KR20230124937A - 이산화탄소 포집 - Google Patents

Abstract

희석 가스 공급원으로부터 CO₂를 포집하기 위한 시스템이 기액 접촉기를 포함하며, 기액 접촉기는, 복수의 구조적 부재에 결합된 하우징; 상기 하우징 내부에 위치하며 CO₂ 포집 용액을 보유하도록 구성되며 바닥 저장부를 포함하는 하나 이상의 저장부; 상기 바닥 저장부 위에 적어도 부분적으로 위치한 하나 이상의 패킹 섹션; 상기 하나 이상의 패킹 섹션을 통해 CO₂ 적재 가스를 순환시키도록 작동 가능한 팬; 및 상기 하나 이상의 패킹 섹션 상으로 상기 CO₂ 포집 용액을 유동시키도록 구성된 액체 분배 시스템을 포함한다.

Description

이산화탄소 포집

본 개시는 이산화탄소를 포집하기 위한 시스템, 장치, 및 방법을 설명한다.

대기로부터 이산화탄소(CO₂)를 포집하는 것은 온실 가스 배출을 완화하며 기후 변화를 늦추는 한 가지 접근 방식이다. 그러나, 산업 시설의 연도 가스와 같은 점원(point source)으로부터 CO₂를 포집하도록 설계된 많은 기술은 일반적으로, 상당히 낮은 CO₂ 농도 및 처리에 필요한 다량의 공기로 인해, 대기로부터 CO₂를 포집하기에 비효율적이다. 최근 몇 년 동안 대기로부터 직접 CO₂를 포집하기에 더 적합한 기술을 찾는 데 진전이 있었다. 이러한 직접 공기 포집(DAC) 시스템 중 일부는 활성제가 기질에 부착되는 고체 흡착제를 사용한다. 이러한 DAC 시스템은 전형적으로, 고체 흡착제가 CO₂로 포화된 후 습도 또는 열 스윙(thermal swing)을 사용하여 CO₂를 방출하며 재생되는 순환 흡착-탈착 공정을 채용한다.

기타 DAC 시스템은 액체 흡착제(용제라고도 함)를 사용하여 대기로부터 CO₂를 포집한다. 일 예로서, 이러한 기액 접촉 시스템은 팬을 사용하여, 액체 흡착제를 포함한 용액으로 습윤 처리되는, 표면적이 큰 패킹을 가로질러 공기를 끌어당기는 냉각탑 설계를 기반으로 한다. 공기 중의 CO₂가 액체 흡착제와 반응한다. 농도가 높은 용액(rich solution)이 하류에서 추가로 처리되어 농도가 낮은 용액(lean solution)이 재생되며 농축 탄소 스트림, 예를 들어, CO, CO₂ 또는 기타 탄소 생성물이 방출된다. 냉각탑을 기반으로 설계되는 DAC 시스템은 일부 상용 장비를 채용하며 다량의 공기를 이동시킬 수 있다는 점에서 유리하다. DAC 시스템이 간편하게 유지 관리 가능하며 작동상 유연한 것이 바람직하다.

예시적인 일 구현에서, 희석 가스 공급원으로부터 CO₂를 포집하기 위한 시스템이 기액 접촉기를 포함하며, 상기 기액 접촉기가, 복수의 구조적 부재에 결합된 하우징; 상기 하우징 내부에 위치하며 CO₂ 포집 용액을 보유하도록 구성되며 바닥 저장부를 포함하는 하나 이상의 저장부; 상기 바닥 저장부 위에 적어도 부분적으로 위치한 하나 이상의 패킹 섹션; 상기 하나 이상의 패킹 섹션을 통해 CO₂ 적재 가스를 순환시키도록 작동 가능한 팬; 및 상기 하나 이상의 패킹 섹션 상으로 CO₂ 포집 용액을 유동시키도록 구성된 액체 분배 시스템을 포함한다.

예시적인 구현과 조합 가능한 일 양태에 있어서, 상기 기액 접촉기가 CO₂ 포집 용액과 호환 가능한 하나 이상의 구성 재료(MOC)를 포함한다.

이전의 양태 중 어느 하나와 조합 가능한 다른 양태에 있어서, 상기 하나 이상의 MOC가 섬유 강화 플라스틱(FRP) 또는 스테인리스강 중 적어도 하나를 포함한다.

이전의 양태 중 어느 하나와 조합 가능한 또 다른 양태에 있어서, 상기 FRP가 비닐 에스테르 및 유리 섬유를 포함한다.

이전의 양태 중 어느 하나와 조합 가능한 또 다른 양태에 있어서, 상기 하우징이 하나 이상의 개구 및 하나 이상의 절단 단부를 포함한다.

이전의 양태 중 어느 하나와 조합 가능한 또 다른 양태에 있어서, 상기 하나 이상의 개구 및 하나 이상의 절단 단부가 밀폐제 층으로 라이닝 처리된다.

이전의 양태 중 어느 하나와 조합 가능한 또 다른 양태에 있어서, 상기 밀폐제 층이 비닐 에스테르 수지를 포함한다.

이전의 양태 중 어느 하나와 조합 가능한 또 다른 양태에 있어서, 상기 하나 이상의 개구가 보호 슬리브로 라이닝 처리된다.

이전의 양태 중 어느 하나와 조합 가능한 또 다른 양태에 있어서, 상기 보호 슬리브가 PVC를 포함한다.

이전의 양태 중 어느 하나와 조합 가능한 또 다른 양태에 있어서, 보호 코팅이 상기 복수의 구조적 부재, 상기 하우징, 또는 상기 하나 이상의 저장부 중 적어도 하나에 적용된다.

이전의 양태 중 어느 하나와 조합 가능한 또 다른 양태에 있어서, 상기 보호 코팅이 비닐 에스테르, 폴리우레탄, 스테인리스강, 또는 에폭시 중 적어도 하나를 포함한다.

이전의 양태 중 어느 하나와 조합 가능한 또 다른 양태에 있어서, 상기 보호 코팅이 첨가제를 포함한다.

이전의 양태 중 어느 하나와 조합 가능한 또 다른 양태에 있어서, 상기 바닥 저장부가 HDPE 저장부 섹션 또는 콘크리트 저장부 섹션 중 적어도 하나를 포함한다.

이전의 양태 중 어느 하나와 조합 가능한 또 다른 양태에 있어서, 상기 HDPE 저장부 섹션이 저장부 지지 구조에 결합된다.

이전의 양태 중 어느 하나와 조합 가능한 또 다른 양태에 있어서, 상기 콘크리트 저장부 섹션에 열가소성 가황물(TPV), PVC, 친수성 클로로프렌 고무, 또는 스테인리스강 중 적어도 하나를 포함하는 차수판(waterstop)이 매립된다.

이전의 양태 중 어느 하나와 조합 가능한 또 다른 양태에 있어서, 지질막 라이너가 상기 바닥 저장부의 적어도 일부를 둘러싸며, 상기 지질막 라이너가 HDPE 또는 에틸렌 프로필렌 디엔 모노머(EPDM) 중 적어도 하나를 포함한다.

이전의 양태 중 어느 하나와 조합 가능한 또 다른 양태에 있어서, 누출 검출 시스템이 상기 바닥 저장부와 상기 지질막 라이너에 개재(intervene)한다.

이전의 양태 중 어느 하나와 조합 가능한 또 다른 양태에 있어서, 상기 지질막 라이너가 핀치 바(pinch bar)에 의해 콘크리트 저장부 섹션에 맞대어 유지된다.

이전의 양태 중 어느 하나와 조합 가능한 또 다른 양태에 있어서, 상기 복수의 구조적 부재가 격실을 포함하는 플레넘(plenum)을 획정한다.

이전의 양태 중 어느 하나와 조합 가능한 또 다른 양태에 있어서, 상기 격실이 상기 바닥 저장부로부터 적어도 부분적으로 분리된다.

이전의 양태 중 어느 하나와 조합 가능한 또 다른 양태에 있어서, 상기 격실이 하나 이상의 벽에 의해 상기 바닥 저장부로부터 적어도 부분적으로 분리되며, 상기 바닥 저장부가 적어도 부분적으로 상기 패킹 아래에 위치한다.

이전의 양태 중 어느 하나와 조합 가능한 또 다른 양태에 있어서, 상기 하나 이상의 벽이 콘크리트 또는 스테인레스강 중 적어도 하나를 포함한다.

이전의 양태 중 어느 하나와 조합 가능한 또 다른 양태에 있어서, 상기 격실이 격실 외부로 다량의 액체를 유동시키도록 작동 가능한 배출관에 유체 유동적으로 결합된 섬프(sump)를 포함한다.

이전의 양태 중 어느 하나와 조합 가능한 또 다른 양태에 있어서, 상기 격실이 섬프 내부에 위치한 섬프 펌프를 포함하며, 상기 섬프 펌프가 상기 바닥 저장부로 다량의 액체를 유동시키도록 작동 가능하다.

이전의 양태 중 어느 하나와 조합 가능한 또 다른 양태에 있어서, 상기 다량의 액체가 다량의 물 및 상기 CO₂ 포집 용액 중 일부를 포함한다.

이전의 양태 중 어느 하나와 조합 가능한 또 다른 양태에 있어서, 상기 플레넘이 적어도 2%의 배출 경사로 맞춰진 플레넘 격실 바닥을 포함한다.

이전의 양태 중 어느 하나와 조합 가능한 또 다른 양태에 있어서, 상기 복수의 구조적 부재가 상기 바닥 저장부의 액체 레벨 위에 장착된다.

