KR20210154344A - Plant process and method for carbonate production and utilization - Google Patents

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KR20210154344A KR1020200071268A KR20200071268A KR20210154344A KR 20210154344 A KR20210154344 A KR 20210154344A KR 1020200071268 A KR1020200071268 A KR 1020200071268A KR 20200071268 A KR20200071268 A KR 20200071268A KR 20210154344 A KR20210154344 A KR 20210154344A
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Abstract

The process of the present invention relates to a plant process for producing and utilizing carbonates which produces sodium bicarbonate and sodium carbonate using sodium ions in seawater and carbon dioxide emitted from power generation and an industrial boiler facility, an iron making facility, and an incineration facility, and the like, and additionally can produce hydrochloric acid, hypochlorite, and sodium hypochlorite and the like.

Description

탄산염 제조와 활용을 위한 플랜트 공정 및 그 방법 {Plant process and method for carbonate production and utilization}Plant process and method for carbonate production and utilization

본 발명의 공정은 해수 중의 나트륨이온과 발전 및 산업용 보일러설비, 제철설비, 소각설비 등에서 배출되는 이산화탄소를 이용하여 중탄산나트륨 및 탄산나트륨을 생산하고, 또한 부가적으로는 염산, 차아염소산 및 차아염소산나트륨 등을 생산할 수 있는 탄산염 제조와 활용을 위한 플랜트 공정 및 그 방법에 관한 것이다.The process of the present invention produces sodium bicarbonate and sodium carbonate by using sodium ions in seawater and carbon dioxide emitted from power generation and industrial boiler facilities, iron making facilities, incineration facilities, etc., and additionally hydrochloric acid, hypochlorous acid, sodium hypochlorite, etc. It relates to a plant process for the production and utilization of carbonate capable of producing , and a method therefor.

기후변화와 자원위기가 현실적 위협으로 등장하면서 에너지와 환경문제가 국가경제의 미래를 결정하는 주요변수로 부각되고 있으며, 또한 환경이 경제성장의 제약요인이 아닌 지속가능한 성장을 위한 새로운 기회요인으로 전환되고 있다.As climate change and resource crisis emerge as real threats, energy and environmental issues are emerging as major variables that determine the future of the national economy. is becoming

또한 일본, EU, 미국 등 선진국은 녹색시장 선도전략에 국력을 집중하고 있으며, 교토 의정서를 통해 온실가스를 감축하는 한편, 녹색기술 개발 및 환경규제를 통해 신성장 동력 창출 및 세계시장 선점에 노력을 기울이고 있다.In addition, developed countries such as Japan, EU, and the United States are concentrating their national power on green market leading strategies, reducing greenhouse gases through the Kyoto Protocol, creating new growth engines through green technology development and environmental regulations, and making efforts to preoccupy the global market. have.

녹색기술은 경제활동 과정에서 발생하는 이산화탄소 감축을 통해 기후변화에 대응하는 저탄소화와 녹색기술을 포함한 친환경적인 비즈니스 모델을 통해 신시장을 창출함으로써 환경보호와 경제성장이 선순환되는 녹색성장의 전략적 구심점 역할을 할 수 있다.Green technology plays a strategic pivotal role in green growth that protects the environment and creates a virtuous cycle of economic growth by creating new markets through eco-friendly business models including low-carbon and green technologies to respond to climate change by reducing carbon dioxide generated in the course of economic activities. can do.

따라서 전통적 녹색기술은 재생에너지, 청정에너지 등 환경친화적 자원 활용 기술을 의미하였지만, 최근에는 목적, 기능, 활용 중심의 전통적 녹색기술의 범주에서 IT, BT, NT 등 신기술 간 또는 기존 제품 및 산업 간 융합을 지향하는 융합녹색기술로 영역을 확장하고 있다.Therefore, traditional green technology meant technology that uses environmentally friendly resources such as renewable energy and clean energy, but recently, in the category of traditional green technology centered on purpose, function, and utilization, new technologies such as IT, BT, NT, or convergence between existing products and industries It is expanding its scope with convergence green technology that aims for

이러한 이산화탄소 배출에 대한 대응 기술로서는 이산화탄소 배출 저감을 위한 에너지 절약기술 및 대체 에너지 기술, 이산화탄소 포집 및 저장 기술, 지구환경의 자연순환에 있어서 오랜 기간이 소요되는 이산화탄소 고정화 의한 광물 탄산화 기술, 이산화탄소 활용 고부가가치 화합물 제조기술 등이 개발되고 있다.As a response technology for such carbon dioxide emission, energy saving technology and alternative energy technology to reduce carbon dioxide emission, carbon dioxide capture and storage technology, mineral carbonation technology by carbon dioxide fixation that takes a long time in the natural circulation of the earth, high added value using carbon dioxide Compound manufacturing technology and the like are being developed.

