KR20230001891A - Acid gas absorbing system and method for absorbing acid gas using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 산성가스 포집 공정 효율이 향상된 산성가스 포집 시스템 및 산성가스 포집 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an acid gas collection system and an acid gas collection method with improved acid gas collection process efficiency.
최근 지구온난화의 원인 물질은 온실가스를 포집하고 저장하는 노력이 국제적으로 경주되고 있다. 특히 온실가스 중 석탄, 석유와 같은 기존의 화석 연료에서 배출하는 산성가스인 이산화탄소(CO2)를 줄이기 위하여 화학적 흡수법, 흡착법, 막분리법, 심냉법 등 많은 기술이 연구되고 있다.Recently, as a causative agent of global warming, efforts to capture and store greenhouse gases are being raced internationally. In particular, in order to reduce carbon dioxide (CO 2 ), which is an acidic gas emitted from existing fossil fuels such as coal and oil, among greenhouse gases, many technologies such as chemical absorption, adsorption, membrane separation, and deep cooling have been studied.
종래의 산성가스 포집 공정은 화학적 흡수제를 이용한 화학적 흡수방법으로, 이는 이산화탄소(CO2)를 포함하는 산성가스를 아민류 계통에 수용액 기반의 이산화탄소 흡수제를 이용하는 방법을 사용되고 있다.A conventional acid gas capture process is a chemical absorption method using a chemical absorbent, which uses an aqueous solution-based carbon dioxide absorbent for acid gas containing carbon dioxide (CO 2 ) in an amine system.
일반적으로 화학적 흡수제를 이용한 산성가스 흡수 및 탈거 공정은 도 1에 나타낸 바와 같다. 도 1에 도시된 바와 같이 배가스(1)는 흡수탑(10)에 있는 흡수제(2)와 접촉되고, 배가스에 포함된 산성가스를 흡수탑 내의 화학적 흡수제와 결합하여 산성가스 포화 흡수제를 형성하여 흡수탑(10)에서 배출된다. 그리고 화학적 결합에 의해 산성가스를 흡수한 산성가스 포화 흡수제(5)는 열교환기(40)를 거쳐 가열되고 탈거탑(20)의 상부로 주입된 다음 탈거탑(20) 내에서 흡수제의 재생반응으로 흡수제로부터 산성가스 탈거되는 탈거공정을 수행한다. 상기 탈거탑에서 흡수제의 재생반응 조건을 유지하기 위해 외부의 발전소 스팀이 리보일러(80)를 통해 열에너지를 공급하게 된다. In general, an acid gas absorption and stripping process using a chemical absorbent is as shown in FIG. As shown in FIG. 1, the
도 1에 도시된 것과 같은 종래 산성가스 포집 시스템을 이용한 산성가스 흡수 및 탈거공정의 경우 화학적으로 산성가스와 결합된 흡수제에서 산성가스를 탈거하는 공정시 리보일러에서 과량의 스팀을 소비하게 된다. 즉 흡착제의 재생에 필요한 에너지가 많이 요구되어 공정 비용 및 효율성에 문제가 있다.In the acid gas absorption and stripping process using a conventional acid gas collection system as shown in FIG. 1, excessive steam is consumed in the reboiler during the process of removing the acid gas from the absorbent chemically bound to the acid gas. That is, a lot of energy is required to regenerate the adsorbent, which causes problems in process cost and efficiency.
상기와 같은 점을 감안한 본 발명은 혼합가스로부터 산성가스를 분리 회수하기 위한 산성가스 포집 시스템 및 산성가스 포집 방법에 관한 것으로, 흡수탑에서 흡수제가 산성가스를 흡수하여 탈거탑으로 이동하여 흡수제로부터 산성가스가 탈거되는 흡수제 재생으로 발생된 산성가스를 수증기와 혼합된 혼합가스를 탈거탑 상부에서 압착기로 가압하여, 가압을 통해 발생한 혼합가스의 열을 탈거탑으로 부터 공급된 산성가스 포화 흡수제와 열교환하여 1차적으로 예비 승온함으로써, 산성가스 포집 시스템에서 흡수제의 재생에 필요한 에너지를 공급하는 리보일러에서 사용되는 열에너지인 스팀의 양을 획기적으로 줄일 수 있어 보다 에너지 효율적으로 산성가스를 포집할 수 있는 산성가스 포집 시스템 및 산성가스 포집 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In view of the above points, the present invention relates to an acid gas collection system and an acid gas collection method for separating and recovering acid gas from a mixed gas. The mixture of acid gas and water vapor generated by regeneration of the absorbent from which gas is stripped is pressurized with a compressor at the top of the stripping tower, and the heat of the mixed gas generated through pressurization is exchanged with the acid gas saturated absorbent supplied from the stripping tower. By first raising the temperature in advance, the amount of steam, which is the thermal energy used in the reboiler that supplies the energy necessary for regeneration of the absorbent in the acid gas collection system, can be drastically reduced. Acid gas that can capture acid gas more energy-efficiently It is an object to provide a collection system and an acid gas collection method.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 일 예로 본 발명의 산성가스 포집 시스템은, 배가스에 포함된 산성가스를 흡수제에 흡수시켜서 산성가스 포화 흡수제를 형성하는 흡수탑, 상기 흡수탑의 하부에서 배출된 상기 산성가스 포화 흡수제와 탈거탑의 하부에서 배출되는 흡수제를 열교환하는 제1 열교환기, 상기 제1 열교환기로부터 배출된 상기 산성가스 포화 흡수제에서 산성가스를 탈거하고, 탈거된 산성가스를 수증기와 혼합하여 혼합가스를 형성하는 탈거탑, 상기 탈거탑에서 형성된 혼합가스를 가압 및 승온하는 압축기, 상기 압축기를 통해 가압 및 승온된 혼합가스와 상기 탈거탑에서 배출된 산성가스 포화 흡수제를 열교환하여 상기 산성가스 포화 흡수제를 1차 승온하는 제2 열교환기, 및 상기 제2 열교환기를 통해 1차 승온된 상기 산성가스 포화 흡수제를 공급받아 외부의 스팀의 열에너지를 이용하여 2차 승온하는 리보일러를 포함한다. In order to achieve the above object, for example, the acid gas collection system of the present invention includes an absorption tower for absorbing acid gas contained in exhaust gas into an absorbent to form a saturated acid gas absorbent, and the acid gas discharged from the lower part of the absorption tower. A first heat exchanger for exchanging heat between the saturated gas absorbent and the absorbent discharged from the lower portion of the stripping tower, stripping acid gas from the saturated acid gas absorbent discharged from the first heat exchanger, and mixing the stripped acid gas with water vapor for mixing A stripping tower for forming gas, a compressor for pressurizing and raising the temperature of the mixed gas formed in the stripping tower, and heat exchange between the mixed gas pressurized and heated through the compressor and the saturated acid gas absorbent discharged from the stripping tower to obtain the saturated acid gas absorbent A second heat exchanger for firstly raising the temperature, and a reboiler for secondarily raising the temperature by using the thermal energy of external steam by receiving the acid gas saturated absorbent that is firstly heated through the second heat exchanger.