이전의 양태 중 어느 하나와 조합 가능한 또 다른 양태에 있어서, 상기 복수의 구조적 부재가 상기 바닥 저장부의 경계를 이루는 하나 이상의 벽 상에 장착된다.

이전의 양태 중 어느 하나와 조합 가능한 또 다른 양태에 있어서, 상기 하나 이상의 벽이 상기 바닥 저장부의 액체 레벨 위로 연장되는 하나 이상의 융기 벽을 포함한다.

이전의 양태 중 어느 하나와 조합 가능한 또 다른 양태에 있어서, 상기 하나 이상의 벽 또는 상기 하나 이상의 융기 벽 중 적어도 하나에 적용된 보호 코팅.

이전의 양태 중 어느 하나와 조합 가능한 또 다른 양태에 있어서, 상기 액체 분배 시스템이 살포기 홀(sparger hole) 세트를 각각 구비하는 하나 이상의 액체 분배관; 및 상기 하나 이상의 액체 분배관 아래에 위치한 노즐 세트를 포함한다.

이전의 양태 중 어느 하나와 조합 가능한 또 다른 양태에 있어서, 상기 하나 이상의 저장부가 상부 저장부를 포함하며; 상기 살포기 홀 세트가 적어도 부분적으로 상기 상부 저장부의 바닥면을 향하여 배향된다.

이전의 양태 중 어느 하나와 조합 가능한 또 다른 양태에 있어서, 상기 상부 저장부의 바닥면에 결합되며, 상기 상부 저장부의 CO₂ 포집 용액의 제 1 저장소 및 제 2 저장소를 형성하도록 구성된 위어(weir), 상기 CO₂ 포집 용액이 상기 제 1 저장소로부터 상기 제 2 저장소로 유동한다.

이전의 양태 중 어느 하나와 조합 가능한 또 다른 양태에 있어서, 상기 살포기 홀 세트가 상기 상부 저장부의 상기 제 1 저장소에 적어도 부분적으로 잠겨 있다.

이전의 양태 중 어느 하나와 조합 가능한 또 다른 양태에 있어서, 상기 노즐 세트가 상기 상부 저장부 내의 상기 제 2 저장소와 유체 유동적으로 결합된다.

이전의 양태 중 어느 하나와 조합 가능한 또 다른 양태에 있어서, 상기 하나 이상의 패킹 섹션이 제 2 패킹 섹션 위에 적어도 부분적으로 위치한 제 1 패킹 섹션을 포함한다.

이전의 양태 중 어느 하나와 조합 가능한 또 다른 양태에 있어서, 상기 적어도 하나의 패킹 지지부가 상기 하나 이상의 패킹 섹션 중 상기 제 1 패킹 섹션 및 상기 제 2 패킹 섹션에 개재한다.

이전의 양태 중 어느 하나와 조합 가능한 또 다른 양태에 있어서, 상기 제1 패킹 섹션이 제 1 홈 각도를 포함하며, 상기 제 2 패킹 섹션이 상기 제 1 홈 각도와는 상이한 제 2 홈 각도를 포함한다.

이전의 양태 중 어느 하나와 조합 가능한 또 다른 양태에 있어서, 상기 하나 이상의 패킹 섹션이 교차 주름형 패킹 시트(sheet) 세트를 포함한다.

이전의 양태 중 어느 하나와 조합 가능한 또 다른 양태에 있어서, 상기 하나 이상의 패킹 섹션이 실질적으로 간극을 포함하지 않는다.

이전의 양태 중 어느 하나와 조합 가능한 또 다른 양태에 있어서, 상기 하나 이상의 패킹 섹션이 모놀리식 패킹 블록이다.

이전의 양태 중 어느 하나와 조합 가능한 또 다른 양태에 있어서, 상기 모놀리식 패킹 블록이 적어도 하나의 패킹 지지부에 의해 지지된다.

이전의 양태 중 어느 하나와 조합 가능한 또 다른 양태에 있어서, 패킹의 하나 이상의 섹션 사이에 위치한 액체 재분배기.

이전의 양태 중 어느 하나와 조합 가능한 또 다른 양태에 있어서, 액체 재분배기가 상기 하나 이상의 패킹 섹션 중 상기 제 2 패킹 섹션을 포함한다.

이전의 양태 중 어느 하나와 조합 가능한 또 다른 양태에 있어서, 상기 액체 재분배기가 CO₂ 포집 용액을 상기 제 2 패킹 섹션으로 유동시키도록 구성된 하나 이상의 재분배 노즐을 포함한다.

이전의 양태 중 어느 하나와 조합 가능한 또 다른 양태에 있어서, 팬을 부분적으로 에워싸는 팬 스택(fan stack).

이전의 양태 중 어느 하나와 조합 가능한 또 다른 양태에 있어서, 상기 팬 스택이 10 ft 내지 30 ft, 10 ft 내지 20 ft, 또는 20 ft 내지 30 ft인 팬 스택 높이를 포함한다.

이전의 양태 중 어느 하나와 조합 가능한 또 다른 양태에 있어서, 상기 팬이 9 m/s 내지 15 m/s의 범위의 배기 속도로 CO₂ 저감 가스를 배출하도록 구성된다.

이전의 양태 중 어느 하나와 조합 가능한 또 다른 양태에 있어서, 상기 팬이 10 ft 내지 30 ft, 10 ft 내지 15 ft, 또는 15 ft 내지 30 ft인 팬 직경을 포함한다.

이전의 양태 중 어느 하나와 조합 가능한 또 다른 양태에 있어서, 상기 하나 이상의 패킹 섹션의 상류에 위치하며 상기 CO₂ 포집 용액의 적어도 일부를 차단하도록 배향된 슬래티드 루버 세트(set of slatted louvers).

이전의 양태 중 어느 하나와 조합 가능한 또 다른 양태에 있어서, 상기 슬래티드 루버 세트가 구조화 루버 세트(set of structured louver)의 상류에 위치한다.

다른 예시적인 구현에 있어서, 희석 가스 혼합물로부터 이산화탄소를 제거하기 위한 방법은 팬을 작동시켜, 복수의 구조적 부재를 포함하는 하우징, 하나 이상의 패킹 섹션, 하나 이상의 저장부, 및 상기 팬을 부분적으로 둘러싸는 팬 스택을 포함하는 기액 접촉기 내로 CO₂ 적재 가스를 유동시키는 단계; 상기 하나 이상의 패킹 섹션 상에서 CO₂ 포집 용액을 유동시키는 단계; 및 CO₂ 저감 가스를 생산하도록 CO₂ 포집 용액으로 CO₂ 적재 가스로부터의 CO₂ 중 적어도 일부를 흡착하는 단계를 포함한다.

이전의 양태 중 어느 하나와 조합 가능한 또 다른 양태에 있어서, 상기 CO₂적재 가스가 대기를 포함한다.

이전의 양태 중 어느 하나와 조합 가능한 또 다른 양태에 있어서, 격실 내에 다량의 액체를 수용하는 단계, 여기서 상기 격실이 상기 복수의 구조적 부재에 의해 획정된 플레넘 내부에 위치하며 상기 격실의 적어도 일부가 상기 하나 이상의 저장부로부터 분리된다.

이전의 양태 중 어느 하나와 조합 가능한 또 다른 양태에 있어서, 상기 격실 내에 다량의 액체를 수용하는 단계가 상기 기액 접촉기의 팬 스택을 통해 빗물을 수용하는 단계를 포함한다.

이전의 양태 중 어느 하나와 조합 가능한 또 다른 양태에 있어서, 상기 격실 내에 다량의 액체를 수용하는 단계가 상기 기액 접촉기의 상기 하나 이상의 패킹 섹션으로부터 CO₂ 포집 용액 중 일부를 수용하는 단계를 포함한다.

이전의 양태 중 어느 하나와 조합 가능한 또 다른 양태에 있어서, 상기 하나 이상의 저장부로부터 상기 격실의 적어도 일부를 분리하는 단계.

이전 이전의 양태 중 어느 하나와 조합 가능한 또 다른 양태에 있어서, 상기 하나 이상의 저장부로부터 상기 격실의 적어도 일부를 분리하는 단계가 하나 이상의 융기 벽에 의해 상기 하나 이상의 저장부로부터 상기 격실의 적어도 일부를 분리하는 단계를 포함한다.

이전의 양태 중 어느 하나와 조합 가능한 또 다른 양태에 있어서, 상기 하나 이상의 융기 벽이 스테인리스강 또는 콘크리트 중 적어도 하나를 포함한다.

이전의 양태 중 어느 하나와 조합 가능한 또 다른 양태에 있어서, 상기 하나 이상의 융기 벽 상에 상기 복수의 구조적 부재를 지지함으로써 상기 하나 이상의 저장부 내의 액체 레벨 위로 상기 복수의 구조적 부재 중 적어도 일부를 상승시키는 단계.

이전의 양태 중 어느 하나와 조합 가능한 또 다른 양태에 있어서, 상기 격실로부터 다량의 액체를 배출하는 단계.

이전의 양태 중 어느 하나와 조합 가능한 또 다른 양태에 있어서, 상기 격실로부터 다량의 액체를 배출하는 단계가 섬프 및 배출관으로 다량의 액체를 유동시키는 단계; 및 상기 격실 외부로 다량의 액체를 유동시키는 단계를 포함한다.