또한 중탄산나트륨(Sodium bicarbonate, NaHCO3)은 소화제, 세제, 피혁 및 식품 첨가제 등, 염산(Hydrochloric acid, HCl)은 원료, 피혁, 스케일 용해제 등, 차아염소산(Hypochlorous acid, HClO)은 살균제 및 산화제 등, 차아염소산나트륨(Sodium hypochlorite, NaClO)은 살균제 및 표백제 등 산업분야에 다양하게 활용할 수 있는 물질로 상업적 잠재력이 큰 기초 화합물질을 경제적으로 생산하는 기술이 필요하다.In addition, sodium bicarbonate (NaHCO3) is an extinguishing agent, detergent, leather and food additive, etc., hydrochloric acid (HCl) is a raw material, leather, scale dissolving agent, etc., hypochlorous acid (HClO) is a disinfectant and oxidizing agent, etc., Sodium hypochlorite (NaClO) is a material that can be used in various industrial fields such as disinfectants and bleaches, and it is necessary to economically produce basic compounds with great commercial potential.

발전 및 산업용 보일러, 소각설비 등에서 이산화탄소가 대량 배출되고 있어 지구 온난화 등 심각한 환경 문제를 유발시키고 있어 세계적으로 배출 및 처리에 대한 규제가 점차 강화되고 있다.Since large amounts of carbon dioxide are emitted from power generation and industrial boilers and incineration facilities, it is causing serious environmental problems such as global warming.

이에 대한 대책으로 해수 중의 나트륨이온과 발전 및 산업용 보일러, 제철설비, 소각설비 등에서 배출되는 이산화탄소를 이용하여 중탄산나트륨 및 탄산나트륨을 생산하고, 또한 부가적으로는 해수 중의 염소이온을 이용하여 염산, 차아염소산 및 차아염소산나트륨 등을 생산하여 친환경적이고 부가가치를 창출할 수 있는 탄산염 제조와 활용을 위한 플랜트 공정 및 그 방법을 제공하는 것이다.As a countermeasure against this, sodium bicarbonate and sodium carbonate are produced using sodium ions in seawater and carbon dioxide emitted from power generation and industrial boilers, iron making facilities, and incineration facilities. And to provide a plant process and method for producing and utilizing carbonate that is environmentally friendly and can create added value by producing sodium hypochlorite and the like.

본 발명은 발전 및 산업용 보일러설비, 제철설비, 소각설비 등 플랜트에서 해수를 공급받고 배출하는 공정; 상기 각 공정에서 배출되는 이산화탄소를 공급받고 배출하는 공정; 공급된 해수 중의 염화나트륨(NaCl)을 염소음이온, 나트륨양이온으로 분해하는 전기분해 공정(10); 이산화탄소(CO2)의 반응으로 중탄산나트륨(NaHCO3)으로 전환하는 중탄산나트륨 반응공정(30); 중탄산나트륨 수용액을 침강, 분리하고 상부의 수용액은 반응액으로 재순환되는 중탄산나트륨 침강분리공정(40); 중탄산나트륨의 수분을 탈수 건조하여 제품을 생산하는 중탄산나트륨 건조공정(50); 중탄산나트륨에서 이산화탄소(CO2)를 추출하여 탄산나트륨(Na2CO3)으로 전환하는 탄산나트륨 반응공정(60); 상기 발전 및 산업용 보일러설비, 제철설비, 소각설비 등 각 공정의 배연탈황설비 및 반건식탈황설비 등에 중탄산나트륨 반응액을 공급해주는 중탄산나트륨 슬러리공정(70); 상기 전기분해 공정(10)에서 배출되는 염소(Cl2)&수소(H2)가스를 염산(HCl)으로 전환하는 염산 반응공정(80); 생산된 염산을 냉각하고 응축하여 저장하는 염산 냉각저장공정(90); 을 포함하는 탄산염 제조와 활용을 위한 플랜트 공정 및 그 방법을 특징으로 한다.The present invention relates to a process for receiving and discharging seawater from plants such as power generation and industrial boiler facilities, iron making facilities, and incineration facilities; a process of receiving and discharging carbon dioxide emitted from each process; Electrolysis process (10) of decomposing sodium chloride (NaCl) in the supplied seawater into chlorine anions and sodium cations; Sodium bicarbonate reaction process (30) for converting to sodium bicarbonate (NaHCO3) by reaction of carbon dioxide (CO2); Sodium bicarbonate sedimentation separation process 40 in which an aqueous sodium bicarbonate solution is precipitated and separated, and the aqueous solution at the top is recycled as a reaction solution; Sodium bicarbonate drying process 50 to produce a product by dehydrating and drying the moisture of sodium bicarbonate; a sodium carbonate reaction process (60) of extracting carbon dioxide (CO2) from sodium bicarbonate and converting it into sodium carbonate (Na2CO3); a sodium bicarbonate slurry process 70 for supplying a sodium bicarbonate reaction solution to the flue gas desulfurization facility and semi-dry desulfurization facility of each process such as the power generation and industrial boiler facilities, iron making facilities, and incineration facilities; a hydrochloric acid reaction process 80 for converting chlorine (Cl2) & hydrogen (H2) gas discharged from the electrolysis process 10 into hydrochloric acid (HCl); a hydrochloric acid cooling storage process 90 for cooling and condensing the produced hydrochloric acid; It features a plant process and method for the production and utilization of carbonate comprising a.