상기 산성가스 포집 시스템은 상기 제2 열교환기를 통해 나온 혼합가스는 응축기(61)에서 회수되어 산성가스와 응축수로 분리하며, 상기 산성가스는 회수하고 상기 응축수는 탈거탑으로 공급하는 기액분리장치를 더 포함할 수 있다.The acid gas collecting system further includes a gas-liquid separator for recovering the mixed gas from the second heat exchanger in the
다른 일 예로 본 발명의 산성가스 포집 시스템은, 배가스에 포함된 산성가스를 흡수제에 흡수시켜서 산성가스 포화 흡수제를 형성하는 흡수탑, 상기 흡수탑의 하부에서 배출된 상기 산성가스 포화 흡수제와 탈거탑의 하부에서 배출되는 흡수제를 열교환하는 제1 열교환기, 상기 제1 열교환기로부터 배출된 상기 산성가스 포화 흡수제에서 산성가스를 탈거하고, 탈거된 산성가스를 수증기와 혼합하여 혼합가스를 형성하는 탈거탑, 상기 탈거탑에서 형성된 혼합가스를 가압 및 승온하는 압축기, 상기 압축기를 통해 가압 및 승온된 혼합가스와 상기 탈거탑에서 배출된 산성가스 포화 흡수제를 열교환하여 상기 산성가스 포화 흡수제를 1차 승온하는 제2 열교환기, 및 상기 산성가스 포집 시스템은 상기 제2 열교환기를 통해 나온 혼합가스는 응축기로 회수되며 회수된 혼합가스를 산성가스와 응축수로 분리하여 상기 산성가스는 회수하고 상기 응축수는 탈거탑으로 공급하는 기액분리장치를 포함한다.As another example, the acid gas collecting system of the present invention includes an absorption tower for absorbing acid gas contained in exhaust gas into an absorbent to form a saturated acid gas absorbent, the acid gas saturated absorbent discharged from the lower portion of the absorption tower, and a stripping tower. A first heat exchanger for heat-exchanging the absorbent discharged from the lower part, a stripping column for removing acid gas from the acid gas saturated absorbent discharged from the first heat exchanger and mixing the stripped acid gas with water vapor to form a mixed gas; A compressor for pressurizing and raising the temperature of the mixed gas formed in the stripping tower, and a second unit for first raising the temperature of the saturated acid gas absorbent by exchanging heat between the mixed gas pressurized and heated through the compressor and the saturated acid gas absorbent discharged from the stripping tower. The heat exchanger and the acid gas collecting system recover the mixed gas from the second heat exchanger to a condenser and separate the recovered mixed gas into acid gas and condensate to recover the acid gas and supply the condensate to a stripping tower. It includes a gas-liquid separator.
상기 산성가스 포집 시스템은 상기 제2 열교환기를 통해 1차 승온된 상기 산성가스 포화 흡수제를 공급받아 외부의 스팀의 열에너지를 이용하여 2차 승온하는 리보일러를 더 포함할 수 있다.The acid gas collecting system may further include a reboiler that receives the acid gas saturated absorbent that is primarily heated through the second heat exchanger and secondarily raises the temperature using thermal energy of external steam.
또 다른 예로 본 발명의 산성가스 포집 시스템은, 배가스에 포함된 산성가스를 흡수제에 흡수시켜서 산성가스 포화 흡수제를 형성하는 흡수탑, 상기 흡수탑의 하부에서 배출된 상기 산성가스 포화 흡수제와 탈거탑의 하부에서 배출되는 흡수제를 열교환하는 제1 열교환기, 상기 제1 열교환기로부터 배출된 상기 산성가스 포화 흡수제에서 산성가스를 탈거하고, 탈거된 산성가스를 수증기와 혼합하여 혼합가스를 형성하는 탈거탑, 상기 탈거탑에서 형성된 혼합가스를 가압 및 승온하는 압축기, 상기 압축기를 통해 가압 및 승온된 혼합가스와 상기 탈거탑에서 배출된 산성가스 포화 흡수제를 열교환하여 상기 산성가스 포화 흡수제를 1차 승온하는 제2 열교환기 및 상기 제2 열교환기를 통해 1차 승온된 상기 산성가스 포화 흡수제를 공급받아 외부의 스팀의 열에너지를 이용하여 2차 승온하는 리보일러, 및 상기 제2 열교환기를 통해 나온 혼합가스는 응축기로 회수되며, 회수된 혼합가스를 산성가스와 응축수로 분리하여 상기 산성가스는 회수하고 상기 응축수는 탈거탑으로 공급하는 기액분리장치를 포함한다.As another example, the acid gas collection system of the present invention includes an absorption tower for absorbing acid gas contained in exhaust gas into an absorbent to form a saturated acid gas absorbent, the acid gas saturated absorbent discharged from the lower part of the absorption tower, and a stripping tower. A first heat exchanger for heat-exchanging the absorbent discharged from the lower part, a stripping column for removing acid gas from the acid gas saturated absorbent discharged from the first heat exchanger and mixing the stripped acid gas with water vapor to form a mixed gas; A compressor for pressurizing and raising the temperature of the mixed gas formed in the stripping tower, and a second unit for first raising the temperature of the saturated acid gas absorbent by exchanging heat between the mixed gas pressurized and heated through the compressor and the saturated acid gas absorbent discharged from the stripping tower. A heat exchanger and a reboiler that receives the acid gas saturated absorbent whose temperature is primarily raised through the second heat exchanger and secondarily increases the temperature using heat energy of external steam, and the mixed gas discharged through the second heat exchanger is recovered by a condenser. and a gas-liquid separator for separating the recovered mixed gas into acid gas and condensate, recovering the acid gas, and supplying the condensate to the stripping tower.
본 발명의 산성가스 포집 시스템에서 상기 압축기는 상기 혼합가스를 4 내지 4.5 bar의 압력으로 가압하고, 140℃ 내지 150℃의 온도로 승온하는 것이 바람직하다.In the acid gas collecting system of the present invention, the compressor preferably pressurizes the mixed gas at a pressure of 4 to 4.5 bar and raises the temperature to a temperature of 140° C. to 150° C.
