KR20230083996A - 이산화탄소 처리를 위한 부유식 설비 및 이를 포함하는 이산화탄소 처리 시스템 - Google Patents

이산화탄소 처리를 위한 부유식 설비 및 이를 포함하는 이산화탄소 처리 시스템 Download PDF

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KR20230083996A
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regasification
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권혁장
이신웅
홍성훈
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에이치디현대중공업 주식회사
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Abstract

본 발명은 이산화탄소 처리를 위한 부유식 설비 및 이를 포함하는 이산화탄소 처리 시스템에 관한 것으로서, 본 발명의 부유식 설비는, 해상에 마련되는 이산화탄소 회수설비에 인접 배치되는 부유식 설비에 있어서, 해상에 부유하는 선체; 상기 선체에 탑재되는 원유 저장탱크; 원유를 처리하는 탑사이드; 상기 탑사이드의 가동을 위해 운전하며, 이산화탄소를 배출하는 구동원; 및 상기 구동원에서 배출되는 이산화탄소를 처리하는 이산화탄소 처리장치를 포함하고, 상기 이산화탄소 처리장치는, 상기 탑사이드에 의해 원유가 생산될 때, 상기 구동원에서 배출되는 이산화탄소를 해상에 마련되는 상기 이산화탄소 회수설비로 전달할 수 있다.

Description

이산화탄소 처리를 위한 부유식 설비 및 이를 포함하는 이산화탄소 처리 시스템{floating installation for treating CO2 and CO2 treatment system having the same}
본 발명은 이산화탄소 처리를 위한 부유식 설비 및 이를 포함하는 이산화탄소 처리 시스템에 관한 것이다.
육상 등에는 전력 수요를 감당하기 위해 발전소가 설치될 수 있으며, 발전소는 화석 연료 등을 이용하여 전력을 생산할 수 있다. 그런데 이때 발전 과정에서 대량의 이산화탄소가 발생한다. 또한 유정이나 가스정으로부터 석유 또는 천연가스 등을 추출하는 과정에서도 이산화탄소가 발생하게 된다.
그런데 이산화탄소는 환경 오염을 유발하는 주범이기 때문에, 이산화탄소의 방출을 줄이기 위한 규제들이 존재한다. 일례로 지구온난화를 방지하기 위한 구체적 이행 방안으로서 2005년에 발효된 교토의정서로 인해, 이산화탄소를 그대로 대기중에 방출시키는 것은 점차 어려워지고 있다.
이러한 규제에 대응하기 위해, 대기중에 방출되는 이산화탄소를 감축시키기 위하여 이산화탄소를 별도의 저장소에 저장하는 방법이 제시되고 있다. 일례로 이산화탄소가 다량 발생하는 곳에 직접 이산화탄소를 저장하는, EOR(Enhanced Oil Recovery)을 이용할 수 있다.
이에 따라 FSRU선에서 액화가스가 재기화될 때 구동원(발전엔진)에서 배출되는 이산화탄소, 이산화탄소 운반선에서 전달되는 이산화탄소 또는 FPSO선에서 원유가 생산될 때 구동원(발전엔진)에서 배출되는 이산화탄소를 처리하기 위해 육상에 이산화탄소 회수설비를 마련하고 있다.
그런데 FSRU선, 이산화탄소 운반선, FPSO선 등에서 배출 또는 전달되는 이산화탄소를 육상에 마련되는 이산화탄소 회수설비로 전달하는 설비 또는 시스템의 미흡한 실정이어서 이산화탄소 배출을 충분히 해결하지 못하고 있다.
따라서, FSRU선, 이산화탄소 운반선, FPSO선 등에서 대량으로 발생하는 이산화탄소를 효과적으로 처리할 수 있는 수단에 대한 개발 및 연구가 시급하다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은, FSRU선, 이산화탄소 운반선, FPSO선 등에서 배출되는 이산화탄소를 효과적으로 육상에 마련되는 이산화탄소 회수설비로 전달할 수 있도록 하여, 이산화탄소를 효율적으로 처리함으로써 환경 오염을 방지할 수 있는 이산화탄소 처리를 위한 부유식 설비 및 이를 포함하는 이산화탄소 처리 시스템을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 부유식 설비는, 해상에 마련되는 이산화탄소 회수설비에 인접 배치되는 부유식 설비에 있어서, 해상에 부유하는 선체; 상기 선체에 탑재되는 원유 저장탱크; 원유를 처리하는 탑사이드; 상기 탑사이드의 가동을 위해 운전하며, 이산화탄소를 배출하는 구동원; 및 상기 구동원에서 배출되는 이산화탄소를 처리하는 이산화탄소 처리장치를 포함하고, 상기 이산화탄소 처리장치는, 상기 탑사이드에 의해 원유가 생산될 때, 상기 구동원에서 배출되는 이산화탄소를 해상에 마련되는 상기 이산화탄소 회수설비로 전달할 수 있다.
구체적으로, 상기 이산화탄소 처리장치는, 상기 구동원에서 배출되는 이산화탄소를 전달받는 이산화탄소 유입라인; 상기 이산화탄소 유입라인을 통해 공급되는 이산화탄소를 액화시키는 이산화탄소 액화장치; 상기 이산화탄소 유입라인을 통해 공급되는 이산화탄소를 압축시키는 이산화탄소 압축기; 및 액화 또는 압축된 이산화탄소를 상기 이산화탄소 회수설비로 전달하는 이산화탄소 전달라인을 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 이산화탄소 처리장치는, 상기 이산화탄소 유입라인을 통해 공급되는 이산화탄소를 저장하는 이산화탄소 저장탱크를 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 이산화탄소 전달라인은, 적어도 일부가 상기 부유식 설비와 상기 이산화탄소 회수설비 사이의 해상에 부유하도록 마련될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 이산화탄소 처리 시스템은, 해상에 부유하는 이산화탄소 회수설비; 및 상기한 부유식 설비를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 이산화탄소 처리를 위한 부유식 설비 및 이를 포함하는 이산화탄소 처리 시스템은, FSRU선, 이산화탄소 운반선, FPSO선 등에서 배출되는 이산화탄소를 효율적으로 육상에 마련되는 이산화탄소 회수설비로 전달 가능하게 구성함으로써, 이산화탄소로 인한 환경 오염을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 이산화탄소의 안정적인 전달 및 처리를 보장할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 이산화탄소 처리를 위한 부유식 설비 및 이를 포함하는 이산화탄소 처리 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 이산화탄소 처리를 위한 부유식 설비 및 이를 포함하는 이산화탄소 처리 시스템의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 제3실시예에 따른 이산화탄소 처리를 위한 부유식 설비 및 이를 포함하는 이산화탄소 처리 시스템의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 제4실시예에 따른 이산화탄소 처리를 위한 부유식 설비 및 이를 포함하는 이산화탄소 처리 시스템의 구성도이다.
도 5는 본 발명의 제5실시예에 따른 이산화탄소 처리를 위한 부유식 설비 및 이를 포함하는 이산화탄소 처리 시스템의 구성도이다.