또한 상기 탄산나트륨 반응공정(60)은 중탄산나트륨 침강분리공정(40)로부터 공급되는 중탄산나트륨을 탄산나트륨으로 전환함과 동시에 수분을 제거하는 공정이 포함될 수 있으며, 탄산나트륨 반응공정(60)의 공정에서 배출되는 이산화탄소(CO2)는 상기 중탄산나트륨 반응공정(30)에 공급되어 중탄산나트륨 전환반응에 재사용하는 공정을 포함하는 탄산염 제조와 활용을 위한 플랜트 공정 및 그 방법을 특징으로 한다.In addition, the sodium carbonate reaction process 60 may include a process of converting the sodium bicarbonate supplied from the sodium bicarbonate sedimentation separation process 40 into sodium carbonate and simultaneously removing moisture, which is discharged from the process of the sodium carbonate reaction process 60 Carbon dioxide (CO2) is supplied to the sodium bicarbonate reaction process 30 and features a plant process and method for producing and utilizing carbonate, including a process of reusing it for sodium bicarbonate conversion reaction.

염산 반응 및 제조 공정, 중탄산나트륨 반응 공정, 이산화탄소 배가스 공급 계통 등에는 도면에 표현되지 않은 냉각 공정이 포함될 수 있고, 중탄산나트륨 건조 공정 및 탄산나트륨 반응 공정 등에는 가열 공정이 포함될 수 있으며, 본 발명의 각 반응 공정에는 안정화를 위한 다수의 반응 저장조 및 부대설비가 포함될 수 있고, 공정을 효율적으로 운영하기 위한 각 배관라인이 추가하거나 변경될 수 있다.The hydrochloric acid reaction and manufacturing process, the sodium bicarbonate reaction process, the carbon dioxide exhaust gas supply system, etc. may include a cooling process not shown in the drawings, and the sodium bicarbonate drying process and the sodium carbonate reaction process may include a heating process, each of the present invention The reaction process may include a plurality of reaction storage tanks and auxiliary equipment for stabilization, and each piping line for efficiently operating the process may be added or changed.

또한 발전 및 산업용 보일러설비, 제철설비, 소각설비 등 각 공정에서 해수의 공급 및 배출은 해수로부터 직접 취득 또는 기존 시설에서 분기배관을 설치하여 취득하거나 배출하고, 이산화탄소를 함유한 배출가스는 상기 각 공정의 대기오염방지설비 후단에서 분기배관을 설치하여 공급받고 배출하는 탄산염 제조와 활용을 위한 플랜트 공정 및 그 방법을 특징으로 한다.In addition, supply and discharge of seawater in each process, such as power generation and industrial boiler facilities, steel manufacturing facilities, and incineration facilities, is obtained or discharged directly from seawater or by installing branch pipes in existing facilities. It features a plant process and method for the production and utilization of carbonate that is supplied and discharged by installing a branch pipe at the rear end of the air pollution prevention facility of

본 발명의 공정은 발전 및 산업용 보일러설비, 제철설비, 소각설비 등에서 기존 설비의 변경 또는 신설을 통해 대기오염물질은 낮추고 부가가치를 창출하는 친환경적인 공정을 제공할 수 있다.The process of the present invention can provide an eco-friendly process that lowers air pollutants and creates added value through change or new construction of existing facilities in power generation and industrial boiler facilities, iron making facilities, and incineration facilities.

