reaction and CO 2 conversion reaction.

실시예Example 2: CO 2: CO 22 포집Capture 반응 및 전환 반응의 수행( Reaction and conversion reaction ( RuRu -- CaOCaO 사용) use)

루테늄(Ru)을 포함하는 CO2 흡수물질 Ru-CaO를 사용한 CO2 포집 반응, 그리고 이에 따라 생성된 환원성 물질 개질제 Ru-CaCO3를 사용한 CO2 전환 반응을 연속적으로 수행한다. CO2 포집 반응의 반응 온도를 500℃로, CO2 전환 반응의 반응 온도를 800℃로 각각 유지한 것을 제외하고는 전반적인 실험조건은 상기 실시예 1과 동일하게 하여 실시한다.The CO 2 capture reaction using Ru-CaO containing a ruthenium (Ru) -containing CO 2 material and the CO 2 conversion reaction using Ru-CaCO 3 thus produced are continuously performed. Except that the reaction temperature of the CO 2 trapping reaction was maintained at 500 캜 and the reaction temperature of the CO 2 conversion reaction was maintained at 800 캜, respectively, in the same manner as in Example 1 above.

그 결과, 하기 표 1에 기재한 바와 같이 충진된 Ru-CaO 100 중량부에 대하여 CO2 44.2 중량부가 포집되어 환원성 물질 개질제인 Ru-CaCO3가 생성된 것을 확인할 수 있다. 또한 CO2 전환 반응 결과, 하기 표 1에 기재한 바와 같이 CH4의 전환율이 85.4%이고 이에 따라 CO2 전환 물질인 가스상태의 H2와 CO가 생성되고 환원성 물질 개질제인 Ru-CaCO3는 루테늄(Ru)을 포함하는 CO2 흡수물질인 Ru-CaO의 형태로 되돌아 간 것으로부터 CO2 포집 반응과 CO2 전환 반응의 연속성을 확인할 수 있다.As a result, it was confirmed that Ru-CaCO 3, which is a reducing material modifier, was produced by collecting 44.2 parts by weight of CO 2 based on 100 parts by weight of Ru-CaO filled as shown in Table 1 below. As a result of the CO 2 conversion reaction, as shown in the following Table 1, the conversion ratio of CH 4 was 85.4%, and accordingly, H 2 and CO in the gaseous state as the CO 2 conversion material were produced, and Ru-CaCO 3 , (Ru) in the form of Ru-CaO, which is a CO 2 absorbing material, can confirm the continuity of the CO 2 trapping reaction and the CO 2 conversion reaction.

CO2 포집온도
(℃)CO 2 collection temperature
(° C) CO2 포집량
(중량부, CO2 흡수제 100 중량부에 대한 중량부)CO 2 capture amount
(Parts by weight, parts by weight based on 100 parts by weight of the CO 2 absorbent) CO2 전환온도
(℃)CO 2 conversion temperature
(° C) CH4 전환율
(%)CH 4 conversion rate
(%) 실시예 1
(Ru-MgO)Example 1
(Ru-MgO) 200200 15.015.0 500500 13.813.8 실시예 2
(Ru-CaO)Example 2
(Ru-CaO) 500500 44.244.2 800800 85.485.4

상기 표 1에 나타난 바와 같이, 실시예 1 및 실시예 2에 따르면 CO2 포집 반응과 CO2 전환 반응을 연속적으로 수행하면서도 우수한 CO2 포집 및 전환 효율을 달성할 수 있음을 확인할 수 있다.이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.As shown in Table 1, it can be seen that according to Example 1 and Example 2, CO 2 capture and conversion efficiency can be achieved while CO 2 capture reaction and CO 2 conversion reaction are continuously performed. It is to be understood that the present invention is not limited thereto and that various changes and modifications may be made without departing from the scope of the appended claims and the accompanying drawings, It is natural to belong to the scope.

Claims (10)

