KR20190066749A - 이산화탄소 분리장치 및 이산화탄소 분리시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 이산화탄소 분리장치는 배기가스가 유입되는 유입구, 배기가스 중의 적어도 일부가 배출되는 배출구, 유입구와 배출구에 연통되게 내부에 마련되는 제1 공간, 및 제1 공간과 구별되게 내부에 마련되는 제2 공간을 구비하는 본체와, 제1 공간에 충진되며, 배기가스 중의 이산화탄소를 흡착하는 흡착제 및 본체의 내부에 배치되어, 제1 공간과 제2 공간을 분리시키되, 제1 공간 중의 이산화탄소를 선택적으로 제2 공간 측으로 투과시키는 분리막을 포함할 수 있다.

Description

이산화탄소 분리장치 및 이산화탄소 분리시스템{Carbon dioxide separation device and carbon dioxide separation system}

본 발명은 이산화탄소 분리장치 및 이산화탄소 분리시스템에 관한 것이다.

최근 환경에 대한 중요성이 증가함에 따라 대기 중의 이산화탄소에 대한 규제가 매우 심화되고 있다. 특히 교토의정서의 발효와 함께 세계적으로 대기체류시간 및 온실효과 기여도 그리고 국내 총 배출량이 가장 큰 이산화탄소 발생량의 감축 및 발생 이산화탄소의 처리에 골몰하고 있는 실정에서 국내 각종 산업의 생존을 위해 이러한 규제에 능동적 대응이 필요하다.

대표적 온실가스인 이산화탄소의 감축에 따라, 발전소의 이산화탄소 감축이 시급한 상황이며, 현재 이산화탄소를 분리 및 회수하는 기술에 대한 연구가 진행중이다.

이산화탄소를 분리 및 회수하는 기술로는 습식 흡수법이 있으나, 습식 흡수법은 아민 액체의 폐수처리, 재생공정에서 높은 에너지가 소모되는 단점이 있다.

고순도의 이산화탄소를 분리하기 위하여 사용되는 방법 중 하나가 막분리 법인데, 막 분리법은 낮은 이산화탄소 투과 선택도에 의해 잔류가스에 포함된 이산화탄소의 농도가 높은 문제점이 있다.

따라서, 막분리법의 이산화탄소 투과도를 증가시키기 위하여 막분리법의 분리막과, 흡착제를 연계하여, 이산화탄소 막 분리 효율을 증진시킬 수 있는 장치 개발이 필요한 실정이다.

본 발명은 이와 같은 문제들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 과제는 흡착공간에 수용된 흡착제가 배기가스 중의 이산화탄소를 흡착하고, 흡착공간의 이산화탄소 분압에 의하여, 분리막이 이산화탄소 투과를 허용함으로써, 이산화탄소의 회수율을 높일 수 있는 이산화탄소 분리장치 및 이산화탄소 분리시스템을 제공한다.

본 발명에 따른 이산화탄소 분리장치는 배기가스가 유입되는 유입구, 배기가스 중의 적어도 일부가 배출되는 배출구, 유입구와 배출구에 연통되게 내부에 마련되는 제1 공간, 및 제1 공간과 구별되게 내부에 마련되는 제2 공간을 구비하는 본체와, 제1 공간에 충진되며, 배기가스 중의 이산화탄소를 흡착하는 흡착제 및 본체의 내부에 배치되어, 제1 공간과 제2 공간을 분리시키되, 제1 공간 중의 이산화탄소를 선택적으로 제2 공간 측으로 투과시키는 분리막을 포함한다.