본 발명의 공정은 해수 중의 나트륨이온과 발전 및 산업용 보일러, 제철설비, 소각설비 등에서 발생하여 배출되는 이산화탄소를 이용하는 공정으로 비용을 절감하는 효과가 있고 대기로 배출되는 이산화탄소를 사용하기 때문에 온실가스를 저감하는 효과가 있다.The process of the present invention is a process using sodium ions in seawater and carbon dioxide emitted from power generation and industrial boilers, iron making facilities, incineration facilities, etc. has the effect of

또한 중탄산나트륨(NaHCO3), 탄산나트륨(Na2CO3), 차아염소산(HClO), 차아염소산나트륨(NaClO), 염산(HCl), 염소(Cl2), 수소(H2) 등을 생산할 수 있는 반응공정으로 각 산업분야에 활용할 수 있는 고부가가치 화합물을 생산하는 효과가 있다.In addition, it is a reaction process that can produce sodium bicarbonate (NaHCO3), sodium carbonate (Na2CO3), hypochlorous acid (HClO), sodium hypochlorite (NaClO), hydrochloric acid (HCl), chlorine (Cl2), hydrogen (H2), etc. in each industrial field It has the effect of producing high value-added compounds that can be used for

도 1은 일 실시예에 따른 발전 및 산업용 보일러설비 적용(1) 공정도.
도 2는 일 실시예에 따른 발전 및 산업용 보일러설비 적용(2) 공정도.
도 3은 일 실시예에 따른 발전 및 산업용 보일러설비 적용(3) 공정도.
도 4는 일 실시예에 따른 제철설비 적용(1) 공정도.
도 5는 일 실시예에 따른 제철설비 적용(2) 공정도.
도 6는 일 실시예에 따른 제철설비 적용(3) 공정도.
도 7는 일 실시예에 따른 소각설비 적용 공정도.1 is a process diagram of power generation and industrial boiler facility application (1) according to an embodiment.
Figure 2 is a power generation and industrial boiler equipment application (2) process diagram according to an embodiment.
Figure 3 is a power generation and industrial boiler equipment application (3) process diagram according to an embodiment.
4 is a process diagram of (1) application of a steel making facility according to an embodiment.
5 is a process diagram of (2) application of a steel making facility according to an embodiment.
6 is a process diagram of (3) application of a steel making facility according to an embodiment.
7 is an incineration facility application process diagram according to an embodiment.

이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명하는 발전 및 산업용 보일러설비, 제철설비, 소각설비의 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 기재된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.The above objects, other objects, features and advantages of the present invention will be easily understood through the following embodiments in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments of power generation and industrial boiler facilities, iron making facilities, and incineration facilities described herein, and may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided so that the described content may be thorough and complete, and that the spirit of the present invention may be sufficiently conveyed to those skilled in the art.

본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 기재될 수 있다는 것을 의미한다. 또한 도면들에 있어서, 구성요소들의 배치와 형태는 기술적인 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.In this specification, when a component is referred to as being on another component, it means that it can be directly formed on the other component or a third component can be described therebetween. In addition, in the drawings, the arrangement and form of the components are exaggerated for the effective description of the technical content.

본 명세서에서 사용한 용어들은 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 용어가 구성요소들을 기술하기 위해 사용된 경우, 이들 구성요소들은 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기서 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.The terms used herein are for the purpose of describing the embodiments and are not intended to limit the present invention. Where terminology is used to describe components, these components should not be limited by these terms. These terms are only used to distinguish one component from another. The embodiments described and illustrated herein also include complementary embodiments thereof.

본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprise)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.In this specification, the singular also includes the plural unless specifically stated otherwise in the phrase. As used herein, the terms 'comprise' and/or 'comprising' do not exclude the presence or addition of one or more other components to the stated components.

도면 1~3 발전 및 산업용 보일러설비 적용 공정도, 도면 4~6 제철설비 적용 공정도, 도면 7 소각설비 적용 공정도에 의거하여 본 발명에 대해 보다 구체적으로 설명하면 하기와 같다.The present invention will be described in more detail based on drawings 1 to 3 power generation and industrial boiler equipment application process diagrams, drawings 4 to 6 steel manufacturing equipment application process diagrams, and Fig. 7 incineration equipment application process diagrams.