이전의 양태 중 어느 하나와 조합 가능한 또 다른 양태에 있어서, 상기 격실로부터 다량의 액체를 배출하는 단계가 섬프 펌프를 포함하는 섬프로 다량의 액체를 유동시키는 단계; 및 다량의 액체를 상기 바닥 저장부로 유동시키도록 상기 섬프 펌프를 작동시키는 단계를 포함한다.

이전의 양태 중 어느 하나와 조합 가능한 또 다른 양태에 있어서, 상기 격실로부터 다량의 액체를 배출하는 단계가 적어도 2%의 배출 경사로 맞춰진 플레넘 바닥 상에서 다량의 액체를 유동시키는 단계를 포함한다.

이전의 양태 중 어느 하나와 조합 가능한 또 다른 양태에 있어서, 상기 다량의 액체가 다량의 물 및 상기 CO₂ 포집 용액 중 일부를 포함한다.

이전의 양태 중 어느 하나와 조합 가능한 또 다른 양태에 있어서, 슬래티드 루버 세트를 통해 상기 CO₂ 적재 가스를 유동시키는 단계.

이전의 양태 중 어느 하나와 조합 가능한 또 다른 양태에 있어서, 상기 슬래티드 루버 세트 하류의 구조화 루버 세트를 통해 CO₂ 적재 가스를 유동시키는 단계.

이전의 양태 중 어느 하나와 조합 가능한 또 다른 양태에 있어서, CO₂ 포집 용액을 분배관으로 유동시키는 단계; 상기 CO₂ 포집 용액을 상기 분배관의 살포기 홀 세트를 통해 상기 하나 이상의 저장부 중 상부 저장부 내로 유동시키는 단계; 및 상기 CO₂ 포집 용액을 상기 상부 저장부의 노즐 세트를 통해 상기 하나 이상의 패킹 섹션 중 적어도 일부로 유동시키는 단계를 포함한다.

이전의 양태 중 어느 하나와 조합 가능한 또 다른 양태에 있어서, 상기 살포기 홀 세트가 적어도 부분적으로 상기 상부 저장조의 바닥면을 향하여 배향된다.

이전의 양태 중 어느 하나와 조합 가능한 또 다른 양태에 있어서, 상기 상부 저장부의 바닥면에 결합되며 상기 상부 저장부의 제 1 저장소 및 제 2 저장소를 형성하는 위어 위에서 액체를 유동시키는 단계, 여기서 상기 CO₂ 포집 용액이 상기 제 1 저장소로부터 상기 제 2 저장소로 유동한다.

이전의 양태 중 어느 하나와 조합 가능한 또 다른 양태에 있어서, 상기 CO₂ 포집 용액을 상기 살포기 홀 세트를 통해 유동시키는 단계가 상기 제 1 저장소에 잠긴 상기 살포기 홀 세트를 통해 상기 CO₂ 포집 용액을 유동시키는 단계를 포함한다.

이전의 양태 중 어느 하나와 조합 가능한 또 다른 양태에 있어서, 상기 CO₂ 포집 용액을 상기 노즐 세트를 통해 유동시키는 단계가 상기 상부 저장부의 상기 제 2 저장소로부터 상기 CO₂ 포집 용액을 유동시키는 단계를 포함한다.

이전의 양태 중 어느 하나와 조합 가능한 또 다른 양태에 있어서, 상기 CO₂ 적재 가스가 대기를 포함한다.

이전의 양태 중 어느 하나와 조합 가능한 또 다른 양태에 있어서, 상기 CO₂ 포집 용액을 상부 저장부의 노즐 세트를 통해 유동시키는 단계가 CO₂ 포집 용액을 14 gpm/ft² 미만의 유속으로 노즐 세트를 통해 유동시키는 단계를 포함한다.

이전의 양태 중 어느 하나와 조합 가능한 또 다른 양태에 있어서, 상기 하나 이상의 패킹 섹션이 교차 주름형 패킹 시트 세트를 포함한다.

이전의 양태 중 어느 하나와 조합 가능한 또 다른 양태에 있어서, 상기 하나 이상의 패킹 섹션이 모놀리식 패킹 블록이다.

이전의 양태 중 어느 하나와 조합 가능한 또 다른 양태에 있어서, 상기 하나 이상의 패킹 섹션 중 제 1 패킹 섹션 아래에 적어도 부분적으로 위치한 액체 재분배기를 통해 상기 CO₂ 포집 용액을 유동시키는 단계.

이전의 양태 중 어느 하나와 조합 가능한 또 다른 양태에 있어서, 상기 액체 재분배기를 통해 상기 CO₂ 포집 용액을 유동시키는 단계가 수집 홈통 세트와 재분배 노즐 세트를 통해 CO₂ 포집 용액을 유동시키는 단계를 포함한다.

이전의 양태 중 어느 하나와 조합 가능한 또 다른 양태에 있어서, 상기 재분배 노즐 세트로부터 재분배 노즐 아래에 위치한 역류 막 패킹으로 CO₂ 포집 용액을 유동시키는 단계.

이전의 양태 중 어느 하나와 조합 가능한 또 다른 양태에 있어서, 제 1 홈 각도를 갖는 제 1 패킹 섹션을 통해 CO₂ 포집 용액을 유동시키는 단계 및 상기 제 1 홈 각도와는 상이한 제 2 홈 각도를 갖는 제 2 패킹 섹션을 포함하는 액체 재분배기를 통해 CO₂ 포집 용액을 유동시키는 단계.

이전의 양태 중 어느 하나와 조합 가능한 또 다른 양태에 있어서, 상기 CO₂ 포집 용액을 액체 재분배기를 통해 유동시키는 단계가 CO₂ 포집 용액을 역류 막 패킹을 통해 유동시키는 단계를 포함한다.

이전의 양태 중 어느 하나와 조합 가능한 또 다른 양태에 있어서, 상기 액체 재분배기를 통해 상기 CO₂ 포집 용액을 유동시키는 단계가 가압 분배관과 재분배 노즐 세트를 통해 CO₂ 포집 용액을 유동시키는 단계를 포함한다.

이전의 양태 중 어느 하나와 조합 가능한 또 다른 양태에 있어서, 상기 팬을 작동시키는 단계가 팬을 작동시켜 적어도 9 m/s 내지 15 m/s의 배기 속도로 상기 팬 스택으로부터 CO₂ 저감 가스를 배출하는 단계를 포함한다.

이전의 양태 중 어느 하나와 조합 가능한 또 다른 양태에 있어서, 상기 팬이 10 ft 내지 30 ft, 10 ft 내지 15 ft, 또는 15 ft 내지 30 ft인 팬 직경을 포함한다.

이전의 양태 중 어느 하나와 조합 가능한 또 다른 양태에 있어서, 상기 팬 스택이 10 ft 내지 30 ft, 10 ft 내지 20 ft, 또는 20 ft 내지 30 ft인 팬 스택 높이를 포함한다.

또 다른 예시적인 구현에 있어서, 가스와 액체를 접촉시키기 위한 시스템은 복수의 구조적 부재에 결합된 하우징; 상기 하우징 내부에 위치하며, 액체를 보유하도록 구성되며, 바닥 저장부 및 상부 저장부를 포함하는 하나 이상의 저장부; 상기 바닥 저장부 위에 적어도 부분적으로 위치하며 실질적으로 간극을 포함하지 않는 하나 이상의 패킹 섹션; 상기 하나 이상의 패킹 섹션을 통해 가스를 순환시키도록 작동 가능한 팬; 및 상기 하나 이상의 패킹 섹션 상으로 액체를 유동시키도록 구성되며, 노즐 세트 및 살포기 홀 세트를 각각 구비한 하나 이상의 액체 분배관을 포함하는 액체 분배 시스템을 포함하며, 상기 노즐 세트가 상기 하나 이상의 액체 분배관 아래에 위치한다.

이전의 양태 중 어느 하나와 조합 가능한 또 다른 양태에 있어서, 상기 상부 저장부의 바닥면에 결합되며, 상기 상부 저장부의 액체의 제 1 저장소 및 제 2 저장소를 형성하도록 구성된 위어, 여기서 액체가 상기 제 1 저장소로부터 상기 제 2 저장소로 유동하며; 상기 살포기 홀 세트가 상기 제 1 저장소에 적어도 부분적으로 잠기며; 및 상기 노즐 세트가 상기 제 2 저장소에 유체 유동적으로 결합된다.

이전의 양태 중 어느 하나와 조합 가능한 또 다른 양태에 있어서, 상기 하나 이상의 패킹 섹션 사이에 위치한 액체 재분배기, 여기서 상기 하나 이상의 패킹 섹션이 제 1 패킹 섹션 및 제 2 패킹 섹션을 포함하며, 상기 액체 재분배기가 상기 제 2 패킹 섹션 중 적어도 하나 또는 상기 제 2 패킹 섹션으로 액체를 유동시키도록 구성된 복수의 재분배 노즐을 포함한다.

이전의 양태 중 어느 하나와 조합 가능한 또 다른 양태에 있어서, 상기 하나 이상의 패킹 섹션 또는 액체 재분배기 중 적어도 하나에 인접하게 위치한 배플 세트.

