KR20220167726A - 이산화탄소 회수장치 및 이산화탄소 회수시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 이산화탄소 회수장치 및 이산화탄소 회수시스템에 관한 것으로써, 보다 상세하게는, 가열로 등의 가열처리장치나 기타 장치 등에 연결하여 배출되는 배기 열을 이용하여 이산화탄소를 회수하는 장치 및 회수시스템의 에너지 코스트를 저감한다.
Description
본 명세서는 2021년 6월 14일 일본 특허청에 제출된 일본 특허 출원 제2021-098921호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 일본 특허 출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
본 발명은 이산화탄소 회수장치 및 이산화탄소 회수시스템에 관한 것으로써, 보다 상세하게는, 가열로 등의 가열처리장치나 기타 장치 등에 연결하여 이산화탄소를 회수하는 장치 및 시스템에 관한 것이다.
종래의 이산화탄소를 회수하는 방법 중에서 세라믹 흡수재 등은 600 ℃ 정도에서 흡수하여 800 ℃ 정도의 열에서 분리 회수하는 것으로 알려져 있다. 그와 같은 방법은 고온에서 흡수, 분리하므로, 막대한 에너지 코스트가 소요된다. 예를 들면 가열로의 배기열을 이용하는 경우 등에서는 고온의 노가 필수이며, 용도가 극히 제한되어 있다. 그렇기 때문에, 이산화탄소를 회수하는 여러 경우에서 대형 플랜트나 대형 설비가 아니면 사용이 불가하여 범용성이 없고, 대규모의 투자를 필요하게 된다.
또한, 이산화탄소를 단시간에 로우 코스트로 분리할 수 있는 것으로서, 온도차에 의해 이산화탄소의 흡수 및 탈리가 가능한 이산화탄소 흡수재와, 이산화탄소 흡수재에 전자파를 조사하는 전자파 조사부를 갖춘 이산화탄소 분리장치가 특허문헌 1(일본공개특허공보 제2019-188319호)에 제안되어 있다.
먼저, 종래의 기술에서는 이산화탄소 흡수·분리시 600 ℃ 정도에서 흡수하여 800 ℃ 정도의 열에서 흡수 및 분리하여 이산화탄소를 회수하므로 고온에서의 이용이 필수가 되기 때문에 막대한 에너지 코스트가 소요되고, 이로 인해 용도가 극히 제한된다는 문제가 있다.
또한, 특허문헌 1의 기술에서는 이산화탄소의 회수에 전자파를 조사하는 전자파 조사부가 필수가 되고, 회수 코스트가 높아진다는 문제가 있다.
그래서, 발명자들은 지속적인 연구 끝에 전자파를 사용하지 않고, 종래보다도 낮은 온도에서 이산화탄소의 흡수와 분리를 행하는 범용성 높은 이산화탄소 회수장치를 발명하였다.
또한, 발명자들은 이산화탄소 회수장치를 가열로 등의 가열처리장치로 사용하여 가열처리장치의 배열을 이용함으로써 에너지 절약을 실현한 이산화탄소 회수시스템을 발명하였다.
예를 들면, 도 8에 나타낸 바와 같이, 이산화탄소 흡수재(101)를 가지는 급기통로(102)를 통하여 대기 등의 기체로부터 가열로(103) 내에 상온에서 도입하고, 그 때에 이산화탄소를 흡수하여 가열로(103)를 사용하였을 때에 발생하는 200~300 ℃로 뜨거워진 배기를 사용하여 배기통로(104)를 통하여 대기 중으로 배기하는 과정에서 200~300 ℃의 공기로 이산화탄소 흡수재(101)을 가열함으로써 배열을 이용하여 이산화탄소 흡수재(101)로부터 이산화탄소를 분리한다.
즉, 이산화탄소 흡수재를 사용하여 일반적으로 가열로에 사용되는 급기통로와 배기통로에 설치하여 일련의 흐름으로서 이산화탄소의 흡수, 분리, 회수를 행함으로써 회수의 에너지 코스트를 극히 저감할 수 있으며, 또한 흡수, 분리온도를 저하시킴으로써 플랜트가 아닌 소형 가열로 및 소규모 가열처리장치에서도 사용할 수 있어, 범용성이 넓어지고, 코스트도 저감할 수 있음에 근거한다.