본 발명은 실시예에 따르면, 발전 및 산업용 보일러설비, 제철설비, 소각설비 등 각 공정에서의 해수 공급은 직접 취득 또는 기존 시설에 분기배관을 설치하여 해수 공급라인(21)을 통해 전기분해공정(10)에 공급되고, 반응이 진행된 해수는 해수 배출라인(22)를 통해 배출된다. 또한 이산화탄소를 함유한 배출가스는 상기 각 공정의 대기오염방지설비 후단에 분기배관을 설치하여 이산화탄소 공급라인(33)을 통해 중탄산나트륨 반응공정(30)에 공급되고, 반응 후 배출가스는 이산화탄소 배출라인(34)를 통해 연돌(Stack)로 배출되는 것을 특징으로 하는 탄산염 제조와 활용을 위한 플랜트 공정 및 그 방법에 관한 것이다.According to an embodiment of the present invention, seawater supply in each process, such as power generation and industrial boiler facilities, iron making facilities, and incineration facilities, is directly acquired or a branch pipe is installed in an existing facility through the seawater supply line 21 through the electrolysis process ( 10), and the reaction proceeded seawater is discharged through the seawater discharge line (22). In addition, the exhaust gas containing carbon dioxide is supplied to the sodium bicarbonate reaction process 30 through a carbon dioxide supply line 33 by installing a branch pipe at the rear end of the air pollution prevention facility of each process, and the exhaust gas after the reaction is a carbon dioxide exhaust line (34) relates to a plant process and method for the production and utilization of carbonate, characterized in that it is discharged to the stack.

본 발명의 실시예에 따르면, 전기분해 공정(10)은 해수 중의 염화나트륨(NaCl)을 전기분해하여 양극에서는 염산(HCl) 및 차아염소산(HClO) 또는 차아염소산나트륨(NaClO)으로 전환하고, 음극(22)에서는 탄산나트륨(Na2CO3) 또는 수산화나트륨(NaOH)으로 전환하는 전기분해 공정이 진행된다.According to an embodiment of the present invention, the electrolysis process 10 electrolyzes sodium chloride (NaCl) in seawater to convert to hydrochloric acid (HCl) and hypochlorous acid (HClO) or sodium hypochlorite (NaClO) at the anode, and the cathode ( In 22), an electrolysis process to convert sodium carbonate (Na2CO3) or sodium hydroxide (NaOH) is performed.

[반응식 1] Cl2(g) + H2O ↔ 2HCl + HClO[Scheme 1] Cl 2 (g) + H 2 O ↔ 2HCl + HClO

Cl2(g) + NaCl + H2O ↔ 2HCl + NaClOCl 2 (g) + NaCl + H 2 O ↔ 2HCl + NaClO

[반응식 2] 2NaCl + 2NaHCO3(aq) →H2(g) + Cl2(g) + 2Na2CO3(aq)[Scheme 2] 2NaCl + 2NaHCO 3 (aq) →H 2 (g) + Cl 2 (g) + 2Na 2 CO 3 (aq)

2NaCl + 2H2O →H2(g) + Cl2(g) + 2NaOH(aq)2NaCl + 2H 2 O →H 2 (g) + Cl 2 (g) + 2NaOH (aq)

중탄산나트륨 반응공정(30)은 반응수용액 순환라인(31, 32, 43)으로 연결되어 반응수용액이 순환되고 이산화탄소 공급라인(33)으로 공급된 CO2와 반응하여 중탄산나트륨(NaHCO3)을 생성하는 반응 공정으로 진행된다.The sodium bicarbonate reaction process 30 is a reaction process of generating sodium bicarbonate (NaHCO3) by being connected to the reaction aqueous solution circulation line (31, 32, 43) to circulate the reaction solution and react with CO2 supplied to the carbon dioxide supply line (33) proceeds with

또한 반응 후 잔여 가스는 이산화탄소 배출라인(34)를 통해 연돌(Stack)로 배출된다.In addition, the residual gas after the reaction is discharged to the stack through the carbon dioxide discharge line (34).

[반응식 3] Na2CO3(aq) + H2O + CO2(g) → 2NaHCO3(aq)[Scheme 3] Na 2 CO 3 (aq) + H 2 O + CO 2 (g) → 2NaHCO 3 (aq)

NaOH(aq) + CO2(g) → NaHCO3(aq)NaOH(aq) + CO 2 (g) → NaHCO 3 (aq)

중탄산나트륨 침강분리공정(40)에서는 중탄산나트륨을 침강 석출하고 상부의 반응수용액은 반응수용액 순환라인(43)을 통해 전기분해 공정(10)에 재순환된다.In the sodium bicarbonate sedimentation separation process 40 , sodium bicarbonate is precipitated and the reaction aqueous solution at the top is recycled to the electrolysis process 10 through the reaction aqueous solution circulation line 43 .