이에 따라, 분리막 및 흡착제를 통해, 이산화탄소의 회수율을 높일 수 있어, 고순도의 이산화탄소를 분리시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이산화탄소 분리장치를 나타낸 간략도이다.
도 2는 도 1의 흡착제를 재생시키는 것을 나타낸 간략도이다.
도 3은 이산화탄소 분리시스템을 나타낸 간략도이다.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이산화탄소 분리장치를 나타낸 간략도이며, 도 2는 도 1의 흡착제를 재생시키는 것을 나타낸 간략도이다. 도 1 및 2를 참고하여 설명한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 이산화탄소 분리장치는 본체(50), 흡착제(60), 분리막(70)을 포함한다.

본체(50)는 배기가스가 유입되는 유입구(30), 배기가스 중의 적어도 일부가 배출되는 배출구(40), 유입구(30)와 배출구(40)에 연통되게 내부에 마련되는 제1 공간(10), 제1 공간(10)과 구별되게 내부에 마련되는 제2 공간(20)을 구비한다.

제1 공간(10)에는 배기가스 중의 이산화탄소를 흡착하기 위하여, 흡착제(60)가 충진된다.

분리막(70)은 본체(50)의 내부에 배치되어, 제1 공간(10)과 제2 공간(20)을 분리시키되, 제1 공간(10) 중의 이산화탄소를 선택적으로 제2 공간(20) 측으로 투과시키도록 구성된다.

분리막(70)은 표면에 미세구멍이 형성될 수 있다. 미세구멍의 크기는 제1 공간(10)의 이산화탄소 분압이 제1 기준값 이상 시, 이산화탄소의 투과를 허용하는 크기로 구성될 수 있다.

유입구(30)로부터 배기가스가 유입될 시, 흡착제(60)는 배기가스 중의 이산화탄소를 흡착한다. 흡착제(60)의 이산화탄소의 흡착에 따라, 제1 공간(10)의 이산화탄소 분압은 높아질 수 있다.

일예로, 유입구(30)는 본체(50)의 일측에 배치될 수 있으며, 배출구(40)는 본체(50)의 타측에 배치될 수 있다. 배기가스는 본체(50)의 일측에서 타측을 향하는 방향으로 공급될 수 있다.

흡착제(60)에 이산화탄소가 흡착됨으로써, 배출구(40)로 배출되는 배기가스 중의 이산화탄소는 적게 배출될 수 있다.

일예로, 본체(50)의 일측에 배치된 흡착제(60)의 이산화탄소 농도는 배기가스가 유입되는 유입구(30)와 근접하여, 흡착제(60)의 흡착성능이 높아짐으로써, 이산화탄소 농도가 보다 높을 수 있다.

제1 공간(10)의 이산화탄소 분압이 제1 기준값 이상일 시, 분리막(70)은 이산화탄소 투과를 허용하여, 투과된 이산화탄소는 제2 공간(20)으로 이동시킬 수 있다. 일예로, 제1 기준값은 0.05 bar ~ 1 bar일 수 있다.

일예로, 종래의 경우, 흡착제(60)가 배치되지 않고, 분리막(70)만 배치될 경우, 투과 선택도에 의해, 배출되는 배기가스에 이산화탄소의 농도가 높은 문제점이 있으나, 본 발명은 흡착제(60) 및 분리막(70)이 함께 배치됨으로써, 흡착제(60)가 이산화탄소를 흡착한 상태에서, 제1 공간(10)의 이산화탄소 분압이 제1 기준값 이상이 되었을 시, 이산화탄소 분압에 따라, 분리막(70)은 이산화탄소의 투과를 허용하여, 이산화탄소는 제2 공간(20)으로 이동됨으로써, 이산화탄소 회수율을 높일 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 흡착제(60)에 흡착된 이산화탄소가 제2 공간(20)으로 이동되지 못하였을 경우를 대비하여, 본체(50)는 재생가스 유입구(80)를 더 포함할 수 있다. 재생가스 유입구(80)는 재생가스가 유입될 수 있다.

재생가스 유입구(80)는 제1 공간(10)과 연통되게 배치될 수 있다. 유입되는 재생가스에 의하여, 흡착제(60)에 흡착된 이산화탄소는 탈착되어, 제2 공간으로 이동할 수 있다.

