KR20190083095A - 중탄산소다 제조장치 및 중탄산소다 제조방법 - Google Patents

중탄산소다 제조장치 및 중탄산소다 제조방법 Download PDF

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KR20190083095A
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Abstract

본 발명에 따른 중탄산소다 제조장치는, 이산화탄소를 포함하는 배기가스가 유입되는 제1 유입구, 탄산소다가 유입되는 제2 유입구가 구비되며, 제1 및 2 유입구로 유입된 배기가스와 탄산소다가 반응하기 위한 반응공간을 형성한 버블탑(bubble tower)과, 버블탑의 외부에 배치되며, 배기가스와 탄산소다의 반응으로 생성된 중탄산소다를 공급받아 탈수시키는 탈수부를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 중탄산소다 제조방법은, 배기가스 중의 이산화탄소와, 탄산소다를 혼합시켜, 중탄산소다를 생성시키는 단계, 중탄산소다를 건조시키는 단계를 포함할 수 있다.

Description

중탄산소다 제조장치 및 중탄산소다 제조방법{METHOD AND APPARATUS OF SODIUM BICARBONATE PRODUCTION}
본 발명은 중탄산소다 제조장치 및 중탄산소다 제조방법에 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.
그러나, 이산화탄소를 분리 및 회수하기 위한 설비 운영은 매우 높은 에너지가 소모되는 단점이 있다. 따라서, 배출되는 이산화탄소를 포함한 배기가스를 활용하여, 고부가 화합물을 제조할 수 있는 장치 개발이 필요한 실정이다.
본 발명은 이와 같은 문제들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 과제는 이산화탄소가 포함된 배기가스를 활용하여 상업적으로 활용가치가 높은 중탄산소다를 생산할 수 있는 중탄산소다 제조장치 및 중탄산소다 제조방법을 제공한다.
본 발명의 실시예에 따른 중탄산소다 제조장치는, 이산화탄소를 포함하는 배기가스가 유입되는 제1 유입구, 탄산소다가 유입되는 제2 유입구가 구비되며, 제1 및 2 유입구로 유입된 배기가스와 탄산소다가 반응하기 위한 반응공간을 형성한 버블탑(bubble tower)과, 버블탑의 외부에 배치되며, 배기가스와 탄산소다의 반응으로 생성된 중탄산소다를 공급받아 탈수시키는 탈수부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 중탄산소다 제조방법은, 배기가스 중의 이산화탄소와, 탄산소다를 혼합시켜, 중탄산소다를 생성시키는 단계, 중탄산소다를 건조시키는 단계를 포함할 수 있다.
이에 따라, 배출되는 배기가스를 활용하여 상업적으로 활용가치가 높은 중탄산소다를 생산하고, 생산된 중탄산소다를 사료 첨가제 및 세제 등의 다양한 산업에 활용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 중탄산소다 제조장치의 간략도이다.
도 2는 도 1의 분사유닛의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예 2에 따른 중탄산소다 제조방법의 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 실시예 3에 따른 중탄산소다 제조장치의 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.
실시예 1
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 중탄산소다 제조장치의 간략도이며, 도 2는 도 1의 분사유닛의 사시도이다. 도 1 및 2를 참고하여 설명한다.
본 실시예에 따른 중탄산소다 제조장치는 화력발전소, 시멘트 및 석유화학공장 등에서 배출되는 배기가스에 포함된 이산화탄소(CO2)와 탄산소다(Na2CO3)의 화학반응을 통해 중탄산소다(NaHCO3)를 생산하는 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 실시예에 따른 중탄산소다 제조장치는 발전소에서 배출되는 배기가스를 별도의 이산화탄소 포집공정이나 처리공정 없이 바로 이산화탄소를 포함하는 배기가스와 탄산소다를 반응공간(11)으로 투입하여, 중탄산소다를 생산한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 중탄산소다 제조장치는 버블탑(10, bubble tower), 탈수부(20)를 포함한다.