중탄산나트륨 건조공정(50)은 상기 중탄산나트륨 침강분리공정(40)에서 침강된 중탄산나트륨이 분리이송라인(41)를 통해 공급되어 중탄산나트륨의 수분이 제거되고 제품이 생산되는 탈수 및 건조 공정으로 진행된다.In the sodium bicarbonate drying process 50, the sodium bicarbonate precipitated in the sodium bicarbonate sedimentation separation process 40 is supplied through a separation transfer line 41, moisture in sodium bicarbonate is removed, and a product is produced. It proceeds to a dehydration and drying process. do.

탄산나트륨 반응공정(60)은 상기 중탄산나트륨 건조공정(50)로부터 건조된 중탄산나트륨이 이송설비(51)를 통해 공급되면, 일정량의 이산화탄소(CO2)를 추출하고 탄산나트륨(Na2CO3)으로 전환하는 반응 공정으로 진행된다. 또한 상기 탄산나트륨 반응공정(60)은 중탄산나트륨 침강분리공정(40)로부터 침강된 중탄산나트륨을 분리이송라인(42)를 통해 직접 공급받을 수 있고, 탄산나트륨으로 전환함과 동시에 수분을 제거하는 공정을 포함할 수 있다.The sodium carbonate reaction process 60 is a reaction process of extracting a certain amount of carbon dioxide (CO2) and converting to sodium carbonate (Na2CO3) when the sodium bicarbonate dried from the sodium bicarbonate drying process 50 is supplied through the transfer facility 51. proceeds In addition, the sodium carbonate reaction process 60 can receive the sodium bicarbonate precipitated from the sodium bicarbonate sedimentation separation process 40 directly through the separation transfer line 42, and includes a process of removing moisture while converting to sodium carbonate can do.

상기 탄산나트륨 반응공정(60)에서 발생하는 이산화탄소(CO2)는 반응CO2 배출라인(61)을 통해 중탄산나트륨 반응공정(30)에 공급되어 중탄산나트륨 전환반응에 재사용하는 공정으로 진행된다.The carbon dioxide (CO2) generated in the sodium carbonate reaction process 60 is supplied to the sodium bicarbonate reaction process 30 through the reaction CO2 discharge line 61, and is reused in the sodium bicarbonate conversion reaction.

[반응식 4] 2NaHCO3(s) → Na2CO3(s) + H2O + CO2(g)[Scheme 4] 2NaHCO 3 (s) → Na 2 CO 3 (s) + H 2 O + CO 2 (g)

중탄산나트륨 슬러리공정(70)은 중탄산나트륨 반응공정(30)을 통해 생산된 중탄산나트륨을 상기 발전 및 산업용 보일러설비, 제철설비, 소각설비 등의 배연탈황설비 및 반건식탈황설비에 반응액으로 공급하여 황산화물(SOx)을 제거하는 공정이 진행된다.In the sodium bicarbonate slurry process 70, sodium bicarbonate produced through the sodium bicarbonate reaction process 30 is supplied as a reaction solution to flue gas desulfurization facilities and semi-dry desulfurization facilities such as power generation and industrial boiler facilities, iron making facilities, incineration facilities, etc. The process of removing the cargo (SOx) is in progress.

[반응식 5] 2NaHCO3(s) + SO2 + H2O + 1/2O2(g) → Na2SO4 H2O + 2CO2(g)[Scheme 5] 2NaHCO 3 (s) + SO 2 + H 2 O + 1/2O 2 (g) → Na 2 SO 4 H 2 O + 2CO 2 (g)

염산 반응공정(80)은 상기 전기분해 공정(10)에서 배출되는 염소(Cl2)&수소(H2)가스를 염산(HCl)으로 전환하는 반응 공정으로 진행된다.The hydrochloric acid reaction process 80 proceeds as a reaction process for converting chlorine (Cl2) & hydrogen (H2) gas discharged from the electrolysis process 10 into hydrochloric acid (HCl).

[반응식 6] H2(g) + Cl2(g) → HCl(g)[Scheme 6] H 2 (g) + Cl 2 (g) → HCl (g)

염산 냉각저장공정(90)은 상기 염산 반응공정(80)에서 전환된 염산이 염산 수용액라인(91)을 통해 공급되면서 냉각 응축되고, 저장되는 공정으로 진행된다.The hydrochloric acid cooling storage process 90 proceeds with a process in which the hydrochloric acid converted in the hydrochloric acid reaction process 80 is cooled and condensed while being supplied through the hydrochloric acid aqueous solution line 91 and stored.