이상과 같이 본 발명은 전자파를 사용하지 않고, 종래보다도 낮은 온도에서 이산화탄소의 흡수와 분리를 행하는 범용성 높은 이산화탄소 회수장치를 제공한다.
또한, 가열처리장치를 연결함으로써 가열처리장치로부터 배출되는 배기열을 이용하여 이산화탄소 회수의 에너지 코스트를 절감할 수 있는 이산화탄소 회수시스템을 제공한다.
본 발명에 따른 이산화탄소 회수장치는 케이싱 내에 온도차에 의해 이산화탄소를 흡착 및 분리하는 이산화탄소 흡수재가 배치된 흡수유닛이 구비되고, 상기 케이싱 일측에 연결되어, 상기 이산화탄소 흡수재에 이산화탄소를 함유하는 기체를 공급하는 제1배관; 상기 케이싱 타측에 연결되어, 상기 이산화탄소 흡수재를 통과한 기체를 배출하는 제2배관; 상기 제1배관에 연결되어 이산화탄소를 회수하는 회수관; 상기 이산화탄소 흡수재에 기체를 공급하는 제1상태와 상기 이산화탄소 흡수재로부터 분리되는 이산화탄소를 상기 회수관을 통하여 회수하는 제2상태를 전환하는 전환수단; 및 상기 이산화탄소 흡수재를 가열하는 가열수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 방법으로 전자파를 이용하는 전자파 조사부가 필수가 아닌, 범용성 높은 이산화탄소 회수장치를 실현할 수 있다. 여기서, 이산화탄소 흡수재를 가열하는 가열수단이란, 예를 들면 전기히터 등의 가열장치나 가열처리장치 등에 접속하였을 경우 등의 배기에 의한 배열 등이 포함된다. 또한, 전환수단은 밸브 등이 포함된다.
또한, 이 이산화탄소 회수장치는 상기 이산화탄소 흡수재가 상온에서 이산화탄소를 흡수하여 150~500 ℃의 가열에 의해 이산화탄소를 분리하는 것이 이상적이며, 상기 가열수단이 상기 이산화탄소 흡수재를 150~500 ℃에서 가열하는 것이다.
이와 같은 방법으로 이산화탄소 흡수재가 상온에서 이산화탄소를 흡수하여 이산화탄소 흡수재를 150~400 ℃에서 가열함으로써 이산화탄소를 분리하여 회수할 수 있다. 이에 따라, 보다 범용성 높은 이산화탄소 회수장치를 실현할 수 있다.
또한, 이 이산화탄소 회수장치는 상기 이산화탄소 흡수재가 상온에서 이산화탄소를 흡수하여 200~350 ℃의 가열에 의해 이산화탄소를 분리하는 것이 보다 이상적이며, 상기 가열수단이 상기 이산화탄소 흡수재를 200~350 ℃에서 가열한다. 이 경우, 200 ℃ 이상으로 함으로써 이산화탄소의 분리가 촉진되고, 또 350 ℃ 이하로 함으로써 가열온도가 더욱 낮아지기 때문에 더욱 범용성 높은 이산화탄소 회수장치가 된다.
또한, 이산화탄소 회수장치는 상기 전환수단이 밸브이다.
또한, 이산화탄소 회수장치는 상기 케이싱 내에서 상기 이산화탄소 흡수재의 상기 제1배관 측에 상기 기체의 공급 시에 기체를 분산하여 상기 이산화탄소 흡수재에 공급하는 금속제 메쉬필터가 배치되어 있다. 이와 같은 방법으로 기체의 공급 시에 기체를 분산하여 이산화탄소 흡수재에 도입시킬 수 있다.
또한, 이산화탄소 회수장치는 상기 회수관이 상측에서부터 진공펌프 및 압축기가 설치되어 이산화탄소를 저장하는 이산화탄소 회수용기에 연결되어 있다. 이와 같은 방법으로 고압축 상태에서 이산화탄소를 회수, 저장할 수 있다.