본 개시에 따른 이산화탄소를 포집하기 위한 시스템 및 방법의 구현이 이하의 특징 중 하나, 일부, 또는 전부를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 본 발명에 설명된 특징부를 갖는 기액 접촉기가 상업용 DAC 용례용으로 특별히 설계되며, 따라서 DAC 공정의 전체 CO₂ 포집 효율을 개선할 수 있다. 우수한 성능을 반영하는 기액 접촉기의 설계 기준에는 공기 바이패스 감소, 패킹을 가로지르는 압력 강하 감소, 연기 재흡입 방지, 패킹 전체에 걸쳐 CO₂ 포집 용액을 균일하게 분배하는 능력, 및 포집 용액의 오염 최소화가 포함된다. 본 출원에 설명된 구성 재료(MOC)를 적용하여 접촉기의 신뢰성을 향상시키면 기액 접촉기의 수명을 연장할 수 있으며 유지 보수 비용을 절감할 수 있다.

본 개시에 설명된 주제의 하나 이상의 구현의 세부 사항이 첨부 도면 및 아래의 설명에 기재된다. 주제의 다른 특징, 양태 및 장점이 설명, 도면 및 청구 범위로부터 명백해질 것이다.

도 1a 및 도 1b는 본 개시에 따른 예시적인 기액 접촉기를 보여준다.
도 2a 내지 도 2c는 본 개시에 따른 예시적인 이중-셀 교차 흐름 기액 접촉기를 보여준다.
도 3a는 본 개시에 따른 기액 접촉기 시스템용의 예시적인 I-빔 FRP 구조의 단면도를 보여준다.
도 3b는 본 개시에 따른 기액 접촉기 시스템용의 예시적인 U-빔 FRP 구조의 단면도를 보여준다.
도 3c는 본 개시에 따른 기액 접촉기 시스템용의 예시적인 빔 커넥터 FRP 구조의 사시도를 보여준다.
도 4a는 본 개시에 따른 융기 벽에 의해 경계를 이루는 바닥 저장부를 포함하는 예시적인 기액 접촉기 시스템 일부의 사시도를 보여준다.
도 4b는 본 개시에 따른 융기 벽에 의해 경계를 이루는 바닥 저장부를 포함하는 예시적인 기액 접촉기 시스템 일부의 평면도를 보여준다.
도 5a는 본 개시에 따른 기액 접촉기 시스템용의 예시적인 바닥 저장부 격실 시스템의 단면도를 보여준다.
도 5b는 본 개시에 따른 기액 접촉기 시스템용의 예시적인 바닥 저장부 격실 시스템의 사시도를 보여준다.
도 6a는 본 개시에 따른 기액 접촉기 시스템용의 살포기 및 노즐을 포함하는 예시적인 분배 시스템의 단면도를 보여준다.
도 6b는 본 개시에 따른 기액 접촉기 시스템용의 살포기 및 노즐을 포함하는 예시적인 분배 시스템의 평면도를 보여준다.
도 6c는 본 개시에 따른 위어를 포함하는 예시적인 액체 분배 시스템의 측단면도를 보여준다.
도 7은 본 개시에 따른 기액 접촉기 시스템용의 예시적인 패킹 지지부 및 배플의 단면도를 보여준다.
도 8은 본 개시에 따른 기액 접촉기의 구조적 부재 및 하우징을 지지하는 예시적인 구조의 단면도를 보여준다.
도 9는 본 개시에 따른 상이한 팬 및 팬 스택 설계로부터 배출되는 CO₂ 저감 가스에 대한 예시적인 연기 분포 이미지를 보여준다.
도 10은 본 개시에 따른 기액 접촉기 시스템용의 예시적인 제어 시스템의 개략도이다.

본 개시는 CO₂(본원에서 "CO₂ 적재 가스"로 지칭됨)를 포함하는 대기, 주변 공기, 또는 기타 유체 공급원과 같은 희석 공급원으로부터 CO₂를 포집하기 위한 시스템 및 방법을 설명한다. 일부 양태에 있어서, 기액 접촉기가 흡입에 의해 CO₂ 적재 가스로부터 CO₂를 수확하기 위한 CO₂ 포집 용액을 채용하여, CO₂ 저감 가스를 생산한다. 일부 양태에 있어서, CO₂ 포집 용액이 종래의 냉각탑에서 사용되는 일부 재료를 분해할 수 있는 높은 pH(pH>10) 용액 또는 부식성 성분(예를 들어, 수산화칼륨 KOH 또는 수산화나트륨 NaOH)을 포함할 수 있다. 일부 양태에 있어서, 상기 기액 접촉기가 부식성 CO₂ 포집 용액과 호환 가능한 하나 이상의 구성 재료(MOC)를 포함한다. 부식성의 호환 가능한 MOC는 부식성 재료로 인한 열화에 저항성을 가질 것이다. 일부 양태에 있어서, 기액 접촉기가 기액 접촉기로부터 배출되는 CO₂ 저감 가스의 재흡입을 방지하는 데 도움이 되는 특징부를 포함할 수 있다. 일부 양태에 있어서, 기액 접촉기가 빗물로 인한 CO₂ 포집 용액의 오염을 방지하는 데 도움이 되는 특징부를 포함한다. 일부 양태에 있어서, 기액 접촉기가 더 높은 습윤성 표면적을 달성하기 위해 패킹 위에 CO₂ 포집 용액을 분배하거나 패킹 내부의 하나 이상의 섹션에 재분배하는 특징부를 포함한다.

본 시스템 및 방법은 점원(point source)(예를 들어, 연도 가스)으로부터 CO₂를 포집하는 것이 아니라 희석 가스 공급원(예를 들어, 대기 또는 주변 공기)으로부터 CO₂를 포집하도록 설계된다. 이러한 설계를 위해서는 다양한 사항을 고려하여야 한다. 화학 처리 공장의 패킹형 탑은 대략 10-15% v/v의 CO₂ 농도용으로 설계된 패킹을 채용한다. 따라서, DAC를 사용하여 공기로부터 동일한 양의 CO₂를 포집하기 위한 패킹형 탑에서의 처리에 필요한 가스의 양이 훨씬 적어진다. 종래의 화학 처리 패킹형 탑에서는 농도가 높아질수록, 희석 농도와 비교하여, 질량 전달 및 반응 동역학에 대한 훨씬 더 큰 구동력이 촉진된다. 패킹형 탑은 전형적으로 역류 구성에 사용된다. 화학 처리용의 역류 패킹형 칼럼은, 예를 들어, 플로딩(flooding)과 같은 특정 문제에 직면하게 된다. 플로딩은 패킹형 칼럼 내에서 일 방향으로 이동하는 가스가 패킹형 칼럼 내에서 반대 방향으로 이동하는 액체를 동반하는 현상이다. 플로딩은, 패킹형 칼럼을 가로질러 큰 압력 강하뿐만 아니라 흡입 공정의 성능과 안정성에 유해한 기타 영향을 유발할 수 있기 때문에, 바람직하지 않다. 화학 공정의 역류 흐름 흡입기 칼럼의 직경 대 L/G 속도 비율이 역류 흐름 공기 접촉기에서와 동일하지 않기 때문에, 공기 접촉기의 역류 흐름 구성은 화학 스크러빙 탑에서와 동일한 문제에 직면하지 않는다. 따라서, DAC용 기액 접촉기 시스템이 압력 강하 감소 및 가스 흐름 제한 완화로 인해 교차 흐름 구성으로 특히 잘 작동하긴 하지만, DAC의 기액 접촉기에 대한 역류 설계도 가능하다. 화학 처리 설비의 포집 동역학이 일반적으로, DAC용으로 설계된 기액 접촉기에 비해 더 유리하다. 일부 DAC 기액 접촉기의 경우, 교차 흐름 구성의 압력 강하가 역류 구성의 압력 강하보다 낮아, 팬의 작동 비용을 줄일 수 있다. 따라서, 점원 포집 기술과 DAC 기술 모두 가스 스트림으로부터 CO₂를 포집하긴 하지만, 서로 다른 공급 원료, 화학 반응, 및 작동 조건으로 인해 각각의 기술에 대한 공정 설계는 상이하다.

DAC용 기액 접촉기의 설계 시에는 또한 종래의 냉각탑과 상이한 수많은 사항을 고려하여야 한다. 예를 들어, 냉각탑 산업의 상업용 패킹은 물과 함께 사용하도록 설계되며, 또한 DAC 시스템에 중요한 질량 전달을 덜 고려하면서 열 전달을 최대화하도록 설계된다. 냉각탑에서는, 구조 뼈대가 냉각탑 셀(cell)의 충전 공간 내부에 적층되거나 매달린 상태의 패킹을 지지한다.

두 가지 유형의 구조화된 패킹에는 스플래쉬 유형 충전물 및 막 유형 충전물이 포함된다. 스플래쉬 유형 충전물은 전형적으로 균일한 간격으로 수평으로 위치한 스플래쉬 바(splash bar)로 구성된다. 스플래쉬 바는 액체 흐름을 차단하여, 액체가 스플래쉬 바 사이의 공간을 통해 다른 스플래쉬 바 상으로 계단식으로 흐르게 하여, 이에 의해 가스와 접촉하는 방울과 습윤성 표면을 생성한다.

막 유형 충전물은 충전물 표면 상에서 액체가 얇은 막 형태로 퍼지는 것을 촉진하도록 설계된다. 이에 의해 액체가 가스에 최대로 노출되는 것이 가능하다. 스플래쉬 유형 충전물과 막 유형 충전물을 비교하면, 막 유형 충전물이 충전 공간의 단위 체적당 더 효과적인 질량 전달 능력을 갖추기 때문에 일반적으로 DAC와 더 호환성이 있다. 이것은 부분적으로는 막 유형 충전물이 스플래쉬 유형 충전물보다 훨씬 더 높은 비표면적 대 체적의 비율(m²/m³ 단위의 "비표면적(specific surface area")을 제공하기 때문이다. 높은 비표면적은 포집 용액의 표면에 대한 CO₂의 노출에 중요할 뿐만 아니라, 비용 및 구조에도 영향을 미친다. 비표면적이 낮을수록, 공기로부터 주어진 양의 CO₂를 흡입하기 위해 더 많은 패킹이 필요하다. 패킹이 많을수록 패킹을 유지하는 데 필요한 구조 뼈대의 복잡성과 크기가 증가한다.