도 6은 기존의 이산화탄소 처리 시스템을 설명하기 위한 개념도이다.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 참고로 이하에서 설명하는 이산화탄소는 순수하게 이산화탄소만을 포함하는 물질이 아닌, 이산화탄소를 주성분으로 포함하되 다른 이물질(질소 등)이 섞인 물질을 포함하는 용어로 해석될 수 있다. 더 나아가 본 명세서에서 이산화탄소는, 이산화탄소를 주성분으로 포함하는 물질에서 이산화탄소가 일부 제거됨에 따라 이물질이 주성분으로 전환된 상태도 포괄하는 용어일 수 있음을 알려둔다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 이산화탄소 처리를 위한 부유식 설비 및 이를 포함하는 이산화탄소 처리 시스템의 구성도이고, 도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 이산화탄소 처리를 위한 부유식 설비 및 이를 포함하는 이산화탄소 처리 시스템의 구성도이고, 도 3은 본 발명의 제3실시예에 따른 이산화탄소 처리를 위한 부유식 설비 및 이를 포함하는 이산화탄소 처리 시스템의 구성도이고, 도 4는 본 발명의 제4실시예에 따른 이산화탄소 처리를 위한 부유식 설비 및 이를 포함하는 이산화탄소 처리 시스템의 구성도이고, 도 5는 본 발명의 제5실시예에 따른 이산화탄소 처리를 위한 부유식 설비 및 이를 포함하는 이산화탄소 처리 시스템의 구성도이고, 도 6은 기존의 이산화탄소 처리 시스템을 설명하기 위한 개념도이다.
도 1 내지 도 5에 도시된 본 발명의 제1 내지 제5실시예에 따른 이산화탄소 처리 시스템(100, 200, 300, 400, 500)을 설명하기 전에, 먼저 도 6을 참고하여 기존의 이산화탄소 처리 시스템(T)에 대해 설명한다.
도 6을 참조하면, 기존의 이산화탄소 처리 시스템(T)에 따르면, 해상에 부유한 상태로 설치되는 구조물(F)에 사용될 수 있다. 다만 구조물(F)은 그 용어와 달리 해저에 고정된 채 적어도 일부가 해수면 상부에 배치되는 것일 수도 있다.
이러한 구조물(F)은 이산화탄소를 유정에 주입하는 이산화탄소 주입 터미널이거나, 또는 유정 등에서 원유 또는 천연가스를 시추하면서 또한 이산화탄소의 주입 기능을 갖는 가스/오일 생산 설비일 수 있다.
이러한 구조물(F)은 해상에 마련되며 운영 중에 발생하는 이산화탄소를 처리하기 위해, 자체적으로 이산화탄소 처리 장치를 구비할 수 있다. 구조물(F)은 이산화탄소 처리 장치를 활용하여 이산화탄소를 액화시킬 수 있다.
또는, 구조물(F)은 육상이나 연안에 고정식으로 마련될 수 있다. 이때 구조물(F)은 육상 플랜트, 육상 터미널 등으로서, 일례로 육상/연안용 해상 이산화탄소 액화 터미널일 수 있다.
이러한 구조물(F)은 육상 등에 마련된 상태에서 해상의 터미널이나 시추설비 등으로부터 이산화탄소를 전달받아 처리할 수 있다. 이때 해상의 터미널 등에서 발생한 이산화탄소는 이산화탄소 운반선(S)이나 또는 해저 파이프 등을 통하여 육상의 구조물(F)로 전달될 수 있다.
구조물(F)은 선박이나 이산화탄소를 배출하는 각종 장치/시설/설비 등으로부터 이산화탄소를 전달받아 액화 처리할 수 있다. 선박의 경우 배기에서 이산화탄소가 발생할 것이고, 해당 선박이 이산화탄소를 포집하였다가 구조물(F)에 전달할 수 있다.
즉 구조물(F)에는 제한되지 않는 출처로부터 이산화탄소가 전달될 수 있을 것이다. 또한 구조물(F)은 이산화탄소 처리 시스템(T)을 이용하여 이산화탄소를 액화한 뒤, 액상의 이산화탄소를 유정이나 출처 등에 되돌려줄 수 있다.
구조물(F)은 이산화탄소를 액화시킨 뒤 이산화탄소 운반선(S) 등으로 전달할 수 있으며, 구조물(F) 내에 마련되는 이산화탄소 저장탱크에 액상 이산화탄소를 저장해둘 수 있다. 또는 구조물(F)은 액화된 이산화탄소에 대해 필요 시 온도 및 압력을 조정한 뒤, 유정 내에 주입하여 처리하는 것도 가능하다.
즉 구조물(F)은 외부 또는 내부로부터 이산화탄소를 전달받아 액화하고, 액화된 이산화탄소를 내부에 저장하거나 또는 외부의 적절한 지점으로 전달할 수 있다.
이와 같이 기존의 이산화탄소 처리 시스템(T)은, 구조물(F) 등에서 이산화탄소가 배출되고, 구조물(F) 자체적으로 이산화탄소의 처리가 어려운 경우 이산화탄소를 운반하는 이산화탄소 운반선(S)을 운용해야 하는 번거로움이 존재한다.
이하에서는 도 1 내지 도 5를 참고하여 본 발명의 제1 내지 제5실시예에 따른 이산화탄소 처리 시스템(100, 200, 300, 400, 500)을 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 이산화탄소 처리를 위한 부유식 설비 및 이를 포함하는 이산화탄소 처리 시스템의 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 이산화탄소 처리 시스템(100)은 이산화탄소를 회수하는 이산화탄소 회수설비(1) 및 액화가스를 필요로 하는 육상 수요처(2)가 마련되고 연안에 제티(3)가 구비되는 육상 지역에서 사용되는 시스템일 수 있다.
이산화탄소 회수설비(1)는, 이산화탄소를 육상 등에 마련되는 유정으로 주입하는 재주입장치이거나, 이산화탄소를 화학적으로 처리하여 활용 가능한 물질로 변화시키는 화학 처리장치이거나, 또는 이산화탄소를 임시 저장하는 저장장치, 또는 이산화탄소를 필요로 하는 곳으로 운반하기 위한 운반 장치 등일 수 있다.
육상 수요처(2)는, 기화된 액화가스를 전달받아 소비하는 구성으로서, 연안에 마련되는 발전 플랜트이거나, 또는 내륙에 도시가스로서 액화가스를 공급하는 도시가스 공급장치 등일 수 있다.
제티(3)는, 연안에 마련되며 해안가에서 해양을 향해 연장되는 구조물로, 해안가 대비 깊은 수심에서 접안이 가능하도록 하는 구조물일 수 있다.
이산화탄소 회수설비(1), 육상 수요처(2) 및 제티(3)는 인접하게 마련될 수 있지만 인접 거리는 제한하지 않으며, 이산화탄소 회수설비(1)의 적어도 일부(이산화탄소를 받는 부분), 육상 수요처(2)의 적어도 일부(액화가스를 받는 부분)만이 제티(3)와 인접 배치되는 것도 가능하다.
이산화탄소 처리 시스템(100)은 재기화설비(110), 이산화탄소 처리를 위한 부유식 설비(120)를 포함할 수 있으며, 재기화설비(110)에서 배출되는 이산화탄소를 부유식 설비(120)를 통해 처리할 수 있도록 구성될 수 있다.
재기화설비(110)는, 제티(3)에 인접하여 해상에 정박한 FSRU선일 수 있으며, 이에 한정되지 않고 액화가스를 재기화하여 육상 수요처(2)로 공급하는 다른 재기화설비를 포함할 수 있다. 육상 수요처(2)는 가스 전달라인(111)에 의해 액화가스를 전달받을 수 있다. 가스 전달라인(111)은 육상 수요처(2)와 재기화설비(110) 사이에서 적어도 일부가 해상에 부유하고, 연안에 구비되는 제티(3)를 경유하도록 마련될 수 있다.
재기화설비(110)는 도시하지 않았지만, 액화가스 저장탱크, 재기화장치, 발전장치를 포함할 수 있다.