본 발명의 산성가스 포집 시스템에서 상기 제1 열교환기로부터 배출된 흡수제를 소정의 온도로 냉각시켜 상기 흡수탑의 상부로 공급하는 냉각기를 더 포함할 수 있다.The acid gas collecting system of the present invention may further include a cooler that cools the absorbent discharged from the first heat exchanger to a predetermined temperature and supplies it to an upper portion of the absorption tower.
본 발명의 산성가스 포집 시스템에서 상기 제2 열교환기는 판상열교환기를 사용할 수 있다.In the acid gas collecting system of the present invention, a plate heat exchanger may be used as the second heat exchanger.
본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 산성가스 포집 방법은 (a) 흡수탑에서 배가스에 포함된 산성가스를 흡수제에 흡수시켜 형성된 산성가스 포화 흡수제를 제1 열교환기를 통해 승온시키는 단계, (b) 탈거탑으로 공급된 상기 산성가스 포화 흡수제에서 산성가스를 탈거하고, 탈거탑 상부에서 탈거된 산성가스와 수증기를 반응시켜 혼합가스를 형성하는 단계, (c) 탈거탑 후단에 설치된 압축기를 통해 상기 혼합가스를 가압 및 승온하는 단계, (d) 상기 (c) 단계를 통해 가압 및 승온된 혼합가스를 상기 탈거탑의 산성가스 포화 흡수제와 제2 열교환기로 열교환하여 상기 산성가스 포화 흡수제를 1차 승온하는 단계, (e) 상기 제2 열교환기에서 1차 승온된 산성가스 포화 흡수제를 리보일러에서 2차 승온하는 단계, (f) 상기 리보일러를 통해 2차 승온된 산성가스 포화 흡수제를 다시 탈거탑 하부영역으로 공급하여 산성가스와 흡수제로 분리하는 단계를 포함한다.In order to achieve another object of the present invention, the acid gas collecting method of the present invention includes (a) raising the temperature of a saturated acid gas absorbent formed by absorbing acid gas contained in exhaust gas into an absorbent in an absorption tower through a first heat exchanger; (b) stripping acid gas from the acid gas saturated absorbent supplied to the stripping tower and reacting the acid gas stripped from the top of the stripping tower with water vapor to form a mixed gas; (c) a compressor installed at the rear end of the stripping tower (d) heat-exchanging the mixed gas pressurized and heated through step (c) with the saturated acid gas absorbent of the stripping tower and a second heat exchanger to obtain the saturated acid gas absorbent 1 Step of raising the temperature, (e) step of secondarily raising the temperature of the acid gas saturated absorbent firstly raised in the second heat exchanger in a reboiler, (f) step of raising the second temperature of the acid gas saturated absorbent through the reboiler again and supplying the gas to the lower region of the stripping column to separate the acid gas from the absorbent.
본 발명의 산성가스 포집 방법은 상기 (d) 단계 이후에, (g) 상기 (d) 단계에서 열교환하여 냉각된 혼합가스는 응축기로 회수되어 기액분리장치에서 산성가스와 응축수로 기액분리하고, 분리된 상기 산성가스는 포집하고 상기 응축수는 다시 탈거탑의 상부영역에 공급하는 단계를 더 포함할 수 있다. In the acid gas collecting method of the present invention, after step (d), (g) the mixed gas cooled by heat exchange in step (d) is returned to a condenser, gas-liquid separated into acid gas and condensed water in a gas-liquid separator, and separated The method may further include collecting the acid gas and supplying the condensed water to an upper region of the stripping tower again.
본 발명의 산성가스 포집 방법에서 상기 (c) 단계는 상기 압축기로 상기 혼합가스를 4 내지 4.5 bar의 압력으로 가압하고, 140℃ 내지 150℃의 온도로 승온할 수 있다. In the acid gas collecting method of the present invention, step (c) may pressurize the mixed gas to a pressure of 4 to 4.5 bar with the compressor and raise the temperature to a temperature of 140 ° C to 150 ° C.
본 발명에 따른 산성가스 포집 시스템은 흡수제의 재생에 필요한 에너지를 공급하는 리보일러에서 스팀의 사용량을 획기적으로 줄일 수 있어 보다 효율적으로 산성가스를 포집할 수 있으며, 이에 따라 공정 비용도 줄일 수 있는 효과가 있다.The acid gas collecting system according to the present invention can dramatically reduce the amount of steam used in the reboiler that supplies energy required for regeneration of the absorbent, so that acid gas can be collected more efficiently, thereby reducing process costs. there is
또한 본 발명의 산성가스 포집 시스템에서 압착기와 제2 열교환기의 구성으로 산성가스 포화 흡수제와 열교환하여 냉각된 혼합가스로부터 응축수의 생성을 높여 산성가스의 포집 수율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, in the acid gas collecting system of the present invention, the compressor and the second heat exchanger are configured to exchange heat with the acid gas saturated absorbent to increase the generation of condensate from the cooled mixed gas, thereby improving the capture yield of acid gas.
도 1은 종래에 산성가스 포집 시스템을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 산성가스 포집 시스템을 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 산성가스 포집 방법을 나타낸 순서도이다.1 shows a conventional acid gas collection system.
2 shows an acid gas collecting system according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a flow chart showing an acid gas collecting method according to an embodiment of the present invention.
이하 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 그러나 이는 바람직한 실시예로 본 발명의 범위가 이에 한정된 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 다른 형태로 치환, 변형 및 변경이 가능하다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, this is a preferred embodiment and the scope of the present invention is not limited thereto, and it is possible to substitute, modify, and change in various other forms without departing from the technical spirit of the present invention.
그리고 본 발명에서 제1, 제2, 1차, 2차, (a), (b) 등의 용어는 발명의 구성 요소들을 설명하는데 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 따라 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. And in the present invention, terms such as first, second, primary, secondary, (a), (b) are used to describe the components of the invention, and are only for distinguishing one component from other components. The terminology does not limit the nature, sequence, or order of the corresponding components.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 산성가스 포집 시스템을 나타낸 것이다.2 shows an acid gas collecting system according to an embodiment of the present invention.