재생가스는 공기, 질소, 산소, 수소 등을 포함하는 흡착제의 미흡착 기체 및 헬륨, 아르곤, 네온 등 비활성 기체를 포함할 수 있다.

일예로, 제1 공간(10)에 재생가스가 유입될 경우, 흡착제(60)에 흡착된 이산화탄소는 흡착제(60)로부터 탈착되면서, 제1 공간(10)의 이산화탄소 분압은 높아질 수 있다. 이산화탄소 분압이 제1 기준값 이상일 시, 분리막(70)은 이산화탄소 투과를 허용하여, 탈착된 이산화탄소는 제2 공간(20)으로 이동될 수 있다.

재생가스를 통해, 흡착제(60)에 흡착된 농도가 높은 이산화탄소의 탈착이 가능해짐으로써 고농도의 이산화탄소를 제2 공간(20)에서 회수할 수 있다.

또한, 재생가스를 통한, 이산화탄소를 흡착한 흡착제(60)로부터 이산화탄소의 탈착이 가능해짐로써, 흡착제(60)의 재사용이 가능해질 수 있다.

이는, 유입구(30)로 유입되는 이산화탄소를 흡착 및 재생할 수 있어, 이산화탄소의 회수율을 높일 수 있어, 고농도의 이산화탄소를 회수할 수 있다.

재생가스는 배출구(40)를 통해 배출되는 배기가스 중의 이산화탄소의 농도가 기준 농도값 이상일 경우, 재생가스 유입구(80)를 통해 제1 공간(10)으로 유입될 수 있다.

일예로, 도1 에 도시된 바와 같이, 배출구(40)로 이산화탄소가 배출되는 것을 줄이도록 배기가스가 배출되는 배출구(40) 내부에는 제1 감지부(7)가 구비될 수 있다. 제1 감지부(7)는 이산화탄소의 농도를 측정하도록 구성될 수 있다.

일예로, 본 실시예에 따른 이산화탄소 분리장치는 제어부(100)를 더 포함할 수 있다. 제어부(100)는 제1 감지부(7)에서 측정한 이산화탄소의 농도가 기준 농도값 이상일 경우, 재생가스를 제1 공간(10)으로 유입시키도록 제어할 수 있다. 일예로, 제1 감지부(7)의 기준 농도값은 이산화탄소의 농도 0.5 ~ 10% 일 수 있다.

일예로, 제어부(100)는 이산화탄소 농도가 기준 농도값 이상일 경우, 흡착제(60)가 흡착하는 흡착용량이 과다함을 판단하여, 유입구(30)로 유입되는 배기가스를 중단시키고, 제1 공간(10) 내로 재생가스가 유입되도록 제어할 수 있다.

일예로, 배출구(40)는 재생가스 유입구(80)와 동일할 수 있다. 일예로, 배출구(40)에서 배기가스가 배출된 후, 배출구(40)에 재생가스가 유입되는 구성 또한 가능하다.

일예로, 포집 배출구(91)에 제2 감지부(8)가 구비될 수 있다.

제2 감지부(8)는 이산화탄소의 농도를 측정할 수 있다. 제어부(100)는 제2 감지부(8)에서 측정한 이산화탄소 농도가 기준 농도값 이하일 경우, 세정가스 주입을 정지하도록 제어할 수 있다.

일예로, 제2 감지부(8)는 이산화탄소의 농도는 80 ~ 99.99% 일 수 있다.

본체(50)는 포집 배출구(91)를 더 포함할 수 있다. 포집 배출구(91)는 제1 공간(10)에서 제2 공간(20) 측으로 투과된 이산화탄소를 본체(50)의 외부로 배출시켜, 고순도의 이산화탄소를 포집할 수 있다.