또한, 이산화탄소 흡수재는 리튬실리케이트 및 나트륨페라이트 중 어느 하나 이상을 포함하는 고형물 흡수재이다.
또한, 이산화탄소 회수장치는 상기 이산화탄소 흡수재에 이산화탄소를 함유하는 기체가 대기이다.
또한, 이산화탄소 회수장치는 상기 제2배관이 가열처리장치에 연결되는 이산화탄소 회수장치로, 상기 가열처리장치와 상기 흡수유닛에 연결되어 상기 가열처리장치로부터의 배기가 통과하는 제3배관과, 상기 제2배관으로부터 상기 이산화탄소 흡수재를 통과한 기체가 상기 가열처리장치에 급기되고, 상기 가열처리장치의 가열에 의해 배출되는 배기가 제3배관을 통과한다.
이와 같은 방법으로 이산화탄소 회수장치에 가열처리장치 등을 연결하였을 경우에 가열처리장치 등의 배기의 배열을 이산화탄소 흡수재의 가열에 이용하여 이산화탄소를 분리함으로써 회수 에너지 코스트를 억제할 수 있다.
또한, 상기 제2배관은 제1개폐밸브가 설치되고, 상기 제3배관은 제2개폐밸브가 설치되고, 이산화탄소 흡수 시에는 상기 전환밸브를 제1상태, 상기 제1개폐밸브를 열림상태, 상기 제2개폐밸브를 닫힘상태로 설정하고, 이산화탄소 회수 시에는 상기 전환밸브를 제2상태, 상기 제1개폐밸브를 닫힘상태, 상기 제2개폐밸브를 열림상태로 설정한다.
또한, 상기 제3배관은 한 쪽 끝이 상기 가열처리장치에 연결되고, 중간부분이 상기 케이싱 내를 통과하며, 다른 한 쪽 끝은 외부로 개방된다. 이와 같은 구조에 의해 가열처리장치로부터의 배기가 제3배관을 통과하여 케이싱 내를 통과할 때에 이산화탄소 흡수재를 가열한다.
또한, 상기 흡수유닛은 상기 이산화탄소 흡수재가 상기 케이싱 내에 배치된 제4배관 내에 배치되어 있고, 상기 제3배관은 한 쪽 끝이 상기 가열처리장치에 연결되고, 다른 한 쪽 끝은 상기 케이싱에 연결되어 있고, 상기 가열처리장치로부터의 배기가 상기 케이싱 내의 상기 제4배관의 외측 공간을 통과되도록 구성된다. 이와 같은 구조에 의해 이산화탄소 흡수재가 배치된 제4배관의 외측 공간을 가열처리장치로부터의 배기가 통과함으로써 이산화탄소 흡수재를 가열한다.
또한, 제1흡수유닛과 제2흡수유닛이 병렬로 배치되고, 상기 제1흡수유닛과 제2흡수유닛 중 어느 하나를, 상기 전환밸브를 제1상태, 상기 제1개폐밸브를 열림상태, 상기 제2개폐밸브를 닫힘상태로 하여 이산화탄소 흡수상태로 설정하고, 상기 제1흡수유닛과 제2흡수유닛 중 어느 다른 하나를, 상기 전환밸브를 제2상태, 상기 제1개폐밸브를 닫힘상태, 상기 제2개폐밸브를 열림상태로 하여 이산화탄소 회수상태로 설정한다.
이와 같은 구조는 두 개의 흡수유닛을 사용하는 것으로, 예를 들면, 제1흡수유닛에서 이산화탄소를 회수하면서 제2흡수유닛에서 이산화탄소를 분리할 수 있다. 또한, 제1흡수유닛의 이산화탄소 흡수재가 이산화탄소의 흡수가 포화상태가 되었을 경우에는 제1흡수유닛과 제2흡수유닛을 역전시켜서 운용함으로써 제1흡수유닛에 흡수된 이산화탄소를 회수할 수 있다. 이것들을 서로 번갈아 전환함으로써 이산화탄소의 회수를 효율이 향상될 수 있다.