도 2에 도시된 바와 같이 산성가스 포집 시스템(100)은, 흡수탑(10), 제1 열교환기(41), 탈거탑(20), 압축기(30), 제2 열교환기(42), 기액분리장치(70) 및 리보일러(80)를 포함한다.As shown in FIG. 2, the acid gas collection system 100 includes an
상기 흡수탑(10)에서는 유입된 배가스(1)를 흡수탑(10) 내에 위치하는 흡수제(2)와 접촉하여 배가스에 포함된 산성가스를 흡수탑 내의 화학적 흡수제와 결합하여 산성가스 포화 흡수제를 형성한다.In the
본 발명에서 산성가스는 석탄 등의 화석연료 등과 같은 연소 배가스에서 나오는 이산화탄소, 황화수소, 이산화황, 이산화질소 및 황화카보닐로 등 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 산성 화합물을 포함하는 것이다.In the present invention, the acid gas includes an acidic compound containing at least one selected from the group consisting of carbon dioxide, hydrogen sulfide, sulfur dioxide, nitrogen dioxide, and carbonyl sulfide from combustion exhaust gas such as fossil fuels such as coal.
본 발명의 산성가스 포집 시스템은 아민계 포집공정을 이용한 화학적 흡수기술로 상기 흡수제로는 아민계 물질, 아미노산염, 무기염류 용액 및 암모니아수를 하나 이상 포함된 것을 사용하는 것이 바람직하다. 그러나 이에 산성가스를 흡수하는 흡수제에 종류가 한정되는 것은 아니고 본 기술분야의 통상의 기술자가 산성가스 포집에 사용하는 흡수제를 사용할 수 있다.The acid gas collecting system of the present invention is a chemical absorption technology using an amine-based capture process, and it is preferable to use one or more of an amine-based material, an amino acid salt, an inorganic salt solution, and ammonia water as the absorbent. However, the type of absorbent for absorbing acid gas is not limited thereto, and a person skilled in the art may use an absorbent used for collecting acid gas.
상기 산성가스 포화 흡수제는 이산화탄소가 포화된 리치아민일 수 있다.The acid gas saturated absorbent may be rich amine saturated with carbon dioxide.
상기 흡수탑(10)은 40℃ 내지 60℃의 온도에서 배가스의 산성가스가 흡수제(2)와 접촉되어 산성가스가 흡수제와 결합하여 산성가스 포화 흡수제를 형성한 다음, 세척수 분사부(12)를 통해 흡수탑(10) 내에서 순환되는 세척수(3)를 이용하여 흡수제 증기가 비말 동반하는 것을 방지 한 후, 흡수탑(10)의 하부를 통해 배출된다. In the
제1 열교환기(41)는 상기 흡수탑(10)의 하부에서 배출된 상기 산성가스 포화 흡수제와 탈거탑의 하부에서 배출되는 흡수제를 열교환하는 것이다.The
상기 제1 열교환기(41)에서 열교환되어 승온된 상기 산성가스 포화 흡수제는 탈거탑(20)의 상부영역으로 공급되고, 열교환으로 냉각된 흡수제는 냉각기(62)을 통해 40 내지 50℃ 정도의 온도로 냉각되어 상기 흡수탑(10)의 상부로 다시 공급된다.The acid gas saturated absorbent whose temperature has been raised by heat exchange in the
상기 탈거탑의 하부에서 배출되는 흡수제는 린아민 일 수 있다.The absorbent discharged from the lower part of the stripping tower may be lean amine.
탈거탑(20)은 상기 제1 열교환기(41)로부터 배출된 상기 산성가스 포화 흡수제에서 산성가스를 탈거하고, 탈거된 산성가스를 수증기와 혼합하여 혼합가스(6)를 형성한다.The
상기 탈거탑(20)에서 상기 산성가스 포화 흡수제로부터 산성가스가 탈거하는 흡수제의 재생반응은 110℃ 내지 120℃정도로 높은 온도와 대기압 정도의 압력에서 수행될 수 있다.In the
압축기(30)는 상기 탈거탑(20)에서 형성된 혼합가스를 가압하여, 가압을 통해 혼합가스에 열을 발생시키는 것으로, 상기 압축기(30)는 상기 혼합가스를 4 내지 4.5 bar의 압력으로 가압하고, 140℃ 내지 150℃의 온도로 승온할 수 있다.The
상기 압축기(30)에서 혼합가스의 가압 조건이 상기 제시된 범위를 벗어나면, 혼합가스의 가압으로 발생되는 열이 150℃를 초과될 수 있으며, 만약 150℃를 초과할 경우 제2 열교환기(42)에서 산성가스 포화 흡수제와 열교환시 흡수제의 열화가 발생하므로 혼합가스 온도가 150℃가 이하가 되도록 상기 압축기(30)를 통해 혼합가스를 가압한다.If the pressurization condition of the mixed gas in the
제2 열교환기(42)는 상기 압축기(30)를 통해 가압 및 승온된 혼합가스와 상기 탈거탑(20)의 하부영역에서 배출된 산성가스 포화 흡수제를 열교환하여 1차적으로 예비 승온한다.The second heat exchanger 42 heat-exchanges the mixed gas pressurized and heated through the
본 발명의 산성가스 포집 시스템에서 상기 제2 열교환기(42)는 ΔT가 10 내지 15℃ 정도로 열교환 효율이 뛰어난 판상열교환기를 사용하는 것이 바람직하나, 이에 반드시 한정된 것은 아니다.In the acid gas collecting system of the present invention, the
리보일러(80)는 상기 제2 열교환기(42)의 후단으로 상기 탈거탑(20)과 상기 제2 열교환기(42) 사이에 배치되고, 상기 탈거탑에서 흡수제의 재생반응 조건을 유지하기 위해 상기 제2 열교환기(42)를 통해 1차 승온된 상기 산성가스 포화 흡수제를 공급받아 외부의 스팀의 열에너지를 이용하여 2차 승온한다.The
상기 리보일러(80)는 상기 제2 열교환기(42)에서 1차 승온된 열사용량을 제외하고 산성가스 포화 흡수제의 재생반응에 필요한 열사용량을 추가 공급하는 것으로, 종래 리보일러(80)에서 사용되는 열에너지인 스팀의 양을 줄일 수 있다.The
기액분리장치(70)는 상기 제2 열교환기(42)를 통해 나온 혼합가스를 응축기(61)에서 회수되고 응축된 후 산성가스(7)와 응축수(8)로 분리한다.The gas-
상기 기액분리장치(70)는 분리된 상기 산성가스(7)는 기액분리장치(70)의 상부에서 배출시켜 회수하며, 상기 응축수(8)는 탈거탑(20)으로 다시 공급한다.The gas-
상기 산성가스 포집 시스템에서 각 장치는 유체 이송관을 통해 서로 연결되며, 흡수제, 산성가스 포화 흡수제, 산성가스 등은 도 2에 도시된 바와 같이 이송관 상에 구비된 펌프(51, 52, 53)을 통해 이송한다.In the acid gas collecting system, each device is connected to each other through a fluid transfer pipe, and the absorbent, acid gas saturated absorbent, acid gas, etc. are pumps (51, 52, 53) provided on the transfer pipe as shown in FIG. transported through
이처럼 본 발명의 산성가스 포집 시스템은 온도와 압력을 상승시켜 열최적화한 혼합가스를 탈거탑 하부로부터 나온 산성가스 포화 흡수제와 열교환하여 2차 가열하는 리보일러에 사용되는 슴팀 사용량을 저감할 수 있다.As such, the acid gas collecting system of the present invention can reduce the amount of steam used in the reboiler for secondary heating by exchanging heat with the acid gas saturated absorbent from the bottom of the stripping tower to heat-optimize the mixed gas by raising the temperature and pressure.