버블탑(10)은 이산화탄소를 포함하는 배기가스가 유입되는 제1 유입구(13)와, 탄산소다가 유입되는 제2 유입구(15)가 구비된다. 버블탑(10)은 제1 및 2 유입구(13,15)로 유입된 배기가스와 탄산소다가 반응하기 위한 반응공간(11)을 형성한다.
일예로, 버블탑(10) 내부의 반응공간(11)에는 탄산소다, 물이 수용될 수 있다. 일예로, 제공부(90)는 반응공간(11)으로 물, 탄산소다를 제공할 수 있다. 반응공간(11)에는 탄산소다 20 내지 30 중량부, 물 70 내지 80 중량부가 수용될 수 있다.
버블탑(10)의 제1 유입구(13)를 통하여, 이산화탄소가 포함된 배기가스가 유입될 수 있으며, 제2 유입구(15)를 통하여, 탄산소다가 유입될 수 있다.
탄산소다와 이산화탄소이며 다음의 화학 반응에 의하여 생성된다.
Na2CO3 + CO2 + H2O = 2NaHCO3
1몰의 탄산소다와 각각 1몰의 이산화탄소 및 물이 반응하여 2몰의 중탄산소다가 생성된다.
제2 유입구(15)는 버블탑(10)의 길이방향 기준의 상측에 배치될 수 있으며, 제1 유입구(13)는 제2 유입구(15) 보다 하측에 배치될 수 있다.
탈수부(20)는 버블탑(10)의 외부에 배치되며, 배기가스와 탄산소다 및 물의 반응으로 생성된 중탄산소다를 공급받아 탈수시킨다.
탈수부(20)는 분리막(21)을 포함할 수 있다. 분리막(21)은 중탄산소다를 버블탑(10)의 외부로 배출시키는 배출관(19)의 내측 둘레에 대응되게 형성될 수 있으며, 표면에 미세구멍(23)이 형성될 수 있다.
미세구멍(23)의 크기는 중탄산소다의 투과를 허용하는 크기로 형성될 수 있다.
일예로, 미세구멍(23)의 크기는 10~20㎛일 수 있다.
탈수부(20)는 진동 발생부(25)를 더 포함할 수 있다. 진동 발생부(25)는 분리막(21)에 진동을 유발할 수 있다.
진동 발생부(25)는, 중탄산소다에 의하여, 미세구멍(23)이 막히는 것을 방지하기 위하여 배치될 수 있다.
일예로, 탈수기(20)가 배치된 후술할 배출관(19)의 차압이 정상시 보다 10 % 이상 증가 시, 진동 발생부(25)는 작동될 수 있다.
일예로, 진동 발생부(25)에 인가된 주파수에 의하여, 분리막(21)은 진동될 수 있다.
분리막(21)의 진동에 의하여, 미세구멍(23)이 작은 입자에 의하여, 막히는 것을 방지하도록 구성될 수 있다.
일예로, 배출관(19)은 ㄴ자 형태로 형성될 수 있다. 배출관(19)은 수직관(17)과 수평관(18) 포함할 수 있다. 수직관(17)은 버블탑의 길이방향을 따라 연장될 수 있다. 수직관(17)을 통해, 중탄산소다는 낙하하도록 구성될 수 있다.
수평관(18)의 일단은 수직관(17)에 절곡된 형태로 연결될 수 있으며, 타단은 후술할 포집부(90)와 연결될 수 있다.
본 실시예에 따른 중탄산소다 제조장치는 펌프(27)를 더 포함할 수 있다. 펌프(27)는 배출관(19)을 통해서, 분리막(21)으로 이동하는 중탄산소다를 유동시키도록 구성될 수 있다.
일예로, 펌프(27)는 수평관(18) 측에 배치될 수 있다. 일예로, 중탄산소다가 배출관(19)으로 유동하는 유동방향 기준으로, 분리막(21)은 펌프(27)의 후단에 배치될 수 있다. 일예로, 펌프(27)는 분리막(21)의 전단에 배치된 구성 또한 가능하다.