DAC의 목표가 질량 전달이며 공기 중의 CO₂ 농도가 희석되어 있다는 점을 감안할 때, 의미 있는 양의 CO₂를 포집하기 위해서는 DAC 시스템의 기액 접촉기가 다량의 공기를 처리하여야 한다. 일반적으로, 동일한 밀도의 패킹의 경우, 냉각탑에서보다 DAC 용례에 더 많은 패킹이 필요하다. 기액 접촉기의 패킹 공기 이동 깊이(예를 들어, 패킹 깊이)는 DAC의 경우 2~10 미터의 범위일 수 있으며, 이것은 전형적으로 냉각탑에서 사용되는 단지 몇 피트(feet)의 패킹 깊이보다 크다.

기액 접촉기의 크기에 따라, 키가 큰 패킹 구조에서는 CO₂ 포집 용액 분배가 문제가 될 수 있다. 일부 양태에 있어서, 기액 접촉기가 하우징과 대략 동일한 높이의 패킹을 포함한다. 냉각탑이 물로부터 공기로의 열 전달을 향상시키기 위해 일정량의 패킹으로 구성될 수도 있긴 하지만, 이것은 DAC 용례에 필요한 양보다는 훨씬 적다. 예를 들어, 브렌트우드(Brentwood) XF125, XF12560과 같은 냉각탑 용례용의 상용 패킹의 최대 높이는 대략 12피트이다. 일부 양태에 있어서, 기액 접촉기가 제조된 크기의 적어도 1.5배 높이의 패킹을 사용한다.

일부 경우에, DAC 시스템의 기액 접촉기는 냉각탑에서보다 상당히 적은 액체 흐름을 사용하는 간헐적 습윤 처리에 잘 맞는다. 액체 흐름이 적은 경우의 몇 가지 장점은 펌핑 장비, 기반 시설뿐만 아니라, 펌핑 및 팬 전력 요구 사항이 감소한다는 것이다. 그러나, 냉각탑 산업에서 제공되는 패킹은 DAC에서 사용되는 것보다 훨씬 더 높은 액체 반입 속도용으로 설계된다. 예를 들어, 냉각탑 패킹이 대략 4.1 L/m²s의 액체 반입 속도용으로 설계될 수 있다. 냉각탑은 전형적으로, 냉각수 공급 온도가 낮을수록 공정 효율이 증가하는 공정에 결합되는 것이 일반적이기 때문에, 최대 열 전달을 위해 전체적으로 연속적인 흐름으로 작동한다. 결과적으로, 냉각탑은 패킹의 습윤성이 균일하지 않아 열 전달이 감소할 위험이 있는 낮은 속도의 액체 흐름에서는 작동할 방안이 없다. DAC 용례의 액체 대 가스 비율은 냉각탑 용례에서보다 약 10배 더 작다.

통상적으로, 상부 저장부에 액체를 충전하기 위해 냉각탑에 스플래쉬 박스 유형 설계가 사용된다. 스플래쉬 박스 설계는, 전체 액체 스트림이 스플래쉬 플레이트에 부딪힐 수 있어 액체(및 미량의 유기물)가 공기와 혼합될 때 거품을 생성할 수도 있기 때문에, 상부 저장부에서 액체의 충돌로 이어질 수 있다. DAC 기액 접촉기 용례에 스플래쉬 박스 설계를 통합할 경우, 그리스(grease)와 같은 미량의 유기물이 관, 펌프, 저장부 또는 환경으로부터의 CO₂를 포함한 액체에 들어가거나 침출되어 거품 발생 및 연관된 작동상 문제를 촉진할 수 있다. 예를 들어, 거품 발생은 패킹 상으로 액체가 불균일하게 분포되도록 할 수 있어, 상부 저장부 내의 액체 레벨을 측정하기 어렵게 만들 수 있다. 거품 발생은 또한, 상부 저장부로부터의 범람을 야기할 수 있어 안전상 위험이 될 수 있다. 하류 장비가 때때로 유기물과 거품을 처리하고 분리하는 데 어려움을 겪을 수 있다.

표준 냉각탑 설계 요소가 DAC에 적합하지 않았던 일부 영역에는 비표면적, 액체 보유 효율, 및 정면 면적당 자본 비용이 포함된다.

CO₂ 포집 플럭스(flux)를 포함한 가스로부터 액체로의 질량 전달의 경우, 제어 및/또는 최적화를 위한 주요 속성은 충전물 비표면적 및 액체 보유 효율과 직접적으로 관련된 액체 표면적이다. 비표면적의 측면에서, 열 전달이 설계 목표인 냉각탑은 상대적으로 높은 액체 대 공기 비율을 실행함으로써, 상대적으로 두꺼운 액체 막을 초래하여, 충전 형상의 임의의 미세 특징부를 효과적으로 평활화한다. 추가적으로, 평활한 표면은 생물학적 오염을 방지한다. DAC의 경우, 용액의 pH가 높기 때문에 생물학적 오염이 문제가 되지 않는다. DAC 용례의 경우, 낮은 액체 유속 및/또는 간헐적인 액체 유속을 지원할 수 있으며, 이것은 액체 펌핑 비용을 줄이는 데 바람직하다. 또한, 액체 유속이 낮으면 압력 강하가 낮아져, 팬 에너지 요구 사항이 줄어든다.

충전물 액체 보유 효율은 부분적으로는 표면 에너지와 직접적으로 관련된 물리적 습윤성에 의해 결정되며, 부분적으로는 충전물의 기하학적 형상 및 표면 구조에 의해 결정되는, 액체가 충전물의 상단으로부터 하단으로 이동할 때의 적용 범위의 완전 무결성에 의해 결정된다. 금속 재료에 비해 PVC는 표면 에너지가 낮아, 접촉각이 커지며 습윤성이 감소한다. DAC가 일반적으로 낮은 액체 유량을 사용하므로, 냉각탑 용례에서보다 DAC의 표면 습윤성을 제어하며 최적화하는 것이 훨씬 더 중요할 수 있다.

일부 경우에, 연기의 고유한 특성을 고려할 때, 연기의 재흡입을 방지하는 것이 냉각탑에서보다 DAC에서 더 중요할 수 있다. 일반적으로 DAC 용례의 CO₂ 저감 가스인 기액 접촉기의 유출구로부터 배출되는 가스가 연기(plume)로 지칭된다. 공기 접촉기(예를 들어, 기액 접촉기)에서 나오는 연기는 종래의 냉각탑에서 나오는 연기보다 더 차갑고 부력이 적은 경향이 있다. 예를 들어, 일부 DAC 용례의 경우, 기액 접촉기가 기액 접촉기 구조의 전면 또는 측면에 있는 유입구를 통해 CO₂ 포집을 위해 지속적으로 신선한 공기를 끌어들이며, 기액 접촉기의 팬을 부분적으로 에워싸는 팬 스택(또는 카울링(cowling))을 통해 상부로부터 밖으로 저온의 CO₂ 공기(예를 들어, CO₂ 저감 가스)를 배출한다. 일부 경우에, 접촉기 구조의 하나 이상의 측면에 위치한 가스 흡기 섹션이 지면과 평행하지 않아, 기액 접촉기가 지면과 실질적으로 평행한 방향으로 공기를 끌어들인다(예를 들어, 교차 흐름 설계 기액 접촉기). 바람의 방향에 따라 CO₂ 저감 가스가 기액 접촉기 유입구로 다시 끌어당겨 질 수도 있다. 이 현상은 연기 재흡입으로 알려져 있다. 연기 재흡입을 줄이기 위해 몇 가지 설계 사항이 고려될 수 있다.

희석 가스 공급원(예를 들어, 대기 또는 주변 공기)으로부터 CO₂를 포집하도록 설계된 본 시스템 및 방법은 빗물 유입, 포집 용액으로부터의 재료의 열화, 액체 비산(splashing), 거품 발생, 더 큰 패킹 깊이, 또는 연기 재흡입을 포함하지만 이것으로 제한되지 않는 DAC의 중요한 문제들을 해결한다.