도 3은 본 발명의 산성가스 포집 방법의 순서도를 나타낸 것이다.Figure 3 shows a flow chart of the acid gas collection method of the present invention.
도 3에 도시된 바와 같이, (a) 흡수탑에서 산성가스를 흡수제에 흡수시켜 형성된 산성가스 포화 흡수제를 제1 열교환기를 통해 승온하는 단계(S110), (b) 탈거탑으로 공급된 산성가스 포화 흡수제에서 산성가스를 탈거하고, 탈거된 산성가스와 수증기를 혼합시켜 혼합가스를 형성하는 단계(S120), (c) 압축기를 통해 혼합가스를 가압 및 승온하는 단계(S130), (d) 가압 및 승온된 혼합가스를 탈거탑의 산성가스 포화 흡수제와 제2 열교환기로 열교환하여 상기 산성가스 포화 흡수제를 1차 승온하는 단계(S140), (e) 제2 열교환기에서 1차 승온된 산성가스 포화 흡수제를 리보일러에서 2차 승온하는 단계(S150), (f) 상기 리보일러를 통해 2차 승온된 산성가스 포화 흡수제를 탈거탑에 공급하는 단계(S160), 및 (g) 제2 열교환기에서 열교환된 혼합가스는 응축기로 회수되어 기액분리장치에서 산성가스와 응축수로 기액분리하는 단계(S170)를 포함하여 산성가스 포집을 수행할 수 있다.As shown in FIG. 3, (a) raising the temperature of the acid gas saturated absorbent formed by absorbing the acid gas into the absorbent in the absorption tower through the first heat exchanger (S110), (b) saturated acid gas supplied to the stripping tower Removing acid gas from the absorbent and mixing the stripped acid gas with water vapor to form a mixed gas (S120), (c) pressurizing and raising the temperature of the mixed gas through a compressor (S130), (d) pressurizing and Heat-exchanging the heated mixed gas with the saturated acid gas absorbent in the stripping column with the second heat exchanger to firstly raise the temperature of the saturated acid gas absorbent (S140), (e) the saturated acid gas absorbent firstly heated in the second heat exchanger Secondarily raising the temperature in a reboiler (S150), (f) supplying the secondly heated acid gas saturated absorbent to a stripping tower through the reboiler (S160), and (g) heat exchange in a second heat exchanger The mixed gas may be collected by a condenser, and acid gas may be collected, including a step of gas-liquid separation into acid gas and condensed water in a gas-liquid separator (S170).
산성가스 포집 방법에서 상기 (a) 단계(S110)는 산성가스 포집 시스템의 흡수탑으로 공급된 배가스에 포함된 산성가스 및 흡수제를 반응시켜 산성가스 포화 흡수제를 형성하고, 상기 산성가스 포화 흡수제와 탈거탑 하부에서 배출되는 흡수제를 제1 열교환기에서 열교환하여 산성가스 포화 흡수제를 승온시킨다.In the acid gas collecting method, step (a) (S110) reacts the acid gas and the absorbent contained in the exhaust gas supplied to the absorption tower of the acid gas capture system to form a saturated acid gas absorbent, and desorbs the saturated acid gas absorbent. The absorbent discharged from the bottom of the tower is heat-exchanged in the first heat exchanger to raise the temperature of the acid gas saturated absorbent.
그 다음 (b) 단계(S120)는 상기 (a) 단계(S110)를 통해 승온되어 탈거탑의 상부로 공급된 상기 산성가스 포화 흡수제에서 산성가스를 탈거하고, 탈거탑 상부에서 탈거된 산성가스와 수증기를 반응시켜 혼합가스를 형성한다.Then, in step (b) (S120), acid gas is stripped from the acid gas saturated absorbent supplied to the top of the stripping tower after being heated through step (a) (S110), and the acid gas stripped from the top of the stripping tower and The water vapor reacts to form a mixed gas.
상기 (b) 단계(S120)에서 흡수제의 재생반응인 산성가스 포화 흡수제에서 산성가스를 탈거는 110 내지 120℃ 온도 및 대기압 정도의 압력에서 수행된다.In the step (b) (S120), acid gas is removed from the acid gas saturated absorbent, which is a regeneration reaction of the absorbent, and is performed at a temperature of 110 to 120° C. and a pressure of about atmospheric pressure.
상기 (c) 단계(S130)는 탈거탑(20) 상부영역의 후단에 설치된 압축기(30)를 통해 상기 혼합가스를 가압 및 승온하는 단계이며, 상기 혼합가스를 4 내지 4.5 bar의 압력으로 가압하고, 140℃ 내지 150℃의 온도로 승온할 수 있다.Step (c) (S130) is a step of pressurizing and raising the temperature of the mixed gas through the
상기 (d) 단계(S140)는 상기 (c) 단계(S130)를 통해 가압 및 승온된 혼합가스를 상기 탈거탑(20)의 산성가스 포화 흡수제와 제2 열교환기(42)로 열교환하여 상기 산성가스 포화 흡수제를 1차적으로 예비 승온하는 단계인 1차 승온 단계이다.In the step (d) (S140), the mixed gas pressurized and heated in the step (c) (S130) is heat-exchanged with the acid gas saturated absorbent of the stripping tower (20) and the second heat exchanger (42) to obtain the acidic gas. This is a first temperature raising step, which is a step of firstly raising the temperature of the gas saturated absorbent.
상기 (e) 단계(S150)는 상기 (d) 단계(S140)를 통해 상기 제2 열교환기(42)에서 열교환된 산성가스 포화 흡수제가 리보일러(80)에서 2차 승온하는 단계로 상기 제2 열교환기(42)에서 1차 승온된 열사용량을 제외하고 산성가스 포화 흡수제의 재생반응에 필요한 열사용량을 추가 공급하여 2차 승온한다.The (e) step (S150) is a step of secondarily raising the temperature of the acid gas saturated absorbent heat-exchanged in the
상기 (f) 단계(S160)는 상기 리보일러를 통해 2차 승온된 산성가스 포화 흡수제를 탈거탑에 공급하여 상기 산성가스 포화 흡수제를 산성가스 및 흡수제로 분리하는 단계이다.The step (f) (S160) is a step of supplying the acid gas saturated absorbent secondarily heated through the reboiler to a stripping tower to separate the acid gas saturated absorbent into acid gas and absorbent.