일예로, 분리막(21)은 중탄산소다가 유동하는 유동방향에 수직되게 배치될 수 있다. 분리막(21)의 미세구멍(23) 보다 작은 물질은 통과되어, 따로 분리될 수 있다.
탈수부(20)는 건조부(28)를 더 포함할 수 있다. 건조부(28)는 분리막(21)을 통과한 중탄산소다를 건조시키도록 구성될 수 있다. 일예로, 건조부(28)는 건조기, 히터 등일 수 있다. 건조부(28)는 배출관(19)의 외면에 배치되고, 건조부(28)와 근접한 배관(16)에 복수 개의 통공(29)이 형성되어, 배출관(19)을 유동하는 중탄산소다의 온도를 높임으로써, 잔존수분을 제거시킬 수 있다.
일예로, 화학 반응에 의하여, 중탄산소다는 슬러리 형태로 구성될 수 있으며, 중탄산소다의 슬러리는 탈수부(20)로 이동되어, 분리막(21)을 통과할 수 있다. 일예로, 중탄산소다의 슬러리는 습분(Wet powder)과, 파우더가 혼합된 형태로 구성될 수 있다.
분리막(21)을 통과한 습분의 함수율은 약 10 내지 30 중량부일 수 있다.
일예로, 분리막(21)을 통과한 일부의 습분은 우회라인(91)을 통해, 반응공간(11)으로 유입될 수 있으며, 나머지의 파우더는 건조부(28)를 통해, 약 40 내지 60°C의 공기로 건조됨으로써, 잔존수분이 제거될 수 있다.
도 1 및 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 중탄산소다 제조장치는 분사유닛(30)을 더 포함할 수 있다.
분사유닛(30)은 버블탑(10)의 내부로 배기가스를 분사하도록 구성될 수 있다. 분사유닛(30)은 제1 유입구(13)와 연결될 수 있으며, 버블탑(10)의 내부에 링 형태로 배치될 수 있다. 분사유닛(30)은 복수 개의 관통공(33)을 통해, 배기가스를 버블탑(10)의 길이방향 기준의 상측으로 분사시키도록 구성될 수 있다.
일예로, 분사유닛(30)은 원형 분산기(Circular type Pipe Distributor)일 수 있다.
분사유닛(30)에 의하여, 반응공간(11)은 내부 유동장이 형성될 수 있다.
본 실시예에 따른 중탄산소다 제조장치는 안내유닛(40)을 더 포함할 수 있다.
안내유닛(40)은, 분사유닛(30)을 에워싸도록 배치된 채, 상측으로 연장되게 형성될 수 있다.
제2 유입구(15)로 유입된 탄산소다는 하측에 유입된 배기가스와 반응하여 중탄산소다를 생성한 후, 버블탑의 내측벽면과 안내유닛(40) 사이에 형성된 이격공간(51)에 의하여 형성되는 유로(50)를 따라 버블탑(10)의 길이방향 기준의 하측으로 안내될 수 있다.
일예로, 제2 유입구(15)로 유입되는 탄산소다는 40~50°C, 20 내지 30 중량부로 구성될 수 있다.
일예로, 제2 유입구(15)로 유입된 탄산소다는 버블탑(10)의 길이방향 기준의 하측으로 바로 낙하할 수 있으나, 복수 개의 관통공(33)을 통해, 상측으로 분사되는 배기가스의 분사압에 의하여, 버블탑의 내측벽면과 안내유닛(40) 사이에 형성된 유로(50)로 안내될 수 있다. 유로(50)로 이동된 중탄산소다는 버블탑(10)의 길이방향 기준의 하측에 배치된 탈수부(20)로 유동될 수 있다.
일예로, 제2 유입구(15)로 낙하하는 탄산소다는 상측으로 분사되는 배기가스의 분사압에 의하여, 반응공간(11)에 체류시간이 보다 길도록 구성될 수 있다.
버블탑(10)의 높이는 L일 수 있으며, 버블탑(10)의 직경은 D일 수 있다. L/D 는 10 내지 20 범위일 수 있다.