도 1a 및 도 1b는 본 개시에 따른 기액 접촉기(100a, 100b)(집합적으로 및 개별적으로 100)의 패킹(106)과 다른 요소 사이의 계면의 예시적인 예를 보여준다. 기액 접촉기(100)는 액체 분배 시스템(104), 팬(112) 및 관련 모터, 가스 흡기구(118), CO₂ 포집 용액(114), 패킹(106), 및 바닥 저장부(110)와 같은 요소를 포함할 수 있다. 일부 구현(도시하지 않음)에 있어서, 기액 접촉기(100)가 기액 접촉기(100)의 다른 요소를 부분적으로 둘러싸는 하우징 및 기액 접촉기(100)에 구조적 안정성을 제공하는 구조적 부재를 포함하는 프레임을 포함할 수 있다. 액체 분배 시스템(104)은, CO₂ 포집 용액(114)을 패킹(106) 상으로 분배하도록 구성되는, 노즐 세트, 상부 저장부, 가압 헤더, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상부 저장부가 CO₂ 포집 용액(114)을 보유할 수 있으며, 상부 저장부의 바닥에 위치한 노즐이 CO₂ 포집 용액(114)을 패킹(106) 상으로 유동시킬 수 있다. CO₂ 포집 용액(114)이 중력에 의해 패킹 재료를 통해 유동할 수 있으며, 바닥 저장부(110)에 수집될 수 있다. 도 1a의 기액 접촉기(100a)는 CO₂ 적재 공기에 대해 역류 흐름 구성(역류로도 알려짐)으로 CO₂ 포집 용액(114)을 유동시키도록 구성되는 액체 분배 시스템(104)을 포함한다. 역류 흐름 구성에서는, CO₂ 포집 용액(114)이 CO₂ 적재 공기와 실질적으로 평행하게 반대 방향으로 패킹(106)을 통해 유동할 수 있다. 도 1b의 기액 접촉기(100b)는 CO₂ 적재 공기에 대해 교차 흐름 구성으로 CO₂ 포집 용액(114)을 유동시키도록 구성되는 액체 분배 시스템(104)을 포함한다. 교차 흐름 구성에서는, CO₂ 포집 용액(114)이 CO₂ 적재 공기와 실질적으로 평행하지 않은(즉, 수직) 방향으로 패킹(106)을 통해 유동할 수 있다.

CO₂ 포집 용액(114)이 재순환(예를 들어, 액체 분배 시스템(104)으로의 펌핑), 하류 처리(예를 들어, 재생, 정화, 여과 등을 위해), 또는 이들의 조합을 위해 바닥 저장부(110)로부터 전달될 수 있다. 가스 스트림(예를 들어, CO₂ 적재 공기)이 팬(112) 및 관련 모터를 작동시켜 패킹(106)을 통해 가스 흡기구(118) 내로 유동하여 기액 접촉기(100) 유출구 밖으로 유동할 수 있다. 일부 경우(도시하지 않음)에, 기액 접촉기(100)의 유출구의 적어도 일부가 드리프트 제거기(drift eliminator) 재료로 덮여 있다. 유출구가 팬(112)의 하류에 있으며 CO₂ 저감 가스를 배출한다. 드리프트 제거기 재료는 CO₂ 포집 용액(114)이 가스 스트림과 함께 기액 접촉기(100)를 빠져나가는 것을 방지하기 위해 패킹(106)과 유출구의 사이에 위치할 수 있다. 일부 경우에, 가스 흡기구(118)가 유입구 루버, 보호 스크린, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.

본 개시에 설명된 바와 같은 패킹을 채용하는 기액 접촉기 구성은, 화학적 스크러버, HVAC 시스템, 및 냉각탑을 포함하지만 이것으로 제한되지 않는, 하나 이상의 상업용 기액 접촉 장비 유형을 포함할 수 있다. 패킹이 교차 흐름 또는 역류 흐름 구성 중 하나 이상에서 액체 분배 및 가스 흐름을 가능하게 하기 위해 기액 접촉기 내부에 설계 및 배치될 수 있다. 일부 구현에 있어서, 기액 접촉기가 CO₂ 적재 공기를 끌어들이기 위해 팬 대신에 또는 팬에 추가하여 송풍기를 포함할 수 있다. 일부 구현에 있어서는 팬 또는 송풍기가 유도 흐름 구성일 수 있으며, 다른 구현에 있어서는 강제 흐름 구성일 수 있다.

일부 구현에 있어서, 기액 접촉기(100a, 100b)의 요소가 도 1 내지 도 10에 설명된 임의의 요소와 조합 가능하다. 예를 들어, 기액 접촉기(100a, 100b)가 도 2a 내지 도 2c의 루버(220), 도 3a 내지 도 3c의 FRP 구조(300), 도 4의 저장부(400), 도 5a 및 도 5b의 저장부 격실 시스템(500), 도 6의 액체 분배 시스템(600), 도 7의 패킹 지지부 및 배플(712), 도 8의 융기 벽(804), 도 9의 팬 스택(902), 또는 도 10의 제어 시스템(1000)을 포함할 수 있다.

도 2a는 본 개시에 따른 예시적인 이중-셀 교차 흐름 기액 접촉기(200)의 측단면도를 보여준다. 기액 접촉기(200)가 다수의 상호 연결된 구조적 부재(205a, 205b)(단지 2개만 호칭됨, 집합적으로 205)에 결합된 하우징(202)을 포함한다. 구조적 부재(205)가 기액 접촉기(200)에 구조적 지지 및 안정성을 제공한다. 하우징(202)이, 패킹 섹션(206), 플레넘(208), 상부 저장부(204) 및 패킹 지지부(209)를 포함하는, 기액 접촉기(200)의 다른 요소를 부분적으로 에워싸 보호한다. 하우징(202)이 기액 접촉기(200) 내로의 CO₂ 적재 가스의 흡기를 허용하는 개구를 포함한다.

다른 양태에 있어서, 기액 접촉기(200)가 기액 접촉기(200)의 내부 섹션에 대한 접근성을 포함한다. 예를 들어, 기액 접촉기(200)의 패킹(206) 및 다른 내부 요소에 접근하기 위해 창, 접근 해치 또는 도어 중 하나 이상이 제공될 수도 있다. 예를 들어, 도어가 패킹(206)을 제거하여야 하지 않고 내부 섹션에 접근하기 위해 유입구 루버로 절단될 수도 있다. 이것은 접촉기(200)의 내부 섹션의 유지 관리에 유익할 수 있으며, 또한 패킹(206) 상에서의 임의의 오염물 축적을 검사하기 위한 패킹(206)으로의 접근을 허용할 수 있다. 오염물은 유체 유동을 방해하며 및/또는 활성 기액 계면 면적을 감소시킬 수 있으며, 따라서 기액 접촉기(200)의 효율을 감소시킬 수 있다.

기액 접촉기(200)가 패킹(206) 상으로 CO₂ 포집 용액을 유동시키도록 구성되는 액체 분배 시스템을 포함할 수 있다. 액체 분배 시스템은, CO₂ 포집 용액을 패킹(206) 상으로 분배하도록 구성되는, 노즐 세트, 상부 저장부, 가압 헤더, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 기액 접촉기(200)는 상부 저장부(204) 및 바닥 저장부(210)와 같은 하나 이상의 저장부를 포함한다. 상부 저장부(204)가 CO₂ 포집 용액(214)(예를 들어, CO₂ 흡착제)을 보유하거나 저장할 수 있다. CO₂ 포집 용액(214)이 패킹(206) 위로 (예를 들어, 펌핑 또는 중력 유동 또는 둘 모두를 통해) 상부 저장부(204)로부터 분배될 수 있다. 예를 들어, 상부 저장부(204)가 CO₂ 포집 용액(214)을 보유할 수 있으며, 상부 저장부의 바닥에 위치한 노즐이 CO₂ 포집 용액(214)을 패킹(206) 상으로 유동시킬 수 있다. CO₂ 포집 용액(214)은 중력에 의해 패킹 재료를 통해 유동할 수 있으며, 바닥 저장부(210)에 수집될 수 있다. 일부 경우(도시하지 않음)에, 하나보다 많은 바닥 저장부(210)가 있을 수 있다. 패킹(206)이 하나 이상의 패킹 섹션을 포함할 수 있다. CO₂ 포집 용액이 패킹(206)을 통해 유동하며 최종적으로 바닥 저장부(210) 내로 유동한다. CO₂ 포집 용액(214)이 패킹(206)을 통해 그리고 패킹 상에서 유동함에 따라, CO₂ 적재 공기가 패킹(206)을 통해 순환되어(예를 들어, 팬(212)을 작동시켜) CO₂ 포집 용액(214)과 접촉한다. 유체와 접촉하여 혼합 유체가 형성되며, CO₂ 적재 가스 내부의 CO₂의 적어도 일부가 CO₂ 포집 용액(214)에 의해 흡입되어 CO₂ 저감 가스가 생산된다. 교차 흐름 구성이 도 2a에 예시되어 있긴 하지만, 역류 또는 동축 흐름 구성도 채용될 수 있다.

CO₂ 저감 가스가 패킹(206)에 인접하게 위치한 플레넘(208)으로 유동하며 팬(212)을 작동시켜 팬 스택(207)을 통해 배출된다. 패킹(206)을 가로지르는 압력 강하가 팬(212)의 설계 인자가 될 수 있다. 일부 구현에 있어서, 특정 패킹(206) 설계가 패킹 전체에 걸친 압력 강하를 낮출 수 있다. 이것은 기액 접촉기 시스템을 가로지르는 압력 강하를 상대적으로 일정하게 유지하면서 가스 속도를 증가시키는 것을 가능하게 할 수 있다. 증가된 가스 속도가 더 큰 팬 또는 더 높은 팬 스택을 통해 달성될 수 있다. 더 큰 팬은 더 큰 팬 모터, 더 많은 임펠러 블레이드. 또는 맞춤형 팬 블레이드 피치와 연관될 수 있다. 일부 구현에 있어서, 낮은 압력 강하를 갖는 패킹을 채용하는 것이 실현 가능하지 않을 수도 있으며, 대신에 팬(212)이 큰 시스템 압력 강하를 수용하도록 설계될 수 있다.