상기 (g) 단계(S170)은 제2 열교환기(42)에서 열교환된 혼합가스를 응축기(61)에서 회수하고 기액분리장치(70)에서 산성가스와 응축수로 기액분리하고, 분리된 상기 산성가스는 포집하고 상기 응축수는 다시 탈거탑의 상부영역에 공급한다.In step (g) (S170), the mixed gas heat-exchanged in the
이하 실시예를 통해 본 발명을 상세히 설명한다.The present invention will be described in detail through the following examples.
실시예 1은 상기 도 2와 같이 구성된 산성가스 포집 시스템(100)에서 30 중량%의 모노에탄올아민을 흡수제로 이용하여, 배가스의 전체에 대해 15 부피%의 이산화탄소를 포함하고 있는 40℃의 배가스를 2 m3 유량으로 흡수탑 하부에 투입하며, 이때 흡수제의 순환량은 100mL/분이고, 흡수탑에 투입되는 흡수제의 온도는 40℃로 하였다. 탈거탑(20)에서 혼합가스(6)를 압축기(30)를 통해 가압하여 4 내지 4.5 bar의 압력과 140 내지 150℃의 온도로 상승시킨다. 가압 및 승온된 혼합가스를 재생탑 하부의 산성가스 포화 흡수제인 리치아민과 열교환하여 리치아민 온도를 110 내지 115℃로 상승시킨 후 리보일러를 거쳐 탈거탑(20)으로 다시 공급한다.Example 1 uses 30% by weight of monoethanolamine as an absorbent in the acid gas collecting system 100 configured as shown in FIG. It was introduced to the lower part of the absorption tower at a flow rate of 2 m 3 , and at this time, the circulation amount of the absorbent was 100 mL/min, and the temperature of the absorbent introduced into the absorption tower was set to 40°C. In the stripping
비교예 1은 일반적인 산성가스 포집 시스템을 이용하여 산성가스 포집 공정을 수행한 것으로 상기 실시예 1에서 흡수탑을 나온 산성가스 포화 흡수제인 리치아민의 분산 없이 탈거탑에서 나온 고온의 흡수액인 리치아민만으로 열교환하여 탈거탑에 공급하는 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하였다. In Comparative Example 1, the acid gas collection process was performed using a general acid gas collection system. It was carried out in the same manner as in Example 1, except that heat exchange was performed and supplied to the stripping tower.
상기 실시예 1 및 비교예 1을 통해 산성가스 포집 시스템의 흡수탑(10)으로 유입되기 전의 배가스와 흡수탑을 거친 배가스의 이산화탄소 농도를 가스 분석기를 이용하여 측정하여 이산화탄소 제거율이 90%일 때의 이산화탄소 포집량(ton)당 리보일러의 열사용량을 계산하였으며, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.Through Example 1 and Comparative Example 1, the carbon dioxide concentration of the exhaust gas before flowing into the
(GJ/ton-CO2)Reboiler heat usage
(GJ/ton-CO 2 )
상기 표 1에서 나타낸 바와 같이 실시예 1의 리보일러 열사용량은 2.70 GJ/ton-CO2이고, 비교예 1의 리보일러 열사용량은 3.85 GJ/ton-CO2으로 1.15 GJ/ton-CO2 정도의 소비에너지 차이가 발생되는 바, 실시예 1의 경우 비교예 1에 비하여 동일한 이산화탄소의 제거효율(90%)에서 동일한 이산화탄소를 포집하는데 리보일러의 열사용량이 30% 적게 사용됨을 확인할 수 있다.As shown in Table 1, the heat consumption of the reboiler of Example 1 is 2.70 GJ/ton-CO 2 , and the heat consumption of the reboiler of Comparative Example 1 is 3.85 GJ/ton-CO 2 , which is about 1.15 GJ/ton-CO 2 As a difference in energy consumption of , in the case of Example 1, compared to Comparative Example 1, it can be seen that 30% less heat consumption of the reboiler is used to capture the same carbon dioxide at the same carbon dioxide removal efficiency (90%).
이와 같은 결과는 500 MW 석탄화력발전소를 기준으로 이산화탄소를 처리할 때, 하루에 약 10,000 ton의 이산화탄소가 발생하고, 이산화탄소를 90% 포집할 경우 하루 약 11,500 GJ의 에너지 소비를 줄일 수 있을 것으로 예측된다.These results are expected to generate about 10,000 tons of carbon dioxide per day when treating carbon dioxide based on a 500 MW coal-fired power plant, and to reduce energy consumption by about 11,500 GJ per day when 90% of carbon dioxide is captured. .
앞서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 산성가스 포집 시스템은 이산화탄소 제거율을 기준으로 리보일러가 적용되기 이전에 1차적으로 예비 승온을 진행하여 리보일러에서 사용되는 스팀의 사용량을 획기적으로 감소시킬 수 있다.As described above, the acid gas capture system of the present invention can drastically reduce the amount of steam used in the reboiler by first preliminarily raising the temperature before the reboiler is applied based on the carbon dioxide removal rate.