일예로, 버블탑(10)의 높이는 1,200mm 일 수 있으며, 버블탑(10)의 직경은 80mm 일 수 있다.
제1 유입구(13)로 유입되는 배기가스의 유입압력에 의하여 반응공간(11)에서 배기가스의 유동이 이루어질 수 있다.
일예로, 제1 유입구(13)에 배기가스가 유동하는 배관(16)이 설치될 수 있으며, 배관(16)에 송풍기(12)가 마련될 수 있다. 반응공간(11)에서 유입되는 배기가스에 의하여, 반응공간(11)은 내부 유동장이 형성될 수 있다.
일예로, 탄산소다가 반응공간(11)의 중앙측으로 분사되도록, 제2 유입구(15)에 탄산소다 분사부(47)가 연결되어, 반응공간(11)의 상측의 중앙으로 분사시키도록 구성될 수 있다. 일예로, 탄산소다 분사부(47)는 제2 유입구(15)를 관통하도록 구성될 수 있으며, 탄산소다 저장부(48)와 연결될 수 있다. 일예로, 안내유닛(40) 및 분사유닛(30)은 탄산소다 분사부(47)보다 하측에 배치될 수 있다.
일예로, 버블탑(10)의 직경은 제1 유입구(13)로 유입되는 배기가스의 선속도가 0.1 내지 1.0m/s가 되도록 구성될 수 있다. 일예로, 배기가스의 유량은 10 liter/min 내지 50 liter/min 일 수 있다. .
본 실시예에 따른 중탄산소다 제조장치는 잔류가스 배출구(80)를 더 포함할 수 있다. 잔류가스 배출구(80)는 이산화탄소 및 탄산소다를 제외한 잔류가스를 외부로 배출시킬 수 있다. 잔류가스 배출구(80)는 지면에 수직한 방향 기준으로 버블탑(10)의 상측에 배치될 수 있다.
버블탑(10)의 내측둘레를 따라 망(81)이 배치될 수 있다. 망(81)은 잔류가스 배출구(80)보다 하측에 배치될 수 있다. 망(81)은 표면에 미세구멍(83)이 형성될 수 있다. 망(81)은 중탄산소다의 투과를 허용하지 않는 크기로 형성될 수 있다.
일예로, 상측으로 분사되는 배기가스와, 반응공간(11)에 수용된 물과, 하측으로 분사되는 탄산소다는 반응하고, 잔류가스는 잔류가스 배출구(80)로 배출됨으로써, 이산화탄소, 물, 탄산소다의 반응에 의하여, 반응공간(11)에 유동장을 형성할 수 있으며, 화학 반응에 의하여, 중탄산소다는 슬러리 형태로 구성될 수 있으며, 슬러리는 탈수부(20)로 이동될 수 있다.
본 실시예에 따른 중탄산소다 제조장치는 냉각부(60)를 더 포함할 수 있다.
냉각부(60)는 중탄산소다가 수분에 의하여, 용해되는 것을 방지하기 위하여 배치될 수 있다. 냉각부(60)는 탈수부(20)의 전단에 배치될 수 있다.
일예로, 냉각부(60)는 제1 유입구(13)보다 하측에 배치될 수 있다. 냉각부(60)는 냉각코일(61)을 포함할 수 있으며, 반응공간(11)의 하측에 냉각코일(61)이 배치될 수 있다.
냉각코일(61)의 운전을 통해 중탄산소다의 용해도를 낮추어 반응기 하부에 석출되는 중탄산소다의 양을 최대화시킬 수 있다.
일예로, 40°C의 온도조건에서 중탄산소다의 용해도는 약 12~13% 이나, 20°C의 온도조건에서 중탄산소다의 용해도는 10% 정도일 수 있다. 20°C의 온도조건에서는 석출되는 중탄산소다의 양이 증가하므로 최종적으로 중탄산소다의 수율이 향상될 수 있다.
냉각부(60)는 버블탑(10)의 길이방향 기준의 하측에 배치될 수 있으며, 중탄산소다의 용해도를 낮춤으로써, 석출되는 중탄산소다의 양을 최대화시킬 수 있다. 일예로, 냉각부(60)의 운전온도는 20~30°C 로 운전될 수 있다.