CO2 흡수물질(CO2 absorbing material, Cabs)과 CO2의 반응 생성물, CO2 흡수물질(Cabs)과 CO2와 H2O의 반응 생성물 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 포함하는 환원성 물질 개질제를 환원성 물질과 혼합하여 CO2 전환 물질을 형성하는 단계를 포함하고,
상기 CO2 흡수물질(Cabs)은 금속, 금속 산화물, 금속 탄산염, 금속 중탄산염 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 포함하고,
상기 금속은 알칼리금속, 전이금속 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 포함하는 것인 CO2 전환 방법.
Reducing comprises one selected from the CO 2 absorbing material (CO 2 absorbing material, C abs) and the reaction products, CO 2 absorbing material (C abs) and reaction products and combinations of CO 2 and H 2 O of the CO 2 Mixing the material modifier with a reducing material to form a CO 2 conversion material,
Wherein the CO 2 absorbent material (C abs ) comprises one selected from a metal, a metal oxide, a metal carbonate, a metal bicarbonate, and a combination thereof,
The CO 2 conversion method in that the metal comprises one selected from alkali metal, transition metal and combinations thereof.
CO2 흡수물질(CO2 absorbing material, Cabs)과 CO2의 반응 생성물, CO2 흡수물질(Cabs)과 CO2와 H2O의 반응 생성물 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 포함하는 환원성 물질 개질제를 환원성 물질과 혼합하여 CO2 전환 물질을 형성하는 단계를 포함하고,
상기 CO2 흡수물질(Cabs)은 Sr, Mn, Li, Zn, K, Cs, Na, 이들의 산화물, 이들의 탄산염, 이들의 중탄산염 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 포함하는 것인 CO2 전환 방법.
Reducing comprises one selected from the CO 2 absorbing material (CO 2 absorbing material, C abs) and the reaction products, CO 2 absorbing material (C abs) and reaction products and combinations of CO 2 and H 2 O of the CO 2 Mixing the material modifier with a reducing material to form a CO 2 conversion material,
Wherein the CO 2 absorbing material (C abs) is to contain one element selected from Sr, Mn, Li, Zn, K, Cs, Na, oxides thereof, and their carbonates, and their bicarbonates, and combinations thereof CO 2 Conversion method.
제1항에 있어서,
상기 환원성 물질은 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 지방족 탄화수소, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 지환족 탄화수소, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 방향족 탄화수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알코올, 암모니아 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 포함하는 것인 CO2 전환 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the reducing material is selected from the group consisting of hydrogen, substituted or unsubstituted C1 to C30 aliphatic hydrocarbons, substituted or unsubstituted C3 to C30 alicyclic hydrocarbons, substituted or unsubstituted C6 to C30 aromatic hydrocarbons, substituted or unsubstituted C1 to C30 alcohols, the CO 2 conversion method comprises one selected from ammonia, and combinations thereof.
제1항에 있어서,
상기 CO2 전환 물질을 형성하는 단계에서 촉매를 더 혼합하는 것인 CO2 전환 방법.
The method according to claim 1,
The CO 2 conversion method by further mixing the catalyst in the forming of the CO 2 conversion material.
제4항에 있어서,
상기 촉매는 Fe, Co, Cu, Ni, Ru, Pt, Ir, Pd, Al, Ga, Mn, Si, Zr 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 포함하는 것인 CO2 전환 방법.
5. The method of claim 4,
The CO 2 conversion method in that the catalyst comprises one selected from Fe, Co, Cu, Ni, Ru, Pt, Ir, Pd, Al, Ga, Mn, Si, Zr , and combinations thereof.
제1항에 있어서,
상기 CO2 흡수물질(Cabs)은 촉매를 더 포함하는 것인 CO2 전환 방법.
The method according to claim 1,
The CO 2 conversion method in that the CO 2 absorbing material (C abs) further comprises a catalyst.
제6항에 있어서,
상기 촉매는 Fe, Co, Cu, Ni, Ru, Pt, Ir, Pd, Al, Ga, Mn, Si, Zr 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 포함하는 것인 CO2 전환 방법.
The method according to claim 6,
The CO 2 conversion method in that the catalyst comprises one selected from Fe, Co, Cu, Ni, Ru, Pt, Ir, Pd, Al, Ga, Mn, Si, Zr , and combinations thereof.
제1항에 있어서,
상기 CO2 전환 물질은 수소와 일산화탄소를 포함하는 합성가스; 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알코올, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 에테르, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 지방족 탄화수소, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 지환족 탄화수소, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 방향족 탄화수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 유기산, 우레아, 이들의 유도체 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 포함하는 화학연료; 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 포함하는 것인 CO2 전환 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the CO 2 conversion material comprises a synthesis gas comprising hydrogen and carbon monoxide; Substituted or unsubstituted C1 to C30 alcohols, substituted or unsubstituted C2 to C30 ethers, substituted or unsubstituted C1 to C30 aliphatic hydrocarbons, substituted or unsubstituted C3 to C30 alicyclic hydrocarbons, substituted or unsubstituted C6 to C30 aliphatic hydrocarbons, C30 aromatic hydrocarbons, substituted or unsubstituted C1 to C30 organic acids, ureas, derivatives thereof, and combinations thereof; And the CO 2 conversion method comprises one selected from a combination of the two.
제10항에 있어서,
상기 CO2 전환 물질은 수소와 일산화탄소를 포함하는 합성가스; 메탄, 메탄올, 디메틸에테르(DME), 디젤, 포름산, 아세트산, 포름알데히드, 올레핀, 파라핀, 디메틸카보네이트(DMC), 우레아 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 포함하는 화학연료; 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 포함하는 것인 CO2 전환 방법.
11. The method of claim 10,
Wherein the CO 2 conversion material comprises a synthesis gas comprising hydrogen and carbon monoxide; A chemical fuel comprising one selected from methane, methanol, dimethyl ether (DME), diesel, formic acid, acetic acid, formaldehyde, olefin, paraffin, dimethyl carbonate (DMC), urea and combinations thereof; And the CO 2 conversion method comprises one selected from a combination of the two.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 CO2 전환 방법을 수행하는 장치.10. An apparatus for performing a CO 2 conversion method according to any one of claims 1 to 9.
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