1 : 배가스
2 : 재생된 흡수제
3 : 세척수
4 : 산성가스가 제거된 배가스
5 : 산성가스가 포화 흡수제
6 : 혼합가스
7 : 산성가스
8 : 응축수
9 : 열교환된 혼합가스
10 : 흡수탑
12 : 세척수 공급부
20 : 탈거탑
30 : 압축기
40 : 열교환기
41 : 제1 열교환기
42 : 제2 열교환기
51, 52, 53 : 펌프
61 : 응축기
62 : 냉각기
70 : 기액분리장치
80 : 리보일러
100 : 산성가스 포집 시스템1: flue gas
2 : Regenerated Absorbent
3: washing water
4: Exhaust gas with acid gas removed
5: Acid gas is a saturated absorbent
6: mixed gas
7: acid gas
8 : Condensate
9: mixed gas with heat exchange
10: absorption tower
12: washing water supply unit
20: Removal Tower
30: compressor
40: heat exchanger
41: first heat exchanger
42: second heat exchanger
51, 52, 53: pump
61: condenser
62: cooler
70: gas-liquid separator
80: reboiler
100: acid gas collection system
Claims (11)
배가스에 포함된 산성가스를 흡수제에 흡수시켜서 산성가스 포화 흡수제를 형성하는 흡수탑(10);
상기 흡수탑(10)의 하부에서 배출된 상기 산성가스 포화 흡수제와 탈거탑의 하부에서 배출되는 흡수제를 열교환하는 제1 열교환기(41);
상기 제1 열교환기(41)로부터 배출된 상기 산성가스 포화 흡수제에서 산성가스를 탈거하고, 탈거된 산성가스를 수증기와 혼합하여 혼합가스를 형성하는 탈거탑(20);
상기 탈거탑(20)에서 형성된 혼합가스를 가압 및 승온하는 압축기(30);
상기 압축기(30)를 통해 가압 및 승온된 혼합가스와 상기 탈거탑(20)에서 배출된 산성가스 포화 흡수제를 열교환하여 상기 산성가스 포화 흡수제를 1차 승온하는 제2 열교환기(42); 및
상기 제2 열교환기(42)를 통해 1차 승온된 상기 산성가스 포화 흡수제를 공급받아 외부의 스팀의 열에너지를 이용하여 2차 승온하는 리보일러(80);를 포함하는 것을 특징으로 하는 산성가스 포집 시스템.In the acid gas collection system,
Absorption tower (10) for absorbing the acid gas contained in the exhaust gas to the absorbent to form a saturated acid gas absorbent;
a first heat exchanger 41 for exchanging heat between the acid gas saturated absorbent discharged from the lower portion of the absorption tower 10 and the absorbent discharged from the lower portion of the stripping tower;
a stripping column (20) for stripping acid gas from the acid gas saturated absorbent discharged from the first heat exchanger (41) and mixing the stripped acid gas with water vapor to form a mixed gas;
a compressor (30) for pressurizing and raising the temperature of the mixed gas formed in the stripping column (20);
A second heat exchanger 42 for firstly raising the temperature of the saturated acid gas absorbent by exchanging heat between the mixed gas pressurized and heated by the compressor 30 and the saturated acid gas absorbent discharged from the stripping tower 20; and
A reboiler (80) for receiving the acid gas saturated absorbent, which is firstly heated through the second heat exchanger (42), and secondly raising the temperature by using the heat energy of external steam; system.
상기 산성가스 포집 시스템은 상기 제2 열교환기(42)를 통해 나온 혼합가스는 응축기(61)에서 회수되어 산성가스와 응축수로 분리하며, 상기 산성가스는 회수하고 상기 응축수는 탈거탑(20)으로 공급하는 기액분리장치(70);를 포함하는 것을 특징으로 하는 산성가스 포집 시스템.According to claim 1,
In the acid gas collecting system, the mixed gas discharged through the second heat exchanger 42 is recovered in the condenser 61 and separated into acid gas and condensed water, the acid gas is recovered and the condensed water is sent to the stripping tower 20. An acid gas collection system comprising a; gas-liquid separator 70 for supplying.
배가스에 포함된 산성가스를 흡수제에 흡수시켜서 산성가스 포화 흡수제를 형성하는 흡수탑(10);
상기 흡수탑(10)의 하부에서 배출된 상기 산성가스 포화 흡수제와 탈거탑의 하부에서 배출되는 흡수제를 열교환하는 제1 열교환기(41);
상기 제1 열교환기(41)로부터 배출된 상기 산성가스 포화 흡수제에서 산성가스를 탈거하고, 탈거된 산성가스를 수증기와 혼합하여 혼합가스를 형성하는 탈거탑(20);
상기 탈거탑(20)에서 형성된 혼합가스를 가압 및 승온하는 압축기(30);
상기 압축기(30)를 통해 가압 및 승온된 혼합가스와 상기 탈거탑(20)에서 배출된 산성가스 포화 흡수제를 열교환하여 상기 산성가스 포화 흡수제를 1차 승온하는 제2 열교환기(42); 및
상기 제2 열교환기(42)를 통해 나온 혼합가스가 응축기(61)로 회수되며, 회수된 혼합가스를 산성가스와 응축수로 분리하여 상기 산성가스는 회수하고 상기 응축수는 탈거탑(20)으로 공급하는 기액분리장치(70);를 포함하는 것을 특징으로 하는 산성가스 포집 시스템.In the acid gas collection system,
Absorption tower (10) for absorbing the acid gas contained in the exhaust gas to the absorbent to form a saturated acid gas absorbent;
a first heat exchanger 41 for exchanging heat between the acid gas saturated absorbent discharged from the lower portion of the absorption tower 10 and the absorbent discharged from the lower portion of the stripping tower;
a stripping column (20) for stripping acid gas from the acid gas saturated absorbent discharged from the first heat exchanger (41) and mixing the stripped acid gas with water vapor to form a mixed gas;
a compressor (30) for pressurizing and raising the temperature of the mixed gas formed in the stripping column (20);
A second heat exchanger 42 for firstly raising the temperature of the saturated acid gas absorbent by exchanging heat between the mixed gas pressurized and heated by the compressor 30 and the saturated acid gas absorbent discharged from the stripping column 20; and
The mixed gas discharged through the second heat exchanger 42 is recovered by the condenser 61, and the recovered mixed gas is separated into acid gas and condensed water to recover the acid gas and supply the condensed water to the stripping tower 20. An acid gas collection system comprising a; gas-liquid separator 70.
상기 제2 열교환기(42)를 통해 1차 승온된 상기 산성가스 포화 흡수제를 공급받아 외부의 스팀의 열에너지를 이용하여 2차 승온하는 리보일러(80);를 포함하는 것을 특징으로 하는 산성가스 포집 시스템.According to claim 3,
A reboiler (80) for receiving the acid gas saturated absorbent, which is firstly heated through the second heat exchanger (42), and secondly raising the temperature by using the heat energy of external steam; system.