본체(50)는 이송가스 유입구(92)를 더 포함할 수 있다. 이송가스 유입구(92)는 제2 공간(20) 중의 이산화탄소를 포집 배출구(91) 측으로 이송시키기 위한 이송가스가 유입될 수 있다.

일예로, 이송가스 유입구(92)는 포집 배출구(91)와 대향되게 배치될 수 있다. 이송가스의 유동에 의하여, 제2 공간(20)에 분리된 이산화탄소는 포집 배출구(91)로 포집될 수 있다.

일예로, 포집 배출구(91) 측에 펌프(미도시)가 구비되어, 제2 공간(20)으로 투과된 이산화탄소를 포집시키는 구성도 가능하다. 일예로, 유입구(30) 측에 압축기(미도시)가 배치될 수 있다.

일예로, 유입구(30)는 발전소 등의 굴뚝과 통하도록 배치될 수 있으며, 포집 배출구(91)로부터 포집된 이산화탄소는 사용처로 공급될 수 있다.

배기가스는 제1 공간(10)에 배치된 흡착제(60)를 통해 흡착되거나, 재생가스의 유입에 의하여 탈착됨으로써, 고순도의 이산화탄소를 흡착 및 분리하여 회수할 수 있는 특징이 있다.

도 3은 이산화탄소 분리시스템을 나타낸 간략도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 이산화탄소 분리시스템은 제1 분리부(1), 제2 분리부(2), 공급라인(33), 제1 바이패스라인(45), 제2 바이패스라인(46)을 포함한다.

제1 분리부(1)는 배기가스가 유입되는 제1 유입구(31)와, 제1 유입구(31)로 유입된 배기가스 중의 적어도 일부가 배출되는 제1 배출구(41)와, 제1 유입구(31) 및 제1 배출구(41)에 연통되게 내부에 마련되는 제1 공간(11)을 구비하는 제1 본체(51)와, 제1 공간(11)에 충진되어 배기가스 중의 이산화탄소를 흡착하는 제1 흡착제(61)를 포함한다.

제2 분리부(2)는 배기가스가 유입되는 제2 유입구(32)와, 제2 유입구(32)로 유입된 배기가스 중의 적어도 일부가 배출되는 제2 배출구(42)와, 제2 유입구(32) 및 제2 배출구(42)에 연통되게 내부에 마련되는 제3 공간(13)을 구비하는 제2 본체(52)와, 제3 공간(13)에 충진되어 배기가스 중의 이산화탄소를 흡착하는 제2 흡착제(62)를 포함한다.

공급라인(33)은 제1 유입구(31)와 제2 유입구(32) 중의 어느 하나로 배기가스를 선택적으로 공급한다.

공급라인(33)에는 밸브부(34)가 구비될 수 있으며, 밸브부(34)의 개폐에 따라, 배기가스는 제1 유입구(31) 혹은 제2 유입구(32)로 공급될 수 있다.

제1 바이패스라인(45)은 제1 배출구(41)에서 배출된 배기가스 중의 적어도 일부를 제3 공간(13)으로 우회시키도록 구성되며, 제2 바이패스라인(46)은 제2 배출구(42)에서 배출된 배기가스 중의 적어도 일부를 제1 공간(11)으로 우회시키도록 구성된다.

제1 바이패스라인(45)에는 제1 밸브(47)가 구비될 수 있으며, 제1 밸브(47)의 개폐에 따라, 제1 배출구(41)로 배출되는 배기가스를 제3 공간(13)으로 우회시키도록 구성될 수 있다. 제1 밸브(47)는 제1 배출구(41)에서 제3 공간(13)으로 우회되는 지점에 구비될 수 있다.

제2 바이패스라인(46)에는 제2 밸브(48)가 구비될 수 있으며, 제2 밸브(48)의 개폐에 따라, 제2 배출구(42)로 배출되는 배기가스를 제1 공간(11)으로 우회시키도록 구성될 수 있다. 제2 밸브(48)는 제2 배출구(42)에서 제1 공간(11)으로 우회되는 지점에 구비될 수 있다.