액화가스 저장탱크는 액화가스 공급원으로부터 액화가스를 전달받아 저장하는 구성으로, 독립형, 멤브레인형 등으로 이루어질 수 있으며, 단열시스템이 적용될 수 있다.
재기화장치는 해수나 혼합냉매(MR), 스팀 등의 열매를 이용하여 액화가스를 재기화할 수 있다. 재기화장치는 재기화설비(110)의 갑판 상에 외부로 노출되도록 마련될 수 있고, 접안 시 액화가스의 전달을 용이하게 하고자 선수 등에 마련될 수 있다.
이러한 재기화장치는 매니폴드를 통해 가스 전달라인(111)에 연결되어 기화된 액화가스를 육상 수요처(2) 등에 공급할 수 있다.
발전장치는 터빈이나 발전엔진 등으로, 액화가스 또는 그 외 연료를 전달받아 구동하여 전력을 생산할 수 있다. 생산된 전력은 재기화장치에 공급되며, 발전장치의 배기는 연돌 등을 거쳐 외부로 배출될 수 있다.
상기한 재기화설비(110)는 액화가스를 재기화할 때, 이산화탄소가 배출된다. 일례로 재기화장치를 가동하기 위해서는 재기화장치를 구성하는 열교환기, 액화가스 펌프, 열매 펌프 등을 가동하게 되는데, 펌프 등의 가동 전력을 확보하기 위해 발전장치가 가동된다.
발전장치가 가동하면 배기가 발생하고, 배기에는 필연적으로 이산화탄소가 포함된다. 이러한 이산화탄소는 대기중으로 방출될 경우 환경 오염을 유발한다.
따라서 재기화설비(110)는 발전장치의 배기에 포함된 이산화탄소를 후술하는 부유식 설비(120)로 전달하여 처리하도록 한다. 이때 배기 내에서 이산화탄소만을 포집하는 이산화탄소 포집장치가 재기화설비(110)에 마련될 수 있고, 또는 배기가 직접 부유식 설비(120)에 전달되며 부유식 설비(120)에 이산화탄소 포집장치가 마련되는 것도 가능하다.
부유식 설비(120)는 재기화설비(110)에서 배출되는 이산화탄소를 이산화탄소 회수설비(1)로 전달할 수 있으며, 선체(121), 이산화탄소 처리장치(122)을 포함할 수 있다. 본 실시예의 부유식 설비(120)는 자항 기능이 없는 바지선일 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
선체(121)는 해상에 부유할 수 있다. 선체(121)는 제티(3)를 기준으로 재기화설비(110)의 반대편에 배치될 수 있다.
이산화탄소 처리장치(122)는 선체(121)에 마련될 수 있으며, 재기화설비(110)에서 배출되는 이산화탄소를 처리할 수 있다.
이산화탄소 처리장치(122)는 재기화설비(110)에 의해 액화가스가 재기화되어 육상 수요처(2)로 전달될 때, 재기화설비(110)(특히 재기화설비의 발전장치)에서 배출되는 이산화탄소(또는 배기 자체)를 이산화탄소 회수설비(1)로 전달할 수 있으며, 이산화탄소 유입라인(1221), 이산화탄소 저장탱크(1222), 이산화탄소 액화장치(1223), 이산화탄소 압축기(1224), 이산화탄소 전달라인(1225)을 포함할 수 있다.
이산화탄소 유입라인(1221)은 재기화설비(110)에서 배출되는 이산화탄소를 전달받아 이산화탄소 저장탱크(1222)에 저장할 수 있도록, 재기화설비(110)와 이산화탄소 저장탱크(1222) 사이에 마련될 수 있다.
이산화탄소 저장탱크(1222)는 이산화탄소 유입라인(1221)을 통해 공급되는 이산화탄소를 저장할 수 있으며, 저장된 이산화탄소를 이산화탄소 액화장치(1223) 또는 이산화탄소 압축기(1224)로 공급할 수 있다.
이산화탄소 저장탱크(1222)는 이산화탄소를 삼중점(5barg, -54.4℃)의 압력 이상으로 저장함으로써, 이산화탄소를 액상으로 유지할 수 있다. 이를 위해 이산화탄소 저장탱크(1222)는 압력용기로서 Type C 등의 형태를 이룰 수 있지만, 상기의 압력을 유지할 수 있는 다양한 형태/구조를 가질 수 있음은 물론이다.
이산화탄소 액화장치(1223)는 이산화탄소 유입라인(1221)에서 공급되는 이산화탄소를 액화시켜 이산화탄소 저장탱크(1222)로 전달할 수 있다. 물론 육상에 마련된 이산화탄소 회수설비(1)의 제원에 따라, 재기화설비(110)에서 전달되는 이산화탄소가 액화 없이 기상의 이산화탄소를 받고자 하는 경우, 이산화탄소 액화장치(1223)는 생략 가능하다. 이 경우 이산화탄소는 재기화설비(110)의 발전장치에서 이산화탄소 유입라인(1221), 이산화탄소 전달라인(1225)을 거쳐 이산화탄소 회수설비(1)로 바로 전달되며, 필요 시 이산화탄소 저장탱크(1222)를 경유할 수도 있다.
이산화탄소 압축기(1224)는 이산화탄소 저장탱크(1222)로부터 배출되는 기상의 이산화탄소를 압축시킬 수 있으며, 압축된 이산화탄소를 이산화탄소 전달라인(1225)을 통해 이산화탄소 회수설비(1)로 전달할 수 있다.
이산화탄소는 재기화설비(110)로부터 전달되어 액화 및 저장되었다가 액상으로 이산화탄소 전달라인(1225)을 통해 육상의 이산화탄소 회수설비(1)로 전달될 수 있다.
또는, 이산화탄소는 재기화설비(110)로부터 전달되어 액화 없이 저장되었다가 기상으로 이산화탄소 전달라인(1225)을 통해 전달될 수 있다.
또는, 이산화탄소는 재기화설비(110)로부터 전달되고 액화 및 저장되었다가, 외부 열침투에 의해 기화된 기상의 이산화탄소가 이산화탄소 압축기(1224)에 의해 압축되고 이산화탄소 전달라인(1225)을 통해 전달될 수 있다.
이외에도 이산화탄소는 제한되지 않는 상태로 재기화설비(110)와 육상의 이산화탄소 회수설비(1) 사이에서 전달될 수 있으며, 일례로 고체로 전달되는 것도 가능하다.
이산화탄소 전달라인(1225)은 액화 또는 압축된 이산화탄소를 이산화탄소 회수설비(1)로 전달할 수 있도록, 이산화탄소 액화장치(1223)와 이산화탄소 회수설비(1) 사이 또는 이산화탄소 압축기(1224)와 이산화탄소 회수설비(1) 사이에 마련될 수 있다.
상기한 이산화탄소 유입라인(1221) 또는 이산화탄소 전달라인(1225)은, 제티(3)를 경유하도록 마련될 수 있다. 따라서 이산화탄소 유입라인(1221) 또는 이산화탄소 전달라인(1225)을 지지하는 별도의 구성을 마련하지 않고 구조적으로 라인을 안정적으로 지지할 수 있다.
또한, 이산화탄소 유입라인(1221) 또는 이산화탄소 전달라인(1225)은, 재기화설비(110)가 정박한 제티(3)를 경유하도록 마련될 수 있다. 또한 재기화설비(110)와 부유식 설비(120)가 제티(3)를 기준으로 상호 반대되게 접안되어, 이산화탄소 유입라인(1221) 또는 이산화탄소 전달라인(1225)의 길이를 단축할 수 있다. 이때, 이산화탄소 유입라인(1221) 또는 이산화탄소 전달라인(1225)의 적어도 일부가 해상에 부유할 수 있다. 다만, 제티(3)를 경유하도록 할 경우 이산화탄소 유입라인(1221) 또는 이산화탄소 전달라인(1225)은 해상에 부유하지 않을 수도 있다.