배가스에 포함된 산성가스를 흡수제에 흡수시켜서 산성가스 포화 흡수제를 형성하는 흡수탑(10);
상기 흡수탑(10)의 하부에서 배출된 상기 산성가스 포화 흡수제와 탈거탑의 하부에서 배출되는 흡수제를 열교환하는 제1 열교환기(41);
상기 제1 열교환기(41)로부터 배출된 상기 산성가스 포화 흡수제에서 산성가스를 탈거하고, 탈거된 산성가스를 수증기와 혼합하여 혼합가스를 형성하는 탈거탑(20);
상기 탈거탑(20)에서 형성된 혼합가스를 가압 및 승온하는 압축기(30);
상기 압축기(30)를 통해 가압 및 승온된 혼합가스와 상기 탈거탑(20)에서 배출된 산성가스 포화 흡수제를 열교환하여 상기 산성가스 포화 흡수제를 1차 승온하는 제2 열교환기(42);
상기 제2 열교환기(42)를 통해 1차 승온된 상기 산성가스 포화 흡수제를 공급받아 외부의 스팀의 열에너지를 이용하여 2차 승온하는 리보일러(80); 및
상기 제2 열교환기(42)를 통해 나온 혼합가스가 응축기(61)로 회수되며, 회수된 혼합가스를 산성가스와 응축수로 분리하여 상기 산성가스는 회수하고 상기 응축수는 탈거탑(20)으로 공급하는 기액분리장치(70);를 포함하는 것을 특징으로 하는 산성가스 포집 시스템.In the acid gas collection system,
Absorption tower (10) for absorbing the acid gas contained in the exhaust gas to the absorbent to form a saturated acid gas absorbent;
a first heat exchanger 41 for exchanging heat between the acid gas saturated absorbent discharged from the lower portion of the absorption tower 10 and the absorbent discharged from the lower portion of the stripping tower;
a stripping column (20) for stripping acid gas from the acid gas saturated absorbent discharged from the first heat exchanger (41) and mixing the stripped acid gas with water vapor to form a mixed gas;
a compressor (30) for pressurizing and raising the temperature of the mixed gas formed in the stripping column (20);
A second heat exchanger 42 for firstly raising the temperature of the saturated acid gas absorbent by exchanging heat between the mixed gas pressurized and heated by the compressor 30 and the saturated acid gas absorbent discharged from the stripping column 20;
a reboiler (80) for receiving the acid gas saturated absorbent, which is firstly heated through the second heat exchanger (42), and secondarily raising the temperature by using heat energy of external steam; and
The mixed gas discharged through the second heat exchanger 42 is recovered by the condenser 61, and the recovered mixed gas is separated into acid gas and condensed water to recover the acid gas and supply the condensed water to the stripping tower 20. An acid gas collection system comprising a; gas-liquid separator 70.
상기 압축기(30)는 상기 혼합가스를 4 내지 4.5 bar의 압력으로 가압하고, 140℃ 내지 150℃의 온도로 승온하는 것을 특징으로 하는 산성가스 포집 시스템.The method of any one of claims 1, 3 and 5,
The compressor 30 pressurizes the mixed gas at a pressure of 4 to 4.5 bar and raises the temperature to a temperature of 140 ° C to 150 ° C.
상기 제1 열교환기(41)로부터 배출된 흡수제를 소정의 온도로 냉각시켜 상기 흡수탑(10)의 상부 영역으로 공급하는 냉각기(62);를 포함하는 것을 특징으로 하는 산성가스 포집 시스템. The method of any one of claims 1, 3 and 5,
and a cooler (62) for cooling the absorbent discharged from the first heat exchanger (41) to a predetermined temperature and supplying it to the upper region of the absorption tower (10).
상기 제2 열교환기(42)는 판상열교환기인 것을 특징으로 하는 산성가스 포집 시스템.The method of any one of claims 1, 3 and 5,
The second heat exchanger 42 is an acid gas collection system, characterized in that the plate heat exchanger.
(b) 탈거탑(20)으로 공급된 상기 산성가스 포화 흡수제에서 산성가스를 탈거하고, 탈거탑 상부에서 탈거된 산성가스와 수증기를 혼합시켜 혼합가스를 형성하는 단계;
(c) 탈거탑(20) 후단에 설치된 압축기(30)를 통해 상기 혼합가스를 가압 및 승온하는 단계;
(d) 상기 (c) 단계를 통해 가압 및 승온된 혼합가스를 상기 탈거탑(20)의 산성가스 포화 흡수제와 제2 열교환기(42)로 열교환하여 상기 산성가스 포화 흡수제를 1차 승온하는 단계;
(e) 상기 제2 열교환기(42)에서 1차 승온된 산성가스 포화 흡수제를 리보일러(80)에서 2차 승온하는 단계; 및
(f) 상기 리보일러(80)를 통해 2차 승온된 산성가스 포화 흡수제를 다시 탈거탑 하부영역으로 공급하여 산성가스와 흡수제로 분리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 산성가스 포집 방법.(a) raising the temperature of the acid gas saturated absorbent formed by absorbing the acid gas contained in the exhaust gas into the absorbent in the absorption tower through a first heat exchanger;
(b) stripping acid gas from the acid gas saturated absorbent supplied to the stripping column 20, and mixing the stripped acid gas and water vapor at the top of the stripping column to form a mixed gas;
(c) pressurizing and raising the temperature of the mixed gas through the compressor 30 installed at the rear end of the stripping column 20;
(d) heat-exchanging the mixed gas pressurized and heated in step (c) with the saturated acid gas absorbent of the stripping tower 20 and the second heat exchanger 42 to firstly raise the temperature of the saturated acid gas absorbent ;
(e) step of secondarily raising the temperature of the acid gas saturated absorbent firstly raised in the second heat exchanger 42 in the reboiler 80; and
(f) supplying the acid gas saturated absorbent secondarily heated through the reboiler (80) to the lower region of the stripping tower to separate the acid gas from the absorbent; acid gas collection method comprising the.
상기 (d) 단계 이후에,
(g) 상기 (d) 단계에서 열교환하여 냉각된 혼합가스는 응축기(61)로 회수되어 기액분리장치(70)에서 산성가스와 응축수로 기액분리하고, 분리된 상기 산성가스는 포집하고 상기 응축수는 다시 탈거탑의 상부영역에 공급하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 산성가스 포집 방법.According to claim 9,
After step (d),
(g) The mixed gas cooled by heat exchange in step (d) is returned to the condenser 61 and gas-liquid separated into acid gas and condensate in the gas-liquid separator 70, and the separated acid gas is collected and the condensate is An acid gas collection method comprising the step of supplying the gas to the upper region of the stripping column again.
상기 (c) 단계는 상기 압축기(30)로 상기 혼합가스를 4 내지 4.5 bar의 압력으로 가압하고, 140℃ 내지 150℃의 온도로 승온하는 것을 특징으로 하는 산성가스 포집 방법.According to claim 9,
In the step (c), the mixed gas is pressurized with the compressor 30 at a pressure of 4 to 4.5 bar and the temperature is raised to a temperature of 140 ° C to 150 ° C.
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|---|---|---|---|---|
| KR102091882B1 (en) | 2013-08-26 | 2020-03-23 | 한국전력공사 | System for solvent scrubbing acid gas by improvement of stripper process flow and method for solvent scrubbing acid gas using thereof |
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2021
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