본 실시예에 따른 이산화탄소 분리시스템은 제어부(110)를 더 포함할 수 있다.

제어부(110)는 배기가스의 흐름을 제어할 수 있다. 제어부(110)는 제1 분리부(1)와 제2 분리부(2) 중의 어느 하나로서 공급라인(33)을 통해 배기가스를 공급한 후, 배기가스를 공급한 분리부인 작동 분리부의 배출구(41,42)에서 배출된 배기가스 중의 이산화탄소의 농도가 기준 농도값 이상일 경우, 작동 분리부로 배기가스가 공급되는 것을 중단시키고, 제1 분리부(1)와 제2 분리부(2) 중의 다른 하나로서 공급라인(33)을 통해 배기가스가 공급되지 않는 분리부인 비작동 분리부의 유입구(31,32)로 배기가스의 공급을 시작하도록 공급라인(33)을 통한 배기가스의 흐름을 제어하도록 구성될 수 있다.

일예로, 제어부(110)는 밸브부(34)를 조절하여, 배기가스를 제1 유입구(31)로 유입시키도록 제어할 수 있다. 이 경우, 제1 분리부(1)는 작동 분리부일 수 있으며, 제2 분리부(2)는 비작동 분리부일 수 있다. 제어부(110)는 작동 분리부인 제1 배출구(41)에서 배출되는 이산화탄소 농도를 기준 농도값과 비교하여, 이산화탄소의 농도가 기준 농도값 이상일 경우, 제1 흡착제(61)가 흡착하는 흡착용량이 과다함을 판단하여, 제1 유입구(31)로 배기가스가 유입되는 것을 중단시키고, 비작동 분리부인 제2 분리부(2)의 제2 유입구(32)로 배기가스 공급을 시작하도록 제어할 수 있다.

반대로, 제어부(110)는 배기가스를 제2 분리부(2)의 제2 유입구(32)로 유입시키도록 제어할 수 있다. 이 경우, 제2 분리부(2)는 작동 분리부일 수 있으며, 제1 분리부(1)는 비작동 분리부일 수 있다. 제어부(110)는 작동 분리부인 제2 배출구(42)에서 배출되는 이산화탄소 농도를 기준 농도값과 비교하여, 이산화탄소의 농도가 기준 농도값 이상일 경우, 제2 흡착제(62)가 흡착하는 흡착용량이 과다함을 판단하여, 제2 유입구(32)로 배기가스가 유입되는 것을 중단시키고, 비작동 분리부였던 제1 분리부(1)의 제1 유입구(31)로 배기가스 공급을 시작하도록 제어할 수 있다.

일예로, 배기가스가 배출되는 제1 배출구(41), 제2 배출구(42)의 내측에 제1 감지부(7)가 배치될 수 있다. 제1 감지부(7)는 이산화탄소의 농도를 측정하도록 구성될 수 있다. 제어부(100)는 제1 감지부(7)에서 측정한 이산화탄소의 농도가 기준 농도값 이상일 경우, 작동 분리부의 흡착제(61,62)가 흡착하는 흡착용량이 과다하여, 이산화탄소가 작동 분리부의 배출구(41,42)로 배출되고 있음을 판단할 수 있다.

제어부(110)는 제1 분리부(1)와 제2 분리부(2) 중의 어느 하나로서 공급라인(33)을 통해 배기가스가 공급되지 않는 분리부인 비작동 분리부의 흡착제(61,62)에서, 이산화탄소를 탈착시키기 위하여, 제1 분리부(1)와 제2 분리부(2) 중의 다른 하나인 공급라인(33)을 통해 배기가스가 공급되는 분리부인 작동 분리부의 배출구(41,42)에서 배출된 배기가스 중의 적어도 일부를 제1 및 제2 바이패스라인(45,46) 중의 어느 하나를 통해 비작동 분리부의 공간으로 유입시키도록 배기가스의 흐름을 제어하도록 구성될 수 있다.