본 발명은 중탄산나트륨 반응공정(30)과 중탄산나트륨 침강분리공정(40)에 중탄산나트륨 수용액이 순환되면서 중탄산나트륨(NaHCO3)과 탄산나트륨(Na2CO3)의 농도가 변화하는 반응으로 진행하게 되는데, 중탄산나트륨 반응공정(30)에서는 탄산나트륨(Na2CO3)과 이산화탄소의 반응 공정으로 pH를 8.5~9.0로 낮추어 중탄산나트륨(NaHCO3)을 생성시키고, 생성된 중탄산나트륨은 중탄산나트륨 침강분리공정(40)를 통해 회수하여 제품을 생산하고, 상부의 수용액은 전기분해 반응공정(10)로 재 공급하여 pH를 10~11로 상승시켜 탄산나트륨(Na2CO3)을 생성시키는 순환공정을 특징으로 하는 탄산염 제조와 활용을 위한 플랜트 공정을 제공하고 있다.In the present invention, the sodium bicarbonate solution is circulated in the sodium bicarbonate reaction process 30 and the sodium bicarbonate sedimentation separation process 40, and the concentration of sodium bicarbonate (NaHCO3) and sodium carbonate (Na2CO3) changes. In the process 30, sodium bicarbonate (NaHCO3) is produced by lowering the pH to 8.5 to 9.0 as a reaction process of sodium carbonate (Na2CO3) and carbon dioxide, and the produced sodium bicarbonate is recovered through the sodium bicarbonate sedimentation separation process (40) and the product is recovered It provides a plant process for carbonate production and utilization, characterized by a circulation process of producing sodium carbonate (Na2CO3) by re-supplying the upper aqueous solution to the electrolysis reaction process (10) to raise the pH to 10 to 11 and have.

이와 같이, 본 발명은 원료, 설비, 운전 등 비용 절감 효과, 산업분야에 활용할 수 있는 고부가가치 화합물을 생산하는 효과 및 지구온난화에 영향을 주는 이산화탄소를 저감하는 효과를 기대할 수 있는 친환경적인 공정을 구축할 수 있는 장점이 있다.As such, the present invention establishes an eco-friendly process that can be expected to reduce costs such as raw materials, equipment, and operation, to produce high value-added compounds that can be used in industrial fields, and to reduce carbon dioxide affecting global warming There are advantages to doing.

10: 전기분해 공정
21: 해수 공급라인 22: 해수 배출라인
30: 중탄산나트륨 반응공정
31, 32: 반응수용액 순환라인 33: 이산화탄소 공급라인
34: 이산화탄소 배출라인
40: 중탄산나트륨 침강분리공정
41, 42: 분리이송라인 43: 반응수용액 순환라인
50: 중탄산나트륨 건조공정
51: 이송설비
60: 탄산나트륨 반응공정
61: 반응CO2 배출라인
70: 중탄산나트륨 슬러리공정
71: 슬러리 공급라인 72: 슬러리 이송라인
80: 염산 반응공정
81: 염소&수소 가스라인
90: 염산 냉각저장공정
91: 염산 수용액라인10: electrolysis process
21: seawater supply line 22: seawater discharge line
30: sodium bicarbonate reaction process
31, 32: reaction solution circulation line 33: carbon dioxide supply line
34: carbon dioxide emission line
40: sodium bicarbonate sedimentation separation process
41, 42: separation transfer line 43: reaction solution circulation line
50: sodium bicarbonate drying process
51: transfer equipment
60: sodium carbonate reaction process
61: reaction CO2 discharge line
70: sodium bicarbonate slurry process
71: slurry supply line 72: slurry transfer line
80: hydrochloric acid reaction process
81: chlorine & hydrogen gas line
90: hydrochloric acid cooling storage process
91: hydrochloric acid aqueous solution line

Claims (6)