본 발명에 따른 이산화탄소 회수시스템은 제9항 내지 제13항 중 어느 한 항에 기재된 이산화탄소 회수장치가 상기 가열처리장치에 연결된 것을 특징으로 한다.
이와 같은 방법으로 가열처리장치에 기체가 공급될 때 이산화탄소 흡수재에 이산화탄소가 흡수되고, 이산화탄소 분리 시에는 가열처리장치의 배기열을 이용하여 이산화탄소 흡수재를 가열하여 이산화탄소 흡수재로부터 이산화탄소를 분리시켜 회수할 수 있다. 이에 따라 회수 에너지 코스트를 저감할 수 있다.
또한, 이산화탄소 회수시스템은 가열처리장치가 가열로이다. 이에 따라 가열로의 배기 배열을 가열에 이용할 수 있다.
본 발명에 따르면, 전자파를 사용하지 않고 종래보다도 낮은 온도에서 이산화탄소의 흡수와 분리를 실시할 수 있는 범용성 높은 이산화탄소 회수장치를 제공하는 효과가 발생한다.
또한, 이산화탄소 회수장치에 가열처리장치를 연결함으로써 가열처리장치로부터 배출되는 배기열을 이용하여 이산화탄소 회수의 에너지 코스트를 저감할 수 있는 이산화탄소 회수시스템을 제공하는 효과가 발생한다.
도 1은 본 발명에 따른 이산화탄소 회수시스템의 구성도로, 도 1(a)는 평면단면도, 도 1(b)는 정면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 이산화탄소 회수시스템의 동작 설명도로, 도 2(a)는 가열로 급기 상태이고, 도 2(b)는 가열로 배기 상태이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 2개의 흡수유닛을 포함하는 이산화탄소 회수시스템의 정면도로, 도 3(a)는 정면도, 도 3(b)는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 2개의 흡수유닛을 포함하는 이산화탄소 회수시스템의 하면도로, 도 4(a)는 하면도, 도 4(b)는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 2개의 흡수유닛을 포함하는 이산화탄소 회수시스템의 동작 설명도로, 도 5(a)는 흡수유닛 중 어느 하나의 동작 상태이고, 도 5(b)는 흡수유닛 중 어느 다른 하나의 동작 상태이다.
도 6은 본 발명에 따른 자립형 이산화탄소 회수시스템과 가열로의 관계도이다.
도 7은 본 발명에 따른 자립형 이산화탄소 회수시스템의 설명도이다.
도 8은 본 발명에 따른 이산화탄소 회수시스템의 원리를 나타내는 개념도이다.
도 2는 본 발명에 따른 이산화탄소 회수시스템의 동작 설명도로, 도 2(a)는 가열로 급기 상태이고, 도 2(b)는 가열로 배기 상태이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 2개의 흡수유닛을 포함하는 이산화탄소 회수시스템의 정면도로, 도 3(a)는 정면도, 도 3(b)는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 2개의 흡수유닛을 포함하는 이산화탄소 회수시스템의 하면도로, 도 4(a)는 하면도, 도 4(b)는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 2개의 흡수유닛을 포함하는 이산화탄소 회수시스템의 동작 설명도로, 도 5(a)는 흡수유닛 중 어느 하나의 동작 상태이고, 도 5(b)는 흡수유닛 중 어느 다른 하나의 동작 상태이다.
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도 8은 본 발명에 따른 이산화탄소 회수시스템의 원리를 나타내는 개념도이다.
본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위하여 과장될 수 있다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 용이하게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.
<제 1 실시형태>
도 1은 본 발명에 따른 이산화탄소 회수장치에 가열로를 연결한 이산화탄소 회수시스템의 구성도로, 도 1(a)는 평면단면도, 도 1(b)는 정면도이다. 도 1(a) 및 도 1(b)에 나타난 바와 같이 이산화탄소 회수시스템(A)에서 이산화탄소 회수장치(1)는 흡수유닛(5)을 포함하고, 흡수유닛(5)의 케이싱(4)의 중심을 배기배관(2)이 관통하고, 그 외측에 환상(고리형)의 이산화탄소 흡수재(3)가 배치되어 있다.