일예로, 제2 분리부(2)가 비작동 분리부이며, 제1 분리부(1)가 작동 분리부일 경우, 제어부(110)는 제2 흡착제(62)로부터 이산화탄소를 탈착시키기 위하여, 제1 밸브(47)를 조절하여, 제1 배출구(41)에서 배출된 배기가스를 제3 공간(13)으로 유입시키도록 조절할 수 있다.

제1 배출구(41)로 배출되는 배기가스는 제1 바이패스라인(45)으로 우회되어, 제3 공간(13)으로 유입될 수 있다. 이 경우, 제1 유입구(31)로 유입되었던 배기가스 중의 이산화탄소는 제1 흡착제(61)에 흡착된 후, 제1 바이패스라인(45)을 통해, 제3 공간(13)으로 유입됨으로써, 배기가스 중의 이산화탄소가 제외된 배기가스가 제3 공간(13)으로 유입됨으로써, 제2 흡착제(62)에 흡착된 이산화탄소를 탈착시키도록 구성될 수 있다.

반대로, 제1 분리부(1)가 비작동 분리부이며, 제2 분리부(2)가 작동 분리부일 경우, 제어부(110)는 제1 흡착제(61)로부터 이산화탄소를 탈착시키기 위하여, 제2 밸브(48)를 조절하여, 제2 배출구(42)에서 배출된 배기가스를 제1 공간(11)으로 유입시키도록 조절할 수 있다. 제2 배출구(42)로 배출되는 배기가스는 제2 바이패스라인(46)으로 우회되어, 제1 공간(11)으로 유입될 수 있다. 이 경우, 제2 유입구(32)로 유입되었던 배기가스 중의 이산화탄소는 제2 흡착제(62)에 흡착된 후, 제2 바이패스라인(46)을 통해, 제1 공간(11)으로 유입됨으로써, 배기가스 중의 이산화탄소가 제외된 배기가스가 제1 공간(11)으로 유입됨으로써, 제1 흡착제(61)에 흡착된 이산화탄소를 탈착시키도록 구성될 수 있다.

이는, 작동 분리부에서 이산화탄소의 흡착공정을 수행하고, 작동 분리부의 배출구(41,42)로 배출되는 배기가스를 비작동 분리부의 흡착제(61,62)를 세정시킴으로서, 이산화탄소의 연속적인 회수가 가능한 특징이 있다.

하나의 장치를 통해, 흡착 및 세정을 교대하여, 작동시킬 수 있게됨으로써, 대용량의 배기가스의 처리가 가능한 특징이 있다.

또한, 배출구(41,42)로 배출되는 이산화탄소가 제외된 배기가스를 회수하여, 흡착제(61,62)를 세정하는데 사용함으로써, 흡착제(61,62)의 재사용이 가능해질 수 있다.

제1 본체(51)는 제1 공간(11)과 구별되게 내부에 마련되는 제2 공간(12)을 더 구비할 수 있다. 제1 분리부(1)는 제1 분리막(71)을 더 포함할 수 있다. 제1 분리부(1)는 제1 본체(51)의 내부에 배치될 수 있으며, 제1 분리부(1)는 제1 공간(11)과 제2 공간(12)을 분리시키되, 제1 공간(11) 중의 이산화탄소를 선택적으로 제2 공간(12) 측으로 투과시키도록 구성될 수 있다.

제2 본체(52)는 제3 공간(13)과 구별되게 내부에 마련되는 제4 공간(14)을 더 구비할 수 있다. 제2 분리부(2)는 제2 분리막(72)을 더 포함할 수 있다. 제2 분리막(72)은 제2 본체(52)의 내부에 배치될 수 있다. 제2 분리막(72)은 제3 공간(13)과 제4 공간(14)을 분리시킬 수 있다. 제2 분리막(72)은 제3 공간(13) 중의 이산화탄소를 선택적으로 제4 공간(14) 측으로 투과시키도록 구성될 수 있다.