일예로, 냉각부(60)는 냉각 재킷부(미도시)를 포함할 수 있다. 냉각 재킷부(미도시)는, 버블탑(10)의 하측의 외면으로부터 이격되게 배치될 수 있다. 버블탑과 냉각 재킷부(미도시) 사이의 공간에 냉각 매체가 유동될 수 있다.
분리막(21) 및 건조부(28) 공정을 거친 중탄산소다는 포집부(90)로 포집되어, 산업체 발생 배기가스에 포함된 다양한 불순물(염소, 질소산화물, 및 황산화물 등)의 제거에 활용될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 반응공정에 의하여 생성된 중탄산소다는 분리막(21) 공정을 거침으로써, 입경이 작아, 배기가스 내 오염물질과의 반응성이 향상되어, 불순물을 보다 효과적으로 제거할 수 있다.
또한, 석탄 화력발전소, 시멘트 및 석유화학 공장 등에서 발생하는 배기가스를 활용하여 상업적으로 활용가치가 높은 중탄산소다를 생산함으로써, 온실가스인 이산화탄소를 저감시킬 수 있으며, 생성된 중탄산소다는 배기가스 정제, 사료 첨가제 및 세제 등의 다양한 산업에 활용할 수 있는 특징이 있다.
<실험예 1> 제1 유입구(13)를 통해 연소가스를 25 liter/min 유량으로 투입한다. 이때 연소가스에 포함된 이산화탄소 농도는 약 14 내지 15 부피비이다(이산화탄소 처리량 10 kgCO2 기준), 버블탑의 높이는 1,200mm, 제2 유입구(15)로 유입되는 탄산소다의 농도와 투입량은 각각 30 중량부, 분당 45 ml였다. 반응기 내부에는 온도, 압력, 전도도(conductivity) 및 pH를 측정할 수 있도록 측정장치를 설치하여 연속 운전 중에 발생되는 다양한 조건 변화를 측정할 수 있도록 하였다.
탄산화 반응을 통해 생성된 중탄산소다는 이후 탈수 및 건조공정을 거쳐 최종 파우더 형태의 분체를 얻었다. 건조시 온도는 40°C 였으며, 이 과정을 약 3시간의 연속운전을 실시하였다. 제조된 중탄산소다의 순도 및 입경은 표 1 및 표 2와 같다.
<실험예 2> 실험예 1에서, 제2 유입구(15)로 유입되는 탄산소다의 농도가 20 중량부이고 분당 투입량이 30 ml인 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 실시한 주요 결과는 표 1 및 표 2와 같다.
<실험예 3> 실험예 1에서, 제2 유입구(15)로 유입되는 탄산소다의 유량이 55 ml/min인 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 실시한 주요 결과는 표 1 및 표 2와 같다.
<실험예 4> 실험예 1에서, 버블탑(10)의 높이가 1,000mm인 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 실시한 주요 결과는 표 1 및 표 2와 같다.
<실험예 5> 실험예 1에서, 버블탑(10)의 높이가 800mm인 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법으로 실시한 주요 결과는 표 1 및 표 2와 같다.