일부 양태에서 CO₂ 적재 가스가 주변 공기를 포함할 수 있다. 주변 공기 또는 대기 중의 CO₂ 함량이 희석될 수 있다(예를 들어, 약 1 체적% 미만). 예를 들어, 현재 대기 중의 CO₂ 농도가 약 400 ppm 내지 415 ppm일 수 있지만, 배출이 적절하게 완화되지 않는 한 이 값이 계속 증가할 가능성이 있다. 상부 저장부(204)가 하우징(202)의 내부에 위치하며, 하나 이상의 커버 플레이트(211)에 의해 적어도 부분적으로 덮어질 수 있다. 커버 플레이트(211)가 하우징에 제거 가능하게 부착되거나 고정될 수 있다. 일부 양태에 있어서, 기액 접촉기(200)의 상부 저장부(204)는 빗물이 상부 저장부를 통해 유입되는 것을 방지하는 커버 플레이트(211)를 포함할 수 있다. 커버 플레이트(211)는 또한, 기액 접촉기(200)로부터 주변 환경으로의 CO₂ 포집 용액의 손실을 방지하거나 감소시킬 수 있다.

기액 접촉기(200)의 패킹(206) 아래에 위치한 바닥 저장부(210)가 CO₂ 포집 용액(214)을 수집할 수 있다. 바닥 저장부(210) 내의 CO₂ 포집 용액(214)이 추가의 CO₂ 포집을 위해 재순환될 수 있으며, 포집 용액 재생 시스템과 같은 하류 공정으로 펌핑될 수 있다. 기액 접촉기(200)가 패킹 섹션에 개재하는 패킹 지지부(209)를 포함할 수 있다. 패킹 지지부(209)가 패킹(206)의 제 1 패킹 섹션과 제 2 패킹 섹션의 사이에 위치할 수 있다. 패킹 지지부(209)가 상부 저장부(204)와 하부 저장부(210)의 사이에 위치할 수 있다. 예를 들어, 패킹(206) 자체의 상부 섹션의 중량과 함께 패킹(206)의 상부 섹션에 보유되는 액체의 중량이 패킹(206)의 바닥 부분을 부수지 않도록 접촉기(200)의 패킹(206)이 패킹 지지부(209)를 통해 추가적인 지지를 받을 수 있다. 예를 들어, 24 ft 높이의 패킹(206)이 각각 12 ft의 높이를 갖는 상부 패킹 섹션 및 하부 패킹 섹션을 포함할 수도 있으며, 패킹 지지부(209)가 패킹(206)의 상부 패킹 섹션과 하부 패킹 섹션의 사이에 위치할 수 있다. 일부 양태(도시하지 않음)에 있어서, 기액 접촉기(200)가 패킹 지지부를 포함하지 않을 수도 있다.

CO₂ 포집 용액(214)이, 예를 들어, 냉각탑 용례에서 통상적으로 사용되는 바와 같은 물 또는 처리수와 비교하여 더 점성이 있고 밀도가 높다. 일부 구현에 있어서, 패킹(206)이 희석 공급원으로부터 CO₂를 포집하도록 설계된 충전물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 기액 접촉기(200)가 CO₂ 포집 용액(214)의 낮은 액체 유속으로 작동할 수 있어, CO₂ 포집 용액(214)의 유동 체제에 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어, 낮은 액체 유속에서는 세류 유동(rivulet flow) 경향이 나타날 수 있으며, 이것은 CO₂ 적재 가스로부터 CO₂ 포집 용액(214)으로의 질량 교환에 사용할 수 있는 기액 계면 영역을 감소시킬 수 있기 때문에 바람직하지 않다. 반면에, 패킹(206)의 고체 표면의 자유 에너지 및 CO₂ 포집 용액(214)의 밀도, 점도 및 표면 장력과 같은 특정 속성이 막 유동을 유지하기 위해 이용될 수 있다. CO₂ 포집 용액의 이러한 속성 중 적어도 일부는, 부식성 흡착제(예를 들어, KOH 또는 NaOH)와 같은 용해된 흡착제의 농도가 높기 때문에, 냉각탑 용례의 전형적인 액체인 물과는 속성이 상이할 수 있다.

일부 양태에 있어서, 패킹 블록의 총 수가 상이한 블록 사이의 패킹 계면의 수를 감소시키기 위해 패킹 체적 내에서 최소화될 수 있다. 예를 들어, 기액 접촉기(200)의 패킹(206)(패킹 체적)의 예시적인 치수가 24'x 10'x 24'일 수도 있다. 이러한 치수를 얻기 위해 사용될 수 있는 패킹 블록은 2'x 2'x 2' 내지 2'x 2'x 12'의 범위일 수 있다(이 경우 치수는 L x W x H 형식으로 제공됨). 블록이 함께 정렬되어 원하는 패킹 체적을 달성한다. 이로 인해 이하의 두 가지 문제 중 하나 또는 모두가 발생할 수도 있다: 1) 블록이 잘못 정렬될 수 있는데, 예를 들어, 하나의 패킹 블록의 일 면 상의 패턴이 인접한 패킹 면 상의 패턴과 완전히 정렬되지 않으며, 2) 이들 2개의 패킹 블록 사이에 공간이나 간극이 있을 수도 있다. 블록 사이의 이러한 문제는 하나의 패킹 블록으로부터 다른 패킹 블록으로의 CO₂ 포집 용액(214)의 부적절한 분배로 이어질 수 있으며, 패킹(206)을 가로질러 압력 강하를 추가할 수 있다.

일부 양태에 있어서, 기액 접촉기(200)가 패킹 체적에서 사용되는 블록의 수를 줄임으로써 이러한 문제를 해결할 수 있다. 일반적으로, 주어진 패킹 체적 내의 블록의 크기가 커질수록 인접한 블록 사이의 계면의 수가 감소된다. 패킹 체적을 채우기 위해 패킹을 단일 모노리스(monolith)로 형성하면, 패킹(206)을 통한 포집 용액의 균일한 유동을 제공하기 위해 실질적인 간극을 남기지 않고 이러한 오정렬을 방지할 수 있다. 이러한 설계는 또한, 패킹(206)을 가로지르는 압력 강하를 감소시킬 수 있다. 위의 예에서 모노리스는 기액 접촉기 하우징(202)의 전체 원하는 치수를 채우는 단일 패킹 블록, 예를 들어, 24'x 10'x 24'를 의미한다. 선택적으로, 모노리스가 전형적으로 패킹의 하류에 위치하는 드리프트 제거기 세트에 결합될 수 있다. 일부 경우에, 모놀리식 패킹 블록이 하나 이상의 패킹 지지부에 의해 지지될 수 있다. 패킹(206)은 정육면체 면 또는 직육면체 면과 같이 통상적으로 면이 설계되는 3-D 구조이다.

일부 경우에, 패킹과 하우징 사이 및/또는 하나 이상의 패킹 섹션(예를 들어, 패킹 블록) 각각 사이에 간극이 존재할 수 있다. 본 개시에서 "실질적으로 간극이 없다"는 것은 패킹을 유지하도록 구성된 기액 접촉기의 체적이 하나 이상의 패킹 섹션에 의해 적어도 98% 점유되며, 기액 접촉기의 유입구의 단면적이 하나 이상의 패킹 섹션으로 적어도 98% 덮여 있다는 것을 의미할 수 있다.

앞서 언급한 바와 같이, CO₂ 포집 용액의 용액 속성이 냉각수의 속성과 상이할 수 있으며 온도와 조성에 따라 달라질 수 있다. 이에 따라, 더 우수한 CO₂ 포집 성능을 위해 용액 속성이 수정될 수 있는 방법이 있다. 예를 들어, CO₂ 포집 용액(214)의 밀도와 점도가 이러한 용액의 조성과 온도에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 20℃ 내지 0℃의 온도에서, 1 M KOH 및 0.5 M K₂CO₃를 포함하는 포집 용액이 1115-1119 kg/m³의 범위의 밀도 및 1.3-2.3 mPa-s의 범위의 점도를 가질 수 있다. 다른 예에서는, 20℃ 내지 0℃의 온도에서, 2 M KOH 및 1 M K₂CO₃를 포함하는 포집 용액이 1260-1266 kg/m³의 범위의 밀도 및 1.8-3.1 mPa-s의 범위의 점도를 가질 수 있다. 비교를 위해, 20℃에서 물의 밀도는 998 kg/m³이며 점도는 1 mPa-s이다.

일부 경우에, CO₂ 포집 용액의 표면 장력을 물의 표면 장력에 가깝게 낮추면 패킹 재료를 습윤 처리하기 위한 용액의 능력이 개선될 수 있다. CO₂ 포집 용액의 표면 장력의 조정은 농도를 희석하거나 계면활성제를 첨가함으로써 달성될 수도 있다.

일부 경우에, 패킹(206)의 유형 또는 패킹(206)의 설치가 CO₂ 포집 용액의 액체 비산으로 인한 잠재적인 문제를 야기할 수 있으며, 이것은 때때로 위험할 수 있으며 및/또는 추가적인 CO₂ 포집 용액의 보충을 필요로 할 수 있다. 습한 기후에서는 CO₂ 포집 용액이 희석되지 않도록 빗물 유입을 방지하는 것이 또한 중요할 수 있다. 따라서, CO₂ 적재 가스에는 투과성이지만 액체 불투과성인 루버와 같은 배리어를(barrier) 구현하는 것이 유리할 수 있다.