도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 이산화탄소 처리를 위한 부유식 설비 및 이를 포함하는 이산화탄소 처리 시스템의 구성도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 이산화탄소 처리 시스템(200)은 이산화탄소를 회수하는 이산화탄소 회수설비(1) 및 액화가스를 필요로 하는 육상 수요처(2)가 마련되고 연안에 제티(3)가 구비되는 육상 지역에서 사용되는 시스템일 수 있다. 본 실시예의 이산화탄소 회수설비(1), 육상 수요처(2), 제티(3) 각각은 제1실시예에서 설명하였는 바, 여기서는 중복 설명을 회피하기 위해 상세한 설명을 생략하기로 한다.
본 실시예의 이산화탄소 처리 시스템(200)은 이산화탄소 처리를 위한 부유식 설비(210)를 포함하되, 부유식 설비(210)와 동일 또는 유사할 수 있다.
본 실시예의 부유식 설비(210)는, 제티(3)에 인접하여 해상에 정박한 FSRU선일 수 있으며, 이에 한정되지 않고 액화가스를 재기화하여 육상 수요처(2)로 공급하는 다른 재기화설비를 포함할 수 있다. 육상 수요처(2)는 가스 전달라인(2156)에 의해 액화가스를 전달받을 수 있다. 가스 전달라인(2156)은 육상 수요처(2)와 부유식 설비(210)의 재기화장치(213) 사이에서 연안에 구비되는 제티(3)를 경유하도록 마련될 수 있다.
이러한 부유식 설비(210)는 선체(211), 액화가스 저장탱크(212), 재기화장치(213), 구동원(214), 이산화탄소 처리장치(215)를 포함할 수 있다.
선체(211)는 해상에 정박한 FSRU선의 선체일 수 있다. 선체(211)에는 액화가스 저장탱크(212), 재기화장치(213), 구동원(214), 이산화탄소 처리장치(215)가 마련될 수 있다.
액화가스 저장탱크(212)는 선체(211)에 탑재될 수 있다. 액화가스 저장탱크(212)는 액화가스 공급원으로부터 액화가스를 전달받아 저장하는 구성으로, 독립형, 멤브레인형 등으로 이루어질 수 있으며, 단열시스템이 적용될 수 있다.
재기화장치(213)는 액화가스를 재기화하여 가스 전달라인(2156)을 통해 육상 수요처(2)로 전달할 수 있다.
재기화장치(213)는 해수나 혼합냉매(MR), 스팀 등의 열매를 이용하여 액화가스를 재기화할 수 있다. 재기화장치(213)는 부유식 설비(210)의 갑판 상에 외부로 노출되도록 마련될 수 있고, 접안 시 액화가스의 전달을 용이하게 하고자 선수 등에 마련될 수 있다. 이러한 재기화장치(213)는 매니폴드를 통해 가스 전달라인(2156)에 연결되어 기화된 액화가스를 육상 수요처(2) 등에 공급할 수 있다.
구동원(214)은 재기화장치(213)의 가동을 위해 운전하며 이산화탄소를 배출한다.
구동원(214)은 터빈이나 발전엔진 등의 발전장치일 수 있으며, 액화가스 또는 그 외 연료를 전달받아 구동하여 전력을 생산할 수 있다. 생산된 전력은 재기화장치(213)에 공급되며, 이때 구동원(214)에서 배출되는 배기에는 이산화탄소가 함유되어 있다.
이산화탄소 처리장치(215)는 선체(211)에 마련될 수 있으며, 구동원(214)에서 배출되는 이산화탄소를 처리할 수 있다.
이산화탄소 처리장치(215)는 재기화장치(213)에 의해 액화가스가 재기화되어 육상 수요처(2)로 전달될 때, 구동원(214)에서 배출되는 이산화탄소(또는 배기 자체)를 이산화탄소 회수설비(1)로 전달할 수 있으며, 이산화탄소 유입라인(2151), 이산화탄소 저장탱크(2152), 이산화탄소 액화장치(2153), 이산화탄소 압축기(2154), 이산화탄소 전달라인(2155)을 포함할 수 있다.
이산화탄소 유입라인(2151)은 구동원(214)에서 배출되는 이산화탄소를 전달받아 이산화탄소 저장탱크(2152)에 저장할 수 있도록, 구동원(214)과 이산화탄소 저장탱크(2152) 사이에 마련될 수 있다.
이산화탄소 저장탱크(2152)는 이산화탄소 유입라인(2151)을 통해 공급되는 이산화탄소를 저장할 수 있으며, 저장된 이산화탄소를 이산화탄소 액화장치(2153) 또는 이산화탄소 압축기(2154)로 공급할 수 있다.
이산화탄소 저장탱크(2152)는 이산화탄소를 삼중점(5barg, -54.4℃)의 압력 이상으로 저장함으로써, 이산화탄소를 액상으로 유지할 수 있다. 이를 위해 이산화탄소 저장탱크(2152)는 압력용기로서 Type C 등의 형태를 이룰 수 있지만, 상기의 압력을 유지할 수 있는 다양한 형태/구조를 가질 수 있음은 물론이다.
이산화탄소 액화장치(2153)는 이산화탄소 유입라인(2151)에서 공급되는 이산화탄소를 액화시켜 이산화탄소 저장탱크(2152)로 전달할 수 있다. 물론 육상에 마련된 이산화탄소 회수설비(1)의 제원에 따라, 구동원(214)에서 전달되는 이산화탄소가 액화 없이 기상의 이산화탄소를 받고자 하는 경우, 이산화탄소 액화장치(2153)는 생략 가능하다. 이 경우 이산화탄소는 구동원(214)에서 이산화탄소 유입라인(2151), 이산화탄소 전달라인(2155)을 거쳐 이산화탄소 회수설비(1)로 바로 전달되며, 필요 시 이산화탄소 저장탱크(2152)를 경유할 수도 있다.
이산화탄소 압축기(2154)는 이산화탄소 저장탱크(2152)로부터 배출되는 기상의 이산화탄소를 압축시킬 수 있으며, 압축된 이산화탄소를 이산화탄소 전달라인(2155)을 통해 이산화탄소 회수설비(1)로 전달할 수 있다.
이산화탄소는 구동원(214)으로부터 전달되어 액화 및 저장되었다가 액상으로 이산화탄소 전달라인(2155)을 통해 육상의 이산화탄소 회수설비(1)로 전달될 수 있다.
또는, 이산화탄소는 구동원(214)으로부터 전달되어 액화 없이 저장되었다가 기상으로 이산화탄소 전달라인(2155)을 통해 전달될 수 있다.
또는, 이산화탄소는 구동원(214)으로부터 전달되고 액화 및 저장되었다가, 외부 열침투에 의해 기화된 기상의 이산화탄소가 이산화탄소 압축기(2154)에 의해 압축되고 이산화탄소 전달라인(2155)을 통해 전달될 수 있다.
이외에도 이산화탄소는 제한되지 않는 상태로 구동원(214)과 육상의 이산화탄소 회수설비(1) 사이에서 전달될 수 있으며, 일례로 고체로 전달되는 것도 가능하다.