반응기
높이(mm)		 탄산소다 투입 이산화탄소 전환율
(혹은 포집율)
중량부 투입량(ml/분)
실험예 1 1,200 30 45 61%
실험예 2 1,200 20 30 55%
실험예 3 1,200 30 55 68%
실험예 4 1,000 30 45 45%
실험예 5 800 30 45 37%
중탄산소다 순도(%) 중탄산소다 입경
355㎛ 이상 355㎛ 이하
실험예 1 97 < 1 % > 99%
실험예 2 96 < 1 % > 99%
실험예 3 97 < 1 % > 99%
실험예 4 85 < 1 % > 99%
실험예 5 75 < 1 % > 99%
분석 결과 실험예 1의 경우 이산화탄소 포집율(전환율)이 60% 이상 일정하게 유지가 되었으며 이를 통해서 얻어진 분체의 성분 분석결과(XRD, X-ray Diffraction) 순도는 약 97% 수준으로 시판중인 제품의 순도와 큰 차이가 없었다. 다음으로 실험예 2 및 실험예 3은 버블탑의 높이는 동일하게 하고 탄산소다의 투입량 혹은 투입농도를 바꾸어서 실험한 결과이다. 두 경우 모두 이산화탄소의 전환율은 일정수준 이상이나 탄산소다의 농도가 낮은 실험예 2는 실험예 1 대비 전환율이 다소 낮았다. 실험예 3의 경우 탄산소다의 농도가 높음에 따라 이와 반응할 수 있는 이산화탄소의 양이 상대적으로 증가됨으로 전체 이산화탄소 전환율은 실험예 1 대비 증가되었다. 실험예 3의 경우, 반응온도가 낮을 경우 탄산소다의 용해도가 급격하게 떨어지면서 침전이 생기고 이에 따라 중탄산소다의 순도가 낮아질 우려가 있다.
다음으로 실험예 4, 5의 경우에는 버블탑(10)의 높이를 실험예 1 대비 낮추어서 성능시험을 진행하였다. 분석결과 버블탑(10)의 높이가 낮을수록 이산화탄소의 전환율이 떨어짐을 확인 할 수 있는데 이는 버블탑(10)에서 충분한 탄산화 반응이 일어나지 않았기 때문으로 사료된다.
반응공정에서 이산화탄소의 전환율과 함께 최종 활용을 위한 중탄산소다의 순도와 입경 역시 매우 중요한 부분이다. 관련하여 중탄산소다의 순도는 실험예 1~3에서 95% 이상의 높은 순도를 유지하였으나 실험예 4~5는 탑의 높이가 낮음에 따라 순도가 대부분 낮았으며 주요 불순물로는 탄산소다로 분석되었다. 중탄산소다의 입경은 모든 경우에 있어서 355㎛ 이하 수준이 99% 이상으로 상당한 미분이 생산됨을 확인하였다.
실시예 2
도 3은 본 발명의 실시예 2에 따른 중탄산소다 제조방법의 흐름도이다. 이하에서 중복되는 설명은 생략한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 중탄산소다 제조방법은 배기가스 중의 이산화탄소와, 탄산소다를 혼합시켜, 중탄산소다를 생성시키는 단계(S210)와, 생성된 중탄산소다를 건조시키는 단계(S220)를 포함한다. 중탄산소다를 생성시키는 단계(S210)는 버블탑(10)을 통해 진행될 수 있다.
실시예 3
도 4는 본 발명의 실시예 3에 따른 중탄산소다 제조방치의 간략도이다.
이하에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조번호를 사용하고, 중복되는 설명은 생략한다.
본 실시예에 따른 중탄산소다 제조장치는 안내부(45)를 더 포함할 수 있다. 안내부(45)는 버블탑(10) 외측에 배치될 수 있으며, ㄷ 자 형태의 파이프로 구성될 수 있다.
제2 유입구(15)로 유입된 탄산소다는 배기가스와 반응하여 중탄산소다를 생성한 후, 버블탑(10)과 연통된 안내부(45)로 안내될 수 있다.
일예로, 제2 유입구(15)로 유입된 탄산소다는 버블탑(10)의 길이방향 기준의 하측으로 바로 낙하할 수 있으나, 복수 개의 관통공(33)을 통해, 상측으로 분사되는 배기가스의 분사압에 의하여, 중탄산소다는 버블탑(10)의 외측에 배치된 안내부(45)로 안내될 수 있다.
안내부(45)로 유동된 중탄산소다는 다시 반응공간(11)으로 유동된 후, 냉각부(60)를 거쳐, 탈수부(20)로 유동될 수 있다.
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.