이는, 하나의 장치로, 작동 분리부에서 이산화탄소의 흡착공정을 수행하고, 작동 분리부에서 배출되는 배기가스를 비작동 분리부의 흡착제(61,62)를 세정하는데 사용함으로서, 이산화탄소의 연속적으로 회수할 수 있는 특징이 있다.

본 실시예에 따른 이산화탄소 분리시스템은 차단부재(95)를 더 포함할 수 있다. 차단부재(95)는 제1 분리부(1)와, 제2 분리부(2)를 분리시키도록 구성될 수 있다.

일예로, 도 3에 제1 분리부(1)와, 제2 분리부(2)의 이중형태의 배치형태를 도시하였으나, 이에 한정하지 않고, 다중형태로 배치하는 구성또한 가능하다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

30: 유입구 40: 배출구
50: 본체 60: 흡착제
70: 분리막 80: 재생가스 유입구
91: 포집 배출구 92: 이송가스 유입구

Claims (12)

1. 배기가스가 유입되는 유입구, 상기 배기가스 중의 적어도 일부가 배출되는 배출구, 상기 유입구와 상기 배출구에 연통되게 내부에 마련되는 제1 공간, 및 상기 제1 공간과 구별되게 내부에 마련되는 제2 공간을 구비하는 본체;
   상기 제1 공간에 충진되며, 상기 배기가스 중의 이산화탄소를 흡착하는 흡착제; 및
   상기 본체의 내부에 배치되어, 상기 제1 공간과 상기 제2 공간을 분리시키되, 상기 제1 공간 중의 이산화탄소를 선택적으로 상기 제2 공간 측으로 투과시키는 분리막;
   을 포함하는, 이산화탄소 분리장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 본체는, 상기 제1 공간에 연통되게 배치되어, 상기 흡착제에 흡착된 상기 이산화탄소를 탈착시키기 위한 재생가스가 유입되는 재생가스 유입구를 더 포함하고,
   상기 배출구를 통해 배출되는 상기 배기가스 중의 이산화탄소의 농도가 기준 농도값 이상일 경우, 상기 재생가스는 상기 재생가스 유입구를 통해 상기 제1 공간으로 유입되는, 이산화탄소 분리장치.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 재생가스는 질소, 산소, 수소, 헬륨, 아르곤, 네온을 포함하는, 이산화탄소 분리장치.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 본체는, 상기 제1 공간에서 상기 제2 공간 측으로 투과된 상기 이산화탄소가 상기 제2 공간에서 상기 본체의 외부로 배출되기 위한 포집 배출구를 더 포함하는, 이산화탄소 분리장치.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 본체는, 상기 제2 공간 중의 상기 이산화탄소를 상기 포집 배출구 측으로 이송시키기 위한 이송가스가 유입되는 이송가스 유입구를 더 포함하는, 이산화탄소 분리장치.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 분리막은, 표면에 미세구멍이 형성되며,
   상기 미세구멍의 크기는, 상기 제1 공간의 이산화탄소 분압이 제1 기준값 이상 시, 상기 이산화탄소의 투과를 허용하는 크기인, 이산화탄소 분리장치.
7. 배기가스가 유입되는 제1 유입구, 상기 제1 유입구로 유입된 배기가스 중의 적어도 일부가 배출되는 제1 배출구, 상기 제1 유입구와 상기 제1 배출구에 연통되게 내부에 마련되는 제1 공간을 구비하는 제1 본체와, 상기 제1 공간에 충진되어 상기 배기가스 중의 이산화탄소를 흡착하는 제1 흡착제를 포함하는 제1 분리부;