이산화탄소 흡수재(3)는 상온에서 이산화탄소를 흡수하여 200~300 ℃ 정도의 가열에 의해 분리하는 고형물 흡수재(예를 들면, 리튬실리케이트, 나트륨페라이트 등의 고형물 흡수재)이다. 도 6 및 도 7을 참고하면, 이산화탄소 회수시스템(A)은 이산화탄소 회수장치(1)에 가열처리장치인 가열로의 노체(8)가 연결될 수 있다.
보다 구체적으로, 이산화탄소 흡수재(3)는 공기 중의 이산화탄소를 흡수하는 것으로, 설치 가능한 양 만큼 대상이 되는 공간의 이산화탄소 농도를 제어할 수 있는 이산화탄소 흡수속도를 가지며, 이산화탄소 흡수 후 가열에 의해 다시 이산화탄소를 흡수할 수 있는 재생 가능한 것이면 좋고, 그 종류는 특별히 한정되지 않는다.
예를 들면, 이산화탄소 흡수재(3)는 Li2ZrO3, LiFeO2, LiNiO2, Li2TiO3, Li2SiO3, Li4SiO4 등의 리튬계 복합산화물이나 나트륨 페라이트 등이 사용될 수 있다. 바람직하게는, 이산화탄소 흡수재(3)는 수용성을 보이는 4가의 리튬실리케이트와 탄산칼륨으로 이루어질 수 있으며, 이는 통상적인 실내 환경에서 이산화탄소 흡수속도가 매우 빨라 적합하게 사용될 수 있다.
또한, 이산화탄소 흡수재(3)의 형상은 이산화탄소 농도 제어를 원활하게 유통할 수 있는 케이싱(4) 내에 내포할 수 있는 형상으로, 예를 들어 펠렛 또는 필터 형상으로 형성될 수 있다.
그리고, 케이싱(4)의 일측에는 전환밸브(6)를 가지고, 대기(급기)를 이산화탄소 흡수재(3)에 도입하는 제1배관(7)을 가지고, 타측에는 이산화탄소 흡수재(3)를 통과한 대기를 가열로의 노체(8)에 공급하는 제1개폐밸브(9)를 가지는 제2배관(10)이 연결되어 있다. 이산화탄소 흡수재(3)의 제1배관(7) 측에는 급기 시 대기를 이산화탄소 흡수재(3)에 분산하여 도입할 수 있도록 금속제 메쉬필터(11)가 배치될 수 있다.
배기배관(2)은 한 쪽 끝이 제2개폐밸브(12)를 통하여 노체(8) 내의 배기관에 연결되고, 다른 한 쪽 끝이 외부로 개방되어 있다. 제2개폐밸브(12)는 이산화탄소 분리 시에는 열림상태가 되고, 노체(8) 내로부터의 배기가 배기배관(2)에 흐르게 되면, 배기열에 의해 이산화탄소 흡수재(3)를 가열하여 이산화탄소 흡수재(3)로부터 이산화탄소를 분리시킬 수 있다.
전환밸브(6)는 도입되는 대기를 이산화탄소 흡수재(3)로 공급하는 제1상태와, 이산화탄소 흡수재(3)에서 분리한 이산화탄소를 진공펌프(13), 압축기(14) 및 이산화탄소 회수용기인 탱크(15)를 차례로 가지는 회수관(16)으로 공급하는 제2상태를 선택할 수 있도록 되어 있다. 제1상태에서는 공급된 대기가 이산화탄소 흡수재(3) 내로 도입되고, 제2상태에서는 이산화탄소 흡수재(3)에서 분리된 이산화탄소가 회수관(16)으로 회수될 수 있다.
따라서, 가열로의 노체(8)로의 급기 시에는 도 2(a)에 나타낸 바와 같이, 전환밸브(6)는 제1상태가 되고, 제1개폐밸브(9)는 열림상태가 되며, 제2개폐밸브(12)는 닫힘상태가 된다.