이산화탄소 전달라인(2155)은 액화 또는 압축된 이산화탄소를 이산화탄소 회수설비(1)로 전달할 수 있도록, 이산화탄소 액화장치(2153)와 이산화탄소 회수설비(1) 사이 또는 이산화탄소 압축기(2154)와 이산화탄소 회수설비(1) 사이에 마련될 수 있다.
상기한 이산화탄소 전달라인(2155)은, 제티(3)를 경유하도록 마련될 수 있다. 따라서 이산화탄소 전달라인(2155)을 지지하는 별도의 구성을 마련하지 않고 구조적으로 라인을 안정적으로 지지할 수 있다.
또한, 이산화탄소 전달라인(2155)은, 부유식 설비(210)가 정박한 제티(3)를 경유하도록 마련될 수 있다. 또한 부유식 설비(210)가 제티(3)에 인접하여 정박할 수 있어 이산화탄소 전달라인(2155)의 길이를 단축할 수 있다. 이때, 이산화탄소 전달라인(2155)의 적어도 일부가 해상에 부유할 수 있다. 다만, 제티(3)를 경유하도록 할 경우 이산화탄소 전달라인(2155)은 해상에 부유하지 않을 수도 있다.
도 3은 본 발명의 제3실시예에 따른 이산화탄소 처리를 위한 부유식 설비 및 이를 포함하는 이산화탄소 처리 시스템의 구성도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3실시예에 따른 이산화탄소 처리 시스템(300)은 이산화탄소를 회수하는 이산화탄소 회수설비(1)가 마련되고 연안에 제티(3)가 구비되는 육상 지역에서 사용되는 시스템일 수 있다. 본 실시예의 이산화탄소 회수설비(1), 제티(3) 각각은 제1실시예에서 설명하였는 바, 여기서는 중복 설명을 회피하기 위해 상세한 설명을 생략하기로 한다.
이산화탄소 처리 시스템(300)은 이산화탄소 운반선(310), 이산화탄소 처리를 위한 부유식 설비(320)를 포함할 수 있으며, 이산화탄소 운반선(310)에서 전달되는 이산화탄소를 부유식 설비(320)를 통해 처리할 수 있도록 구성될 수 있다.
이산화탄소 운반선(310)은, 해상의 터미널 등에서 발생한 이산화탄소를 운반하는 선박으로, 제티(3)에 인접하여 해상에 정박한 상태에서, 이산화탄소를 부유식 설비(320)에 전달할 수 있다.
부유식 설비(320)는 이산화탄소 운반선(310)에서 전달되는 이산화탄소를 이산화탄소 회수설비(1)로 전달할 수 있으며, 선체(321), 이산화탄소 처리장치(322)을 포함할 수 있다. 본 실시예의 부유식 설비(320)는 자항 기능이 없는 바지선일 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
부유식 설비(320)는, 제티(3)에 인접한 일면의 반대편에 이산화탄소 운반선(310)이 정박될 수 있다.
이산화탄소 처리장치(322)는 해상에 부유하는 선체(321)에 마련될 수 있으며, 이산화탄소 운반선(310)에서 전달되는 이산화탄소를 육상에 마련되는 이산화탄소 회수설비(1)로 전달하여, 이산화탄소 회수설비(1)에서 처리할 수 있도록 한다.
이산화탄소 처리장치(322)는 이산화탄소 유입라인(3221), 이산화탄소 저장탱크(3222), 이산화탄소 액화장치(3223), 이산화탄소 압축기(3224), 이산화탄소 전달라인(3225)을 포함할 수 있다.
이산화탄소 유입라인(3221)은 이산화탄소 운반선(310)에서 전달되는 이산화탄소를 전달받아 이산화탄소 저장탱크(3222)에 저장할 수 있도록, 이산화탄소 운반선(310)과 이산화탄소 저장탱크(3222) 사이에 마련될 수 있다.
이산화탄소 저장탱크(3222)는 이산화탄소 유입라인(3221)을 통해 공급되는 이산화탄소를 저장할 수 있으며, 저장된 이산화탄소를 이산화탄소 액화장치(3223) 또는 이산화탄소 압축기(3224)로 공급할 수 있다.
이산화탄소 저장탱크(3222)는 이산화탄소를 삼중점(5barg, -54.4℃)의 압력 이상으로 저장함으로써, 이산화탄소를 액상으로 유지할 수 있다. 이를 위해 이산화탄소 저장탱크(3222)는 압력용기로서 Type C 등의 형태를 이룰 수 있지만, 상기의 압력을 유지할 수 있는 다양한 형태/구조를 가질 수 있음은 물론이다.
이산화탄소 액화장치(3223)는 이산화탄소 유입라인(3221)에서 공급되는 이산화탄소를 액화시켜 이산화탄소 저장탱크(3222)로 전달할 수 있다. 물론 육상에 마련된 이산화탄소 회수설비(1)의 제원에 따라, 이산화탄소 운반선(310)에서 전달되는 이산화탄소가 액화 없이 기상의 이산화탄소를 받고자 하는 경우, 이산화탄소 액화장치(3223)는 생략 가능하다. 이 경우 이산화탄소는 이산화탄소 운반선(310)에서 이산화탄소 유입라인(3221), 이산화탄소 전달라인(3225)을 거쳐 이산화탄소 회수설비(1)로 바로 전달되며, 필요 시 이산화탄소 저장탱크(3222)를 경유할 수도 있다.
이산화탄소 압축기(3224)는 이산화탄소 저장탱크(3222)로부터 배출되는 기상의 이산화탄소를 압축시킬 수 있으며, 압축된 이산화탄소를 이산화탄소 전달라인(3225)을 통해 이산화탄소 회수설비(1)로 전달할 수 있다.
이산화탄소는 이산화탄소 운반선(310)으로부터 전달되어 액화 및 저장되었다가 액상으로 이산화탄소 전달라인(3225)을 통해 육상의 이산화탄소 회수설비(1)로 전달될 수 있다.
또는, 이산화탄소는 이산화탄소 운반선(310)으로부터 전달되어 액화 없이 저장되었다가 기상으로 이산화탄소 전달라인(3225)을 통해 전달될 수 있다.
또는, 이산화탄소는 이산화탄소 운반선(310)으로부터 전달되고 액화 및 저장되었다가, 외부 열침투에 의해 기화된 기상의 이산화탄소가 이산화탄소 압축기(3224)에 의해 압축되고 이산화탄소 전달라인(3225)을 통해 전달될 수 있다.
이외에도 이산화탄소는 제한되지 않는 상태로 이산화탄소 운반선(310)과 육상의 이산화탄소 회수설비(1) 사이에서 전달될 수 있으며, 일례로 고체로 전달되는 것도 가능하다.
이산화탄소 전달라인(3225)은 액화 또는 압축된 이산화탄소를 이산화탄소 회수설비(1)로 전달할 수 있도록, 이산화탄소 액화장치(3223)와 이산화탄소 회수설비(1) 사이 또는 이산화탄소 압축기(3224)와 이산화탄소 회수설비(1) 사이에 마련될 수 있다.
상기한 이산화탄소 전달라인(3225)은, 제티(3)를 경유하도록 마련될 수 있다. 따라서 이산화탄소 전달라인(3225)을 지지하는 별도의 구성을 마련하지 않고 구조적으로 라인을 안정적으로 지지할 수 있다.
또한, 이산화탄소 전달라인(3225)은, 부유식 설비(320)가 정박한 제티(3)를 경유하도록 마련될 수 있다. 또한 부유식 설비(320)가 제티(3)에 인접하여 정박할 수 있어 이산화탄소 전달라인(3225)의 길이를 단축할 수 있다. 이때, 이산화탄소 전달라인(3225)의 적어도 일부가 해상에 부유할 수 있다. 다만, 제티(3)를 경유하도록 할 경우 이산화탄소 전달라인(3225)은 해상에 부유하지 않을 수도 있다.