플랜트에서 해수를 공급받고 배출하는 공정;
플랜트의 배출가스로부터 이산화탄소를 공급받고 배출하는 공정;
공급된 해수 중의 염화나트륨(NaCl)을 염소음이온과 나트륨양이온으로 분해하는 전기분해 공정;
이산화탄소(CO2)의 반응으로 중탄산나트륨(NaHCO3)으로 전환하는 중탄산나트륨 반응공정;
중탄산나트륨 수용액을 침강, 분리하고 상부의 수용액은 반응액으로 재순환되는 중탄산나트륨 침강분리공정;
중탄산나트륨의 수분을 탈수 건조하여 제품을 생산하는 중탄산나트륨 건조공정;
중탄산나트륨에서 이산화탄소를 추출하여 탄산나트륨(Na2CO3)으로 전환하는 탄산나트륨 반응공정;
전기분해 공정에서 배출되는 염소(Cl2)와 수소(H2)가스를 염산(HCl)으로 전환하는 염산 반응공정;
생산된 염산을 냉각하고 응축하여 저장하는 염산 냉각저장공정; 을 포함하는 발전 및 산업용 보일러설비, 제철설비, 소각설비 등의 탄산염 제조와 활용을 위한 플랜트 공정 및 그 방법.The process of receiving and discharging seawater from the plant;
A process of receiving and discharging carbon dioxide from the exhaust gas of the plant;
Electrolysis process of decomposing sodium chloride (NaCl) in the supplied seawater into chlorine anions and sodium cations;
Sodium bicarbonate reaction process to convert to sodium bicarbonate (NaHCO3) by reaction of carbon dioxide (CO2);
a sodium bicarbonate sedimentation separation process in which an aqueous sodium bicarbonate solution is precipitated and separated, and the upper aqueous solution is recycled as a reaction solution;
Sodium bicarbonate drying process to produce a product by dehydrating and drying the moisture of sodium bicarbonate;
a sodium carbonate reaction process in which carbon dioxide is extracted from sodium bicarbonate and converted into sodium carbonate (Na2CO3);
a hydrochloric acid reaction process for converting chlorine (Cl2) and hydrogen (H2) gases emitted from the electrolysis process into hydrochloric acid (HCl);
a hydrochloric acid cooling storage process of cooling and condensing the produced hydrochloric acid; Plant process and method for carbonate production and utilization of power generation and industrial boiler facilities, iron making facilities, incineration facilities, etc., including 청구항 1에 있어서,
중탄산나트륨 반응액을 발전 및 산업용 보일러설비, 제철설비, 소각설비 등 각 플랜트의 배연탈황설비 및 반건식탈황설비 등에 공급하여 황산화물(SOx)을 제거하는 탄산염 제조와 활용을 위한 플랜트 공정 및 그 방법.The method according to claim 1,
A plant process and method for manufacturing and utilizing carbonate that removes sulfur oxides (SOx) by supplying sodium bicarbonate reaction solution to flue gas desulfurization facilities and semi-dry desulfurization facilities of each plant, such as power generation and industrial boiler facilities, iron making facilities, and incineration facilities. 청구항 1에 있어서,
탄산염 반응에 활용하는 이산화탄소는 발전 및 산업용 보일러설비, 제철설비, 소각설비 등 각 플랜트의 대기오염방지시설 후단에 분기배관을 설치하여 공급받고 배출하는 탄산염 제조와 활용을 위한 플랜트 공정 및 그 방법.The method according to claim 1,
Carbon dioxide used in carbonate reaction is supplied and discharged by installing branch pipes at the rear end of air pollution prevention facilities of each plant, such as power generation and industrial boiler facilities, steel manufacturing facilities, and incineration facilities. Plant process and method for carbonate production and utilization. 청구항 1에 있어서,
상기 전기분해 공정은 해수 또는 염수, 중탄산나트륨(NaHCO3) 수용액, 염산 수용액을 선택적으로 적용하는 탄산염 제조와 활용을 위한 플랜트 공정 및 그 방법.The method according to claim 1,
The electrolysis process is a plant process and method for producing and utilizing carbonate selectively applying seawater or brine, sodium bicarbonate (NaHCO3) aqueous solution, and hydrochloric acid aqueous solution. 청구항 1에 있어서,
전기분해 공정과 중탄산나트륨 반응공정, 중탄산나트륨 침강분리공정으로 이루어지는 수용액 순환 공정의 pH는 8.5~11로 유지되는 것을 특징으로 하는 탄산염 제조와 활용을 위한 플랜트 공정 및 그 방법.The method according to claim 1,
A plant process and method for producing and utilizing carbonate, characterized in that the pH of the aqueous solution circulation process comprising the electrolysis process, the sodium bicarbonate reaction process, and the sodium bicarbonate sedimentation separation process is maintained at 8.5 to 11. 청구항 1에 있어서,
중탄산나트륨(NaHCO3) 전환반응에 사용되는 이산화탄소(CO2)를 함유한 배출가스의 공급 온도는 0~35℃로 유지되는 공정을 특징으로 하는 탄산염 제조와 활용을 위한 플랜트 공정 및 그 방법.The method according to claim 1,
A plant process and method for producing and utilizing carbonate, characterized in that the supply temperature of the exhaust gas containing carbon dioxide (CO2) used in the sodium bicarbonate (NaHCO3) conversion reaction is maintained at 0~35℃.
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