이에 따라, 제1배관(7)을 통하여 도입된 대기가 이산화탄소 흡수재(3)를 통과하고, 통과 후의 대기는 제2배관(10)을 통하여 가열로의 노체(8) 내로 공급된다. 대기가 이산화탄소 흡수재(3)를 통과하고 있을 때에 이산화탄소가 이산화탄소 흡수재(3)에 흡수되어 대기로부터 제거될 수 있다.
일정 시간이 경과하면, 이산화탄소 흡수재(3)에 이산화탄소가 충분히 흡수되어 축적되므로, 이산화탄소 흡수재(3)에서 이산화탄소를 분리하여 회수하는 작업이 실행된다. 이 때, 도 2(b)에 나타내는 바와 같이, 전환밸브(6)는 제2상태가 되고, 제1개폐밸브(9)는 닫힘상태가 되고, 제2개폐밸브(12)는 열림상태가 된다.
이에 따라 가열로의 노체(8) 내에서 가열된 배기가 배기배관(2)을 통하여 외부로 배출되고, 배출 시에 케이싱(4) 내를 배기가 통과할 때에 배기배관(2) 주위에 배치되어 있는 이산화탄소 흡수재(3)를 가열하여 이산화탄소 흡수재(3)로부터 이산화탄소를 분리시킬 수 있다.
이와 같이 분리된 이산화탄소는 진공펌프(13)의 구동에 의해 제1배관(7)을 통하여 회수관(16)으로 배출되고, 압축기(14)에 의해 압축되어 고농도 이산화탄소로서 탱크(15)에 저장되고, 탱크(15)에 저장된 이산화탄소는 각종 용도로 이용할 수 있다.
따라서 배기열을 이용함으로써 에너지 낭비 없이 이산화탄소를 회수할 수 있다.
<제 2 실시형태>
상기 제 1 실시형태는 이산화탄소 회수장치(1)가 하나의 흡수유닛(5)을 갖춘 이산화탄소 회수시스템(A)이며, 제 2 실시형태는 도 3과 같이 이산화탄소 회수장치(50)가 두 개의 흡수유닛(50A, 50B)을 갖춘 이산화탄소 회수시스템(B)이다.
제 2 실시형태에서 대기 도입측의 배관 구성은 두 개의 흡수유닛(50A, 50B) 중 어느 하나의 방향으로 급기를 전환하는 전환밸브(21)를 가질 수 있다. 그리고, 이산화탄소 흡수재에 급기하는 주관(22a) 및 주관(22a)으로부터 분기하여 이산화탄소 흡수재(흡수유닛 50A, 50B)에 급기하는 분기관(22a, 22b)을 가지는 제1배관(22)과 각 흡수유닛(50A, 50B)의 배관에 연결되는 제1배기관(23)을 포함한다. 또한, 제1배관(22)의 주관(22a)에는 회수관에 연결되는 이음매(24a)를 가진 배관(24)의 양단이 연결되고, 배관(24)의 주관(22a) 부근에는 개폐밸브(25)가 설치될 수 있다.
노체(8) 측의 배관 구성은 노체(8)에 연결되는 이음매(31)를 가지고, 단부가 이산화탄소 흡수재인 흡수유닛(50A, 50B)에 연결되어 있는 주배관(32a), 주배관(32a)에서 분기하여 연장 흡수유닛(50A, 50B)에 연결되는 2개의 분기관(32b)을 가진 제2배관(32), 주배관(32a)의 양측 단부 부근 및 분기관(32b)에 설치되어 있는 개폐밸브(33)를 가질 수 있다. 또한, 개폐밸브(34)를 가지는 노체(8) 내를 각 흡수유닛(50A, 50B)의 배기배관에 연결하는 제2배기관(35)을 포함할 수 있다.
이산화탄소 흡수 시에는 전환밸브(21)를 제1상태, 제1개폐밸브(33)을 열림상태, 제2개폐밸브(25)를 닫힘상태로 설정할 수 있다. 한편, 이산화탄소 분리 시에는 전환밸브(21)를 제2상태, 제1개폐밸브(33)을 닫힘상태, 제2개폐밸브(25)를 열림상태로 설정할 수 있다.