도 4는 본 발명의 제4실시예에 따른 이산화탄소 처리를 위한 부유식 설비 및 이를 포함하는 이산화탄소 처리 시스템의 구성도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제4실시예에 따른 이산화탄소 처리 시스템(400)은 해상에 부유하도록 마련되며 이산화탄소를 회수하는 이산화탄소 회수설비(410) 및 이산화탄소 처리를 위한 부유식 설비(420)를 포함할 수 있다.
본 실시예의 이산화탄소 회수설비(410)는 해상에 부유하도록 마련되어 자항 기능이 없는 바지선일 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 실시예의 부유식 설비(420)는 시추, 저장, 하역 기능을 함께 가진 FPSO선일 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기한 본 실시에의 이산화탄소 회수설비(410)는 전술한 제1 내지 제3실시예에서 설명한 육상에 마련되는 이산화탄소 회수설비(1)와 동일 또는 유사할 수 있다.
즉, 본 실시에의 이산화탄소 회수설비(410)는 이산화탄소를 해상 등에 마련되는 유정(부유식 설비 인근의 해상 유정 등)으로 주입하는 재주입장치이거나, 이산화탄소를 화학적으로 처리하여 활용 가능한 물질로 변화시키는 화학 처리장치이거나, 또는 이산화탄소를 임시 저장하는 저장장치, 또는 이산화탄소를 필요로 하는 곳으로 운반하기 위한 운반 장치 등일 수 있다.
상기한 본 실시예의 부유식 설비(420)는 선체(421), 원유 저장탱크(422), 탑사이드(423), 구동원(424), 이산화탄소 처리장치(425)를 포함할 수 있다.
선체(421)는 해상에 부유하며 FPSO선의 선체일 수 있다. 선체(421)에는 원유 저장탱크(422), 탑사이드(423), 구동원(424), 이산화탄소 처리장치(425)가 마련될 수 있다.
원유 저장탱크(422)는 선체(421)에 탑재될 수 있다. 원유 저장탱크(422)는 유정에서 채굴된 원유를 저장할 수 있다.
탑사이드(423)는 유정에서 채굴된 원유를 처리하여 원유 저장탱크(422)에 저장할 수 있도록 한다.
구동원(424)은 탑사이드(423)의 가동을 위해 운전하며 이산화탄소를 배출한다.
구동원(424)은 터빈이나 발전엔진 등의 발전장치일 수 있으며, 액화가스 또는 그 외 연료를 전달받아 구동하여 전력을 생산할 수 있다. 생산된 전력은 탑사이드(423)에 공급되며, 이때 구동원(424)에서 배출되는 배기에는 이산화탄소가 함유되어 있다.
이산화탄소 처리장치(425)는 선체(421)에 마련될 수 있으며, 구동원(424)에서 배출되는 이산화탄소를 처리할 수 있다.
이산화탄소 처리장치(425)는 탑사이드(423)에서 원유를 처리할 때, 구동원(424)에서 배출되는 이산화탄소(또는 배기 자체)를 이산화탄소 회수설비(410)로 전달할 수 있으며, 이산화탄소 유입라인(4251), 이산화탄소 저장탱크(4252), 이산화탄소 액화장치(4253), 이산화탄소 압축기(4254), 이산화탄소 전달라인(4255)을 포함할 수 있다.
이산화탄소 유입라인(4251)은 구동원(424)에서 배출되는 이산화탄소를 전달받아 이산화탄소 저장탱크(4252)에 저장할 수 있도록, 구동원(424)과 이산화탄소 저장탱크(4252) 사이에 마련될 수 있다.
이산화탄소 저장탱크(4252)는 이산화탄소 유입라인(4251)을 통해 공급되는 이산화탄소를 저장할 수 있으며, 저장된 이산화탄소를 이산화탄소 액화장치(4253) 또는 이산화탄소 압축기(4254)로 공급할 수 있다.
이산화탄소 저장탱크(4252)는 이산화탄소를 삼중점(5barg, -54.4℃)의 압력 이상으로 저장함으로써, 이산화탄소를 액상으로 유지할 수 있다. 이를 위해 이산화탄소 저장탱크(4252)는 압력용기로서 Type C 등의 형태를 이룰 수 있지만, 상기의 압력을 유지할 수 있는 다양한 형태/구조를 가질 수 있음은 물론이다.
이산화탄소 액화장치(4253)는 이산화탄소 유입라인(4251)에서 공급되는 이산화탄소를 액화시켜 이산화탄소 저장탱크(4252)로 전달할 수 있다. 물론 해상에 마련된 이산화탄소 회수설비(410)의 제원에 따라, 구동원(424)에서 전달되는 이산화탄소가 액화 없이 기상의 이산화탄소를 받고자 하는 경우, 이산화탄소 액화장치(4253)는 생략 가능하다. 이 경우 이산화탄소는 구동원(424)에서 이산화탄소 유입라인(4251), 이산화탄소 전달라인(4255)을 거쳐 이산화탄소 회수설비(410)로 바로 전달되며, 필요 시 이산화탄소 저장탱크(4252)를 경유할 수도 있다.
이산화탄소 압축기(4254)는 이산화탄소 저장탱크(4252)로부터 배출되는 기상의 이산화탄소를 압축시킬 수 있으며, 압축된 이산화탄소를 이산화탄소 전달라인(4255)을 통해 이산화탄소 회수설비(410)로 전달할 수 있다.
이산화탄소는 구동원(424)으로부터 전달되어 액화 및 저장되었다가 액상으로 이산화탄소 전달라인(4255)을 통해 육상의 이산화탄소 회수설비(410)로 전달될 수 있다.
또는, 이산화탄소는 구동원(424)으로부터 전달되어 액화 없이 저장되었다가 기상으로 이산화탄소 전달라인(4255)을 통해 전달될 수 있다.
또는, 이산화탄소는 구동원(424)으로부터 전달되고 액화 및 저장되었다가, 외부 열침투에 의해 기화된 기상의 이산화탄소가 이산화탄소 압축기(4254)에 의해 압축되고 이산화탄소 전달라인(4255)을 통해 전달될 수 있다.
이외에도 이산화탄소는 제한되지 않는 상태로 구동원(424)과 육상의 이산화탄소 회수설비(410) 사이에서 전달될 수 있으며, 일례로 고체로 전달되는 것도 가능하다.
이산화탄소 전달라인(4255)은 액화 또는 압축된 이산화탄소를 이산화탄소 회수설비(410)로 전달할 수 있도록, 이산화탄소 액화장치(4253)와 이산화탄소 회수설비(410) 사이 또는 이산화탄소 압축기(4254)와 이산화탄소 회수설비(410) 사이에 마련될 수 있으며, 이때 이산화탄소 전달라인(4255)은, 적어도 일부가 해상에 부유할 수 있다.
도 5는 본 발명의 제5실시예에 따른 이산화탄소 처리를 위한 부유식 설비 및 이를 포함하는 이산화탄소 처리 시스템의 구성도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제5실시예에 따른 이산화탄소 처리 시스템(500)은 이산화탄소를 회수하는 이산화탄소 회수설비(1), 액화가스를 필요로 하는 육상 수요처(2) 및 전력을 필요로 하는 전력 소비처(4)가 마련되고 연안에 제티(3)가 구비되는 육상 지역에서 사용되는 시스템일 수 있다. 본 실시예의 이산화탄소 회수설비(1), 육상 수요처(2), 제티(3) 각각은 제1실시예에서 설명하였는 바, 여기서는 중복 설명을 회피하기 위해 상세한 설명을 생략하기로 한다.