   배기가스가 유입되는 제2 유입구, 상기 제2 유입구로 유입된 배기가스 중의 적어도 일부가 배출되는 제2 배출구, 상기 제2 유입구와 상기 제2 배출구에 연통되게 내부에 마련되는 제3 공간을 구비하는 제2 본체와, 상기 제3 공간에 충진되어 상기 배기가스 중의 이산화탄소를 흡착하는 제2 흡착제를 포함하는 제2 분리부;
   상기 제1 유입구와 상기 제2 유입구 중의 어느 하나로 상기 배기가스를 선택적으로 공급하는 공급라인;
   상기 제1 배출구에서 배출된 배기가스 중의 적어도 일부를 상기 제3 공간으로 우회시키는 제1 바이패스라인; 및
   상기 제2 배출구에서 배출된 배기가스 중의 적어도 일부를 상기 제1 공간으로 우회시키는 제2 바이패스라인;
   을 포함하는, 이산화탄소 분리시스템.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 배기가스의 흐름을 제어하는 제어부를 더 포함하고,
   상기 제어부는,
   상기 제1 분리부와 상기 제2 분리부 중의 어느 하나로서 상기 공급라인을 통해 상기 배기가스가 공급되는 분리부인 작동 분리부의 배출구에서 배출된 배기가스 중의 이산화탄소의 농도가 기준 농도값 이상일 경우,
   상기 작동 분리부로 상기 배기가스가 공급되는 것이 중단되고,
   상기 제1 분리부와 상기 제2 분리부 중의 다른 하나로서 상기 공급라인을 통해 상기 배기가스가 공급되지 않는 분리부인 비작동 분리부의 유입구로 상기 배기가스가 공급되는 것이 시작되도록,
   상기 공급라인을 통한 상기 배기가스의 흐름을 제어하는, 이산화탄소 분리시스템.
9. 청구항 7에 있어서,
   상기 배기가스의 흐름을 제어하는 제어부를 더 포함하고,
   상기 제어부는,
   상기 제1 분리부와 상기 제2 분리부 중의 어느 하나로서 상기 공급라인을 통해 상기 배기가스가 공급되지 않는 분리부인 비작동 분리부의 흡착제에서, 상기 이산화탄소를 탈착시키기 위해,
   상기 제1 분리부와 상기 제2 분리부 중의 다른 하나로서 상기 공급라인을 통해 상기 배기가스가 공급되는 분리부인 작동 분리부의 배출구에서 배출된 배기가스 중의 적어도 일부가, 상기 제1 및 제2 바이패스라인 중의 어느 하나를 통해 상기 비작동 분리부의 공간으로 유입되도록, 상기 배기가스의 흐름을 제어하는 이산화탄소 분리시스템.
10. 청구항 7에 있어서,
    상기 제1 본체는, 상기 제1 공간과 구별되게 내부에 마련되는 제2 공간을 더 구비하고,
    상기 제1 분리부는, 상기 제1 본체의 내부에 배치되어 상기 제1 공간과 상기 제2 공간을 분리시키되, 상기 제1 공간 중의 이산화탄소를 선택적으로 상기 제2 공간 측으로 투과시키는 제1 분리막을 더 포함하는, 이산화탄소 분리시스템.
11. 청구항 7에 있어서,
    상기 제2 본체는, 상기 제3 공간과 구별되게 내부에 마련되는 제4 공간을 더 구비하고,
    상기 제2 분리부는, 상기 제2 본체의 내부에 배치되어 상기 제3 공간과 상기 제4 공간을 분리시키되, 상기 제3 공간 중의 이산화탄소를 선택적으로 상기 제4 공간 측으로 투과시키는 제2 분리막을 더 포함하는, 이산화탄소 분리시스템.
12. 청구항 6에 있어서,
    상기 제1 분리부와, 상기 제2 분리부를 분리시키는 차단부재를 더 포함하는 이산화탄소 분리시스템.

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