이에 따라서 흡수유닛(50A, 50B) 중 어느 하나가 이산화탄소를 흡수하고 있을 때에는 다른 하나의 흡수유닛(50A, 50B)이 이산화탄소를 분리하여 회수할 수 있다.
<기타 실시형태>
이상과 같이 도면을 참조하면서 본 발명의 실시형태를 설명하였으나, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위 내에서 추가, 변경 또는 삭제가 가능하다. 예를 들어 본 발명의 실시형태에서는 노체(8)의 배기배관(2)을 통해 케이싱(4) 내의 이산화탄소 흡수재(3)를 가열하고 있지만, 이산화탄소 흡수재를 다른 배관 내에 배치하는 구성으로 하고, 노체(8)의 배기가 케이싱(4) 내의 배관 외를 통과하는 구성이 가능하다.
상기 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 당 업계의 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
1: 이산화탄소 회수장치
2: 배기배관
3: 이산화탄소 흡수재
4: 케이싱
5: 흡수유닛
6: 전환밸브
7: 제1배관
8: 노체
9: 제1개폐밸브
10: 제2배관
11: 메쉬필터
12: 제2개폐밸브
13: 진공펌프
14: 압축기
15: 탱크
16: 회수관
21: 전환밸브
22: 제1배관
22a: 주관
22b: 분기관
23: 제1배기관
24: 배관
24a: 이음매
25: 개폐밸브
31: 이음매
32a: 주배관
32b: 분기관
33: 개폐밸브
34: 개폐밸브
35: 제2배기관
50: 이산화탄소 회수장치
50A: 흡수유닛
50B: 흡수유닛
A: 이산화탄소 회수시스템
B: 이산화탄소 회수시스템
2: 배기배관
3: 이산화탄소 흡수재
4: 케이싱
5: 흡수유닛
6: 전환밸브
7: 제1배관
8: 노체
9: 제1개폐밸브
10: 제2배관
11: 메쉬필터
12: 제2개폐밸브
13: 진공펌프
14: 압축기
15: 탱크
16: 회수관
21: 전환밸브
22: 제1배관
22a: 주관
22b: 분기관
23: 제1배기관
24: 배관
24a: 이음매
25: 개폐밸브
31: 이음매
32a: 주배관
32b: 분기관
33: 개폐밸브
34: 개폐밸브
35: 제2배기관
50: 이산화탄소 회수장치
50A: 흡수유닛
50B: 흡수유닛
A: 이산화탄소 회수시스템
B: 이산화탄소 회수시스템
Claims (15)
- 케이싱 내에 온도차에 의해 이산화탄소를 흡착 및 분리하는 이산화탄소 흡수재가 배치된 흡수유닛이 구비된 이산화탄소 회수장치로,
상기 케이싱 일측에 연결되어, 상기 이산화탄소 흡수재에 이산화탄소를 함유하는 기체를 공급하는 제1배관;
상기 케이싱 타측에 연결되어, 상기 이산화탄소 흡수재를 통과한 기체를 배출하는 제2배관;
상기 제1배관에 연결되어 이산화탄소를 회수하는 회수관;
상기 이산화탄소 흡수재에 기체를 공급하는 제1상태와 상기 이산화탄소 흡수재로부터 분리되는 이산화탄소를 상기 회수관을 통하여 회수하는 제2상태를 전환하는 전환수단; 및
상기 이산화탄소 흡수재를 가열하는 가열수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는,
이산화탄소 회수장치.
- 제1항에 있어서,
상기 이산화탄소 흡수재는,
상온에서 이산화탄소를 흡수하여 150 내지 500 ℃에서 가열하여 이산화탄소를 분리하고,
상기 가열수단에 의해 150 내지 500 ℃로 가열되는 것을 특징으로 하는,
이산화탄소 회수장치.