전력 소비처(4)는, 육상에 마련되며 생산된 전력을 전달받아 소비하는 구성으로, 산업시설, 내륙에 전기를 공급하는 전력 공급장치 등일 수 있다.
이산화탄소 처리 시스템(500)은 재기화설비(510), 이산화탄소 처리를 위한 부유식 설비(520)를 포함할 수 있으며, 재기화설비(510)에서 배출되는 이산화탄소를 부유식 설비(520)를 통해 처리할 수 있도록 구성될 수 있다.
재기화설비(510)는, 제티(3)에 인접하여 해상에 정박한 FSRU선일 수 있으며, 이에 한정되지 않고 액화가스를 재기화하여 육상 수요처(2)로 공급하는 다른 재기화설비를 포함할 수 있다. 육상 수요처(2)는 가스 전달라인(511)에 의해 액화가스를 전달받을 수 있다. 가스 전달라인(511)은 육상 수요처(2)와 재기화설비(510) 사이에서 연안에 구비되는 제티(3)를 경유하도록 마련될 수 있다.
재기화설비(510)는 도시하지 않았지만, 액화가스 저장탱크, 재기화장치, 발전장치를 포함할 수 있다.
액화가스 저장탱크는 액화가스 공급원으로부터 액화가스를 전달받아 저장하는 구성으로, 독립형, 멤브레인형 등으로 이루어질 수 있으며, 단열시스템이 적용될 수 있다.
재기화장치는 해수나 혼합냉매(MR), 스팀 등의 열매를 이용하여 액화가스를 재기화할 수 있다. 재기화장치는 재기화설비(510)의 갑판 상에 외부로 노출되도록 마련될 수 있고, 접안 시 액화가스의 전달을 용이하게 하고자 선수 등에 마련될 수 있다.
이러한 재기화장치는 매니폴드를 통해 가스 전달라인(511)에 연결되어 기화된 액화가스를 육상 수요처(2) 등에 공급할 수 있다.
발전장치는 터빈이나 발전엔진 등으로, 액화가스 또는 그 외 연료를 전달받아 구동하여 전력을 생산할 수 있다. 생산된 전력은 재기화장치에 공급되며, 발전장치의 배기는 연돌 등을 거쳐 외부로 배출될 수 있다.
상기한 재기화설비(510)는 액화가스를 재기화할 때, 이산화탄소가 배출된다. 일례로 재기화장치를 가동하기 위해서는 재기화장치를 구성하는 열교환기, 액화가스 펌프, 열매 펌프 등을 가동하게 되는데, 펌프 등의 가동 전력을 확보하기 위해 발전장치가 가동된다.
발전장치가 가동하면 배기가 발생하고, 배기에는 필연적으로 이산화탄소가 포함된다. 이러한 이산화탄소는 대기중으로 방출될 경우 환경 오염을 유발한다.
따라서 재기화설비(510)는 발전장치의 배기에 포함된 이산화탄소를 후술하는 부유식 설비(520)로 전달하여 처리하도록 한다. 이때 배기 내에서 이산화탄소만을 포집하는 이산화탄소 포집장치가 재기화설비(510)에 마련될 수 있고, 또는 배기가 직접 부유식 설비(520)에 전달되며 부유식 설비(520)에 이산화탄소 포집장치가 마련되는 것도 가능하다.
부유식 설비(520)는 재기화설비(510)에서 배출되는 이산화탄소를 이산화탄소 회수설비(1)로 전달할 수 있으며, 선체(521), 이산화탄소 처리장치(522), 발전장치(523)를 포함할 수 있다. 본 실시예의 부유식 설비(520)는 자항 기능이 없는 바지선일 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
선체(521)는 해상에 부유할 수 있다. 선체(521)는 제티(3)를 기준으로 재기화설비(510)의 반대편에 배치될 수 있다.
이산화탄소 처리장치(522)는 선체(521)에 마련될 수 있으며, 재기화설비(510)에서 배출되는 이산화탄소를 처리할 수 있다.
이산화탄소 처리장치(522)는 재기화설비(510)에 의해 액화가스가 재기화되어 육상 수요처(2)로 전달될 때, 재기화설비(510)(특히 재기화설비의 발전장치)에서 배출되는 이산화탄소(또는 배기 자체)를 이산화탄소 회수설비(1)로 전달할 수 있으며, 이산화탄소 유입라인(5221), 이산화탄소 저장탱크(5222), 이산화탄소 액화장치(5223), 이산화탄소 압축기(5224), 이산화탄소 전달라인(5225)을 포함할 수 있다.
이산화탄소 유입라인(5221)은 재기화설비(510)에서 배출되는 이산화탄소를 전달받아 이산화탄소 저장탱크(5222)에 저장할 수 있도록, 재기화설비(510)와 이산화탄소 저장탱크(5222) 사이에 마련될 수 있다.
이산화탄소 저장탱크(5222)는 이산화탄소 유입라인(5221)을 통해 공급되는 이산화탄소를 저장할 수 있으며, 저장된 이산화탄소를 이산화탄소 액화장치(5223) 또는 이산화탄소 압축기(5224)로 공급할 수 있다.
이산화탄소 저장탱크(5222)는 이산화탄소를 삼중점(5barg, -54.4℃)의 압력 이상으로 저장함으로써, 이산화탄소를 액상으로 유지할 수 있다. 이를 위해 이산화탄소 저장탱크(5222)는 압력용기로서 Type C 등의 형태를 이룰 수 있지만, 상기의 압력을 유지할 수 있는 다양한 형태/구조를 가질 수 있음은 물론이다.
이산화탄소 액화장치(5223)는 이산화탄소 유입라인(5221)에서 공급되는 이산화탄소를 액화시켜 이산화탄소 저장탱크(5222)로 전달할 수 있다. 물론 육상에 마련된 이산화탄소 회수설비(1)의 제원에 따라, 재기화설비(510)에서 전달되는 이산화탄소가 액화 없이 기상의 이산화탄소를 받고자 하는 경우, 이산화탄소 액화장치(5223)는 생략 가능하다. 이 경우 이산화탄소는 재기화설비(510)의 발전장치에서 이산화탄소 유입라인(5221), 이산화탄소 전달라인(5225)을 거쳐 이산화탄소 회수설비(1)로 바로 전달되며, 필요 시 이산화탄소 저장탱크(5222)를 경유할 수도 있다.
이산화탄소 압축기(5224)는 이산화탄소 저장탱크(5222)로부터 배출되는 기상의 이산화탄소를 압축시킬 수 있으며, 압축된 이산화탄소를 이산화탄소 전달라인(5225)을 통해 이산화탄소 회수설비(1)로 전달할 수 있다.
이산화탄소는 재기화설비(510)로부터 전달되어 액화 및 저장되었다가 액상으로 이산화탄소 전달라인(5225)을 통해 육상의 이산화탄소 회수설비(1)로 전달될 수 있다.
또는, 이산화탄소는 재기화설비(510)로부터 전달되어 액화 없이 저장되었다가 기상으로 이산화탄소 전달라인(5225)을 통해 전달될 수 있다.
또는, 이산화탄소는 재기화설비(510)로부터 전달되고 액화 및 저장되었다가, 외부 열침투에 의해 기화된 기상의 이산화탄소가 이산화탄소 압축기(5224)에 의해 압축되고 이산화탄소 전달라인(5225)을 통해 전달될 수 있다.