10: 버블탑 20: 탈수부
60: 냉각부 90: 포집부

Claims (13)

  1. 이산화탄소를 포함하는 배기가스가 유입되는 제1 유입구, 탄산소다가 유입되는 제2 유입구가 구비되며, 상기 제1 및 2 유입구로 유입된 상기 배기가스와 상기 탄산소다가 반응하기 위한 반응공간을 형성한 버블탑(bubble tower);
    상기 버블탑의 외부에 배치되며, 상기 배기가스와 상기 탄산소다의 반응으로 생성된 중탄산소다를 공급받아 탈수시키는 탈수부;
    를 포함하는 중탄산소다 제조장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 탈수부는,
    상기 중탄산소다를 상기 버블탑의 외부로 배출시키는 배출관의 내측 둘레에 대응되게 형성되고, 표면에 미세구멍이 형성되며, 상기 미세구멍의 크기는, 상기 중탄산소다의 투과를 허용하는 크기로 형성된 분리막;
    을 포함하는 중탄산소다 제조장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 탈수부는, 상기 분리막에 진동을 유발하는 진동 발생부를 더 포함하며,
    상기 진동 발생부는, 상기 중탄산소다에 의하여, 상기 미세구멍이 막히는 것을 방지하는 중탄산소다 제조장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 탈수부는,
    상기 분리막을 통과한 상기 중탄산소다를 건조시키는 건조부;
    를 더 포함하는 중탄산소다 제조장치.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 배출관을 통해서, 상기 분리막으로 이동하는 상기 중탄산소다를 유동시키기 위한 펌프를 더 포함하는 중탄산소다 제조장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 버블탑의 내부로 상기 배기가스를 분사하는 배기가스 분사유닛를 더 포함하며,
    상기 배기가스 분사유닛은, 상기 제1 유입구와 연결되고, 상기 버블탑의 내부에 링 형태로 배치되며, 복수 개의 관통공을 통해, 상기 배기가스를 상기 버블탑의 길이방향 기준의 상측으로 분사시키는 중탄산소다 제조장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 중탄산소다의 이동을 안내하는 안내유닛을 더 포함하며,
    상기 안내유닛은, 상기 분사유닛을 에워싸게 배치되되, 상기 상측으로 연장되게 형성되며,
    상기 중탄산소다는 상기 버블탑의 내측벽면과 상기 안내유닛 사이에 형성된 이격공간에 의하여 형성되는 유로를 따라 상기 버블탑의 길이방향 기준의 하측으로 안내되며, 상기 하측에는 상기 탈수부가 배치된 중탄산소다 제조장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 중탄산소다가 수분에 의하여, 용해되는 것을 방지하기 위한 냉각부를 더 포함하며,
    상기 냉각부는, 상기 탈수부의 전단에 배치되는 안내되는 중탄산소다 제조장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 버블탑의 길이는 상기 버블탑의 폭의 10 내지 20배로 형성되는 중탄산소다 제조장치.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 이산화탄소 및 상기 탄산소다를 제외한 잔류가스를 외부로 배출시키는 잔류가스 배출구를 더 포함하며, 상기 잔류가스 배출구는 지면에 수직한 방향 기준으로 상기 버블탑의 상측에 배치되는 중탄산소다 제조장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 버블탑의 내측둘레를 따라 망이 배치되되, 상기 망은 상기 잔류가스 배출구보다 하측에 배치되며, 표면에 미세구멍이 형성되고, 상기 중탄산소다의 투과를 허용하지 않는 크기로 형성된 중탄산소다 제조장치.
  12. 배기가스 중의 이산화탄소와, 탄산소다를 혼합시켜, 중탄산소다를 생성시키는 단계;
    상기 중탄산소다를 건조시키는 단계;
    를 포함하는 중탄산소다 제조방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 중탄산소다를 생성시키는 단계는 버블탑을 통해 진행되는 중탄산소다 제조방법.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN111908489A (zh) * 2020-08-25 2020-11-10 湖南省银桥科技有限公司 一种饲料添加剂碳酸氢钠系统及其工艺
KR102205282B1 (ko) * 2019-08-09 2021-01-21 한국전력공사 중탄산소다 제조장치 및 이의 제조방법

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