- 제1항에 있어서,
상기 이산화탄소 흡수재는,
상온에서 이산화탄소를 흡수하여 200 내지 350 ℃에서 가열하여 이산화탄소를 분리하고,
상기 가열수단에 의해 200 내지 350 ℃로 가열되는 것을 특징으로 하는,
이산화탄소 회수장치.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전환수단은,
밸브인 것을 특징으로 하는,
이산화탄소 회수장치.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 케이싱 내측에는,
상기 이산화탄소 흡수재의 상기 제1배관 측에 상기 기체의 공급 시에 기체를 분산하여 상기 이산화탄소 흡수재에 공급하는 금속제 메쉬필터가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는,
이산화탄소 회수장치.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 회수관은,
상측에 진공펌프 및 압축기가 설치되고,
이산화탄소를 저장하는 이산화탄소 회수용기에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는,
이산화탄소 회수장치.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 이산화탄소 흡수재는,
리튬실리케이트 및 나트륨페라이트 중 어느 하나 이상을 포함하는 고형물 흡수재인 것을 특징으로 하는,
이산화탄소 회수장치.
- 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 이산화탄소 흡수재에 이산화탄소를 함유하는 기체는,
대기인 것을 특징으로 하는,
이산화탄소 회수장치.
- 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2배관이 가열처리장치에 연결되는 이산화탄소 회수장치로,
상기 가열처리장치와 상기 흡수유닛에 연결되어 상기 가열처리장치로부터의 배기가 통과하는 제3배관과,
상기 제2배관으로부터 상기 이산화탄소 흡수재를 통과한 기체가 상기 가열처리장치에 급기되고, 상기 가열처리장치의 가열에 의해 배출되는 배기가 제3배관을 통과하는 것을 특징으로 하는,
이산화탄소 회수장치.
- 제9항에 있어서,
상기 제2배관은 제1개폐밸브가 설치되고,
상기 제3배관은 제2개폐밸브가 설치되고,
이산화탄소 흡수 시에는 상기 전환밸브를 제1상태, 상기 제1개폐밸브를 열림상태, 상기 제2개폐밸브를 닫힘상태로 설정하고,
이산화탄소 회수 시에는 상기 전환밸브를 제2상태, 상기 제1개폐밸브를 닫힘상태, 상기 제2개폐밸브를 열림상태로 설정하는 것을 특징으로 하는,
이산화탄소 회수장치.
- 제9항 또는 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제3배관은,
한 쪽 끝이 상기 가열처리장치에 연결되고, 중간부분이 상기 케이싱 내를 통과하며, 다른 한 쪽 끝은 외부로 개방되어 있는 것을 특징으로 하는,
이산화탄소 회수장치.
- 제9항 또는 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 흡수유닛은,
상기 이산화탄소 흡수재가 상기 케이싱 내에 배치된 제4배관 내에 배치되어 있고,
상기 제3배관은 한 쪽 끝이 상기 가열처리장치에 연결되고, 다른 한 쪽 끝은 상기 케이싱에 연결되어 있고,
상기 가열처리장치로부터의 배기가 상기 케이싱 내의 상기 제4배관의 외측 공간을 통과하는 것을 특징으로 하는,
이산화탄소 회수장치.
- 제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 케이싱 내에는,
제1흡수유닛과 제2흡수유닛이 병렬로 배치되고,
상기 제1흡수유닛과 제2흡수유닛 중 어느 하나를, 상기 전환밸브를 제1상태, 상기 제1개폐밸브를 열림상태, 상기 제2개폐밸브를 닫힘상태로 하여 이산화탄소 흡수상태로 설정하고,
상기 제1흡수유닛과 제2흡수유닛 중 어느 다른 하나를, 상기 전환밸브를 제2상태, 상기 제1개폐밸브를 닫힘상태, 상기 제2개폐밸브를 열림상태로 하여 이산화탄소 회수상태로 설정하는 것을 특징으로 하는,
이산화탄소 회수장치.
- 제9항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 이산화탄소 회수장치는,
상기 가열처리장치에 연결되는 것을 특징으로 하는,
이산화탄소 회수시스템.
- 제14항에 있어서,
상기 가열처리장치는,
가열로인 것을 특징으로 하는,
이산화탄소 회수시스템.
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