이외에도 이산화탄소는 제한되지 않는 상태로 재기화설비(510)와 육상의 이산화탄소 회수설비(1) 사이에서 전달될 수 있으며, 일례로 고체로 전달되는 것도 가능하다.
이산화탄소 전달라인(5225)은 액화 또는 압축된 이산화탄소를 이산화탄소 회수설비(1)로 전달할 수 있도록, 이산화탄소 액화장치(5223)와 이산화탄소 회수설비(1) 사이 또는 이산화탄소 압축기(5224)와 이산화탄소 회수설비(1) 사이에 마련될 수 있다.
발전장치(523)는 선체(521)에 마련되며, 재기화설비(510)에서 전달되는 액화가스를 이용하여 발전할 수 있다. 발전장치(523)는, 터빈이나 발전엔진 등일 수 있으며, 재기화설비에 의해 재기화된 액화가스를 전달받아 발전할 때, 생산된 전력을 육상에 마련되는 전력 소비처(4)로 전달할 수 있다.
발전장치(523)는, 재기화설비(510)에서 공급되는 액화가스를 공급받는 가스 유입라인(5231)과, 액화가스를 이용하여 발전하는 발전기(5232)와, 생산된 전력을 전력 소비처(4)로 공급하는 송전라인(5233)을 포함할 수 있다.
상기한 이산화탄소 유입라인(5221), 이산화탄소 전달라인(5225), 가스 유입라인(5231) 또는 송전라인(5233)은, 제티(3)를 경유하도록 마련될 수 있다. 따라서 이산화탄소 유입라인(5221), 이산화탄소 전달라인(5225), 가스 유입라인(5231) 또는 송전라인(5233)을 지지하는 별도의 구성을 마련하지 않고 구조적으로 라인을 안정적으로 지지할 수 있다.
또한, 이산화탄소 유입라인(5221), 이산화탄소 전달라인(5225), 가스 유입라인(5231) 또는 송전라인(5233)은, 재기화설비(510)가 정박한 제티(3)를 경유하도록 마련될 수 있다. 또한 재기화설비(510)와 부유식 설비(520)가 제티(3)를 기준으로 상호 반대되게 접안되어, 이산화탄소 유입라인(5221), 이산화탄소 전달라인(5225), 가스 유입라인(5231) 또는 송전라인(5233)의 길이를 단축할 수 있다. 이때, 이산화탄소 유입라인(5221), 이산화탄소 전달라인(5225), 가스 유입라인(5231) 또는 송전라인(5233)의 적어도 일부가 해상에 부유할 수 있다. 다만, 제티(3)를 경유하도록 할 경우 이산화탄소 유입라인(5221), 이산화탄소 전달라인(5225), 가스 유입라인(5231) 또는 송전라인(5233)은 해상에 부유하지 않을 수도 있다.
본 발명은 상기에서 설명한 실시예들로 한정되지 않으며, 상기 실시예들의 조합 또는 상기 실시예 중 적어도 어느 하나와 공지 기술의 조합을 또 다른 실시예로서 포함할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 실시예들을 중심으로 본 발명을 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 기술내용을 벗어나지 않는 범위에서 실시예에 예시되지 않은 여러 가지의 조합 또는 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 실시예들로부터 용이하게 도출 가능한 변형과 응용에 관계된 기술내용들은 본 발명에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1: 이산화탄소 회수설비 2: 육상 수요처
3: 제티 4: 전력 소비처
100: 이산화탄소 처리 시스템 110: 재기화설비(FSRU선)
111: 가스 전달라인 120: 부유식 설비(바지선)
121: 선체 122: 이산화탄소 처리장치
1221: 이산화탄소 유입라인 1222: 이산화탄소 저장탱크
1223: 이산화탄소 액화장치 1224: 이산화탄소 압축기
1225: 이산화탄소 전달라인
200: 이산화탄소 처리 시스템 210: 부유식 설비(FSRU선)
211: 선체 212: 액화가스 저장탱크
213: 재기화장치 214: 구동원
215: 이산화탄소 처리장치 2151: 이산화탄소 유입라인
2152: 이산화탄소 저장탱크 2153: 이산화탄소 액화장치
2154: 이산화탄소 압축기 2155: 이산화탄소 전달라인
2156: 가스 전달라인
300: 이산화탄소 처리 시스템 310: 이산화탄소 운반선
320: 부유식 설비(바지선) 321: 선체
322: 이산화탄소 처리장치 3221: 이산화탄소 유입라인
3222: 이산화탄소 저장탱크 3223: 이산화탄소 액화장치
3224: 이산화탄소 압축기 3225: 이산화탄소 전달라인
400: 이산화탄소 처리 시스템 410: 이산화탄소 회수설비
420: 부유식 설비(FPSO선) 421: 선체
422: 원유 저장탱크 423: 탑사이드
424: 구동원 425: 이산화탄소 처리장치
4251: 이산화탄소 유입라인 4252: 이산화탄소 저장탱크
4253: 이산화탄소 액화장치 4254: 이산화탄소 압축기
4255: 이산화탄소 전달라인
500: 이산화탄소 처리 시스템 510: 재기화설비(FSRU선)
511: 가스 전달라인 520: 부유식 설비(바지선)
521: 선체 522: 이산화탄소 처리장치
5221: 이산화탄소 유입라인 5222: 이산화탄소 저장탱크
5223: 이산화탄소 액화장치 5224: 이산화탄소 압축기
5225: 이산화탄소 전달라인 523: 발전장치
5231: 가스 유입라인 5232: 발전기
5233: 송전라인
T: 이산화탄소 처리 시스템 S: 이산화탄소 운반선
F: 구조물

Claims (5)

  1. 해상에 마련되는 이산화탄소 회수설비에 인접 배치되는 부유식 설비에 있어서,
    해상에 부유하는 선체;
    상기 선체에 탑재되는 원유 저장탱크;
    원유를 처리하는 탑사이드;
    상기 탑사이드의 가동을 위해 운전하며, 이산화탄소를 배출하는 구동원; 및
    상기 구동원에서 배출되는 이산화탄소를 처리하는 이산화탄소 처리장치를 포함하고,
    상기 이산화탄소 처리장치는,
    상기 탑사이드에 의해 원유가 생산될 때, 상기 구동원에서 배출되는 이산화탄소를 해상에 마련되는 상기 이산화탄소 회수설비로 전달하는, 부유식 설비.
  2. 제1항에 있어서, 상기 이산화탄소 처리장치는,
    상기 구동원에서 배출되는 이산화탄소를 전달받는 이산화탄소 유입라인;
    상기 이산화탄소 유입라인을 통해 공급되는 이산화탄소를 액화시키는 이산화탄소 액화장치;
    상기 이산화탄소 유입라인을 통해 공급되는 이산화탄소를 압축시키는 이산화탄소 압축기; 및
    액화 또는 압축된 이산화탄소를 상기 이산화탄소 회수설비로 전달하는 이산화탄소 전달라인을 포함하는, 부유식 설비.
  3. 제2항에 있어서, 상기 이산화탄소 처리장치는,
    상기 이산화탄소 유입라인을 통해 공급되는 이산화탄소를 저장하는 이산화탄소 저장탱크를 더 포함하는, 부유식 설비.
  4. 제2항에 있어서, 상기 이산화탄소 전달라인은,
    적어도 일부가 상기 부유식 설비와 상기 이산화탄소 회수설비 사이의 해상에 부유하도록 마련되는, 부유식 설비.
  5. 해상에 부유하는 이산화탄소 회수설비; 및
    제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 상기 부유식 설비를 포함하는, 이산화탄소 처리 시스템.
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