도 2a 내지 도 2c는 구조화 루버(220) 또는 슬래티드 루버(222)(때때로 블레이드형 루버로 지칭됨)를 포함하는 예시적인 기액 접촉기(200)의 도면을 보여준다. 일부 구현(도시하지 않음)에 있어서, 기액 접촉기(200)가 구조화 루버(220)와 슬래티드 루버(222)의 조합을 포함할 수 있다. 기액 접촉기(200)의 유입구(224)가 구조화 루버(220), 슬래티드 루버(222), 또는 이들의 조합에 의해 적어도 부분적으로 덮어질 수 있다.

도 2b는 구조화 루버(220)에 의해 적어도 부분적으로 덮여 있는 예시적인 기액 접촉기(200)의 유입구(224)의 정면도를 보여준다. 구조화 루버(220)는 CO₂ 적재 가스가 기액 접촉기(200)의 유입구(224)로 들어간 다음 패킹(206) 내로 유동하는 것을 허용하는 개구(226a, 226b)(어수선함을 피하기 위해 2개만 호칭됨; 집합적으로 226)를 포함하는 주요 면을 가질 수 있다. 구조화 루버(220)가 개구(226)에 서로 연결되는 하나 이상의 시트를 포함할 수 있다. 하나 이상의 시트가 그 사이에 획정된 개구(226)와 함께 격자, 그리드, 벌집 또는 이들의 조합을 형성하도록 배열될 수 있다. 일부 구현에 있어서, 구조화 루버(220)는 일체로 형성된 하나의 연속적인 시트를 포함할 수 있으며, 여기서 시트의 가장자리는 구조화 루버(220)의 개구(226)를 획정한다. 일부 구현(도시하지 않음)에 있어서, 구조화 루버(220)가 패킹(206)과 일체로 형성될 수 있다.

일부 경우에, 일부 CO₂ 포집 용액이, 예를 들어, 앵글, 로드 등과 같은 지지 구성 요소의 표면으로부터 편향될 수 있으며, 구조화 루버(220) 밖으로 방출될 수 있다. 액체가 비산되는 것을 완화하기 위해, 구조화 루버(220)에 추가하여 슬래티드 루버(222)를 채용하는 것이 유리할 수 있다. 도 2b는 슬래티드 루버(222)에 의해 적어도 부분적으로 덮여 있는 예시적인 기액 접촉기(200)의 유입구(224)의 정면도를 보여준다. 슬래티드 루버(222)는 각각, 평평한 면을 갖는 패널 또는 블레이드의 형상으로 형성될 수 있다. 일부 구현에 있어서, 슬래티드 루버(222)가 곡선 또는 각도(예를 들어, L-자형, J-자형 등)를 포함하는 단면을 가져 액체(예를 들어, CO₂ 포집 용액, 빗물)를 포집하여 배출하는 거터(gutter)를 형성할 수 있다. 액체 방울이 평평한 표면과 접촉하여, 주변 환경으로 비산되지 않고 거터로 내려갈 수 있다.

기액 접촉기(200)가 구조화 루버(220)와 슬래티드 루버(222)를 모두 채용하는 경우, 슬래티드 루버(222)를 구조화 루버(220)의 상류(CO₂ 적재 가스 유동 측면에서)에 위치시키는 것이 유리할 수 있다. 이것은 구조화 루버(220)가 다량의 액체가 비산되는 것을 적어도 부분적으로 차단하며 슬래티드 루버(222)가 구조화 루버(220)를 바이패스하는 더 적은 액체 부분을 적어도 부분적으로 차단하여, 하나 이상의 배리어를 제공할 수 있게 한다. 일반적으로, CO₂ 적재 가스가 먼저 슬래티드 루버(222)를 통해 유동할 수 있으며, 그런 다음 하류에 위치한 구조화 루버(220)를 통해 유동할 수 있다.

구조화 루버(220) 및 슬래티드 루버(222)는 패킹(206) 내로의 CO₂ 적재 가스의 유동을 유도하도록 배향될 수 있다. 슬래티드 루버(222)가 독립적으로 제어 가능할 수 있다. 예를 들어, 슬래티드 루버(222)의 하부는 폐쇄된 상태로 슬래티드 루버(222)의 상부 부분이 개방될 수 있다. 다량의 CO₂ 적재 가스를 처리하여야 할 수도 있으며, 파편, 동물 및 곤충으로부터 기액 접촉기(200)를 차폐하는 것이 유리할 수 있다. 구조화 루버(220) 및 슬래티드 루버(222)는, CO₂ 적재 가스가 선택적으로 유동하도록 하며 유동을 유도하는 것 외에도, 상기 차폐를 도울 수도 있다. 각각의 구조화 루버(220)의 주도적인 면이 기액 접촉기(200)의 유입구(224)(예를 들어, 전면)와 실질적으로 평행할 수 있다. 각각의 슬래티드 루버(222)의 평평한 면이 기액 접촉기(200)의 유입구(224)(예를 들어, 전면)에 대해 실질적으로 평행하지 않은 각도로 배향될 수 있다.

일부 구현에 있어서, 기액 접촉기(200)의 유입구(224)가 다른 요소를 제자리에 유지하기 위해 앵글, 스트랩, 로드 등과 같은 지지 요소를 포함할 수 있다. 이러한 구성 요소는 루버 밖으로 액체를 편향시키는 표면을 제공하여 때때로 액체 비산을 악화시킬 수 있다. 일부 경우에, 액체가 편향되어 루버 밖으로 배출되지 않도록 이러한 표면 또는 구성 요소의 일부가 수정되거나 제거될 수 있다. 일부 경우에, 빗물이 루버의 개구를 통해 기액 접촉기로 들어간 다음, 바닥 저장부(410)로 아래로 유동하여 CO₂ 포집 용액을 오염시키거나 희석시킬 수 있다. 일부 구현(도시하지 않음)에 있어서, 빗물이 유입구를 통해 유입되는 것을 방지하기 위해 구조화 루버(220) 및/또는 슬래티드 루버(222)의 위에 덮개가 설치될 수 있다.

기액 접촉기 시스템의 공정 스트림뿐만 아니라 기액 접촉기 시스템이 유체 유동적으로 결합되는 임의의 하류 공정 내부의 공정 스트림이 시스템 전체에 걸쳐 구현된 하나 이상의 유동 제어 시스템(예를 들어, 제어 시스템(999))을 사용하여 유동될 수 있다. 유동 제어 시스템은 공정 스트림을 이동시키기 위한 하나 이상의 유동 펌프, 팬, 송풍기, 또는 고체 컨베이어, 공정 스트림이 통과하여 유동되는 하나 이상의 유동관, 및 관을 통한 스트림의 유동을 조절하는 하나 이상의 밸브를 포함할 수 있다. 본원에 설명된 각각의 구성이 적어도 하나의 액체 유속을 제어할 수 있는 개개의 펌프에 결합된 적어도 하나의 가변 주파수 구동부(VFD)를 포함할 수 있다. 일부 구현에 있어서, 액체 유속이 적어도 하나의 유동 제어 밸브에 의해 제어된다.

일부 실시예에 있어서, 유동 제어 시스템이 수동으로 작동될 수 있다. 예를 들어, 조작자가 각각의 펌프 또는 전달 장치의 유속을 설정하며, 밸브 개방 또는 폐쇄 위치를 설정하여 유동 제어 시스템의 관을 통한 공정 스트림의 유동을 조절할 수 있다. 조작자가 시스템 전체에 분산된 모든 유동 제어 시스템에 대해 유속과 밸브 개폐 위치를 설정하면, 유동 제어 시스템이 일정한 유동 조건, 예를 들어, 일정한 체적률 또는 기타 유동 조건 하에서 스트림을 유동시킬 수 있다. 유동 조건을 변경하기 위해, 조작자는, 예를 들어, 펌프 유속 또는 밸브 개폐 위치를 변경하여 유동 제어 시스템을 수동으로 작동시킬 수 있다.

일부 실시예에 있어서, 유동 제어 시스템이 자동으로 작동될 수 있다. 예를 들어, 유동 제어 시스템이 유동 제어 시스템을 작동시키기 위한 컴퓨터 또는 제어 시스템(예를 들어, 제어 시스템(999))에 연결될 수 있다. 제어 시스템이 작동(예를 들어, 유동 제어 작동)을 수행하기 위한 하나 이상의 프로세서에 의해 실행 가능한 명령(예를 들어, 유동 제어 명령 및 기타 명령)을 저장하는 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함할 수 있다. 조작자가 제어 시스템을 사용하여 시설 전체에 분산된 모든 유동 제어 시스템에 대한 유속과 밸브 개폐 위치를 설정할 수 있다. 이러한 실시예에 있어서, 조작자가 제어 시스템을 통해 입력 값을 제공함으로써 유동 조건을 수동으로 변경할 수 있다. 또한, 이러한 실시예에 있어서, 제어 시스템이, 예를 들어, 제어 시스템에 연결된 피드백 시스템을 사용하여 하나 이상의 유동 제어 시스템을 자동으로(즉, 수동 개입 없이) 제어할 수 있다. 예를 들어, 센서(예를 들어, 압력 센서, 온도 센서, 또는 기타 센서)가 공정 스트림이 유동하는 관에 연결될 수 있다. 센서는 공정 스트림의 유동 조건(예를 들어, 압력, 온도 또는 기타 유동 조건)을 모니터링하며 제어 시스템에 제공할 수 있다. 임계값(예를 들어, 압력 임계값, 온도 임계값 또는 기타 임계값)을 초과하는 유동 조건에 응답하여, 제어 시스템이 자동으로 작동을 수행할 수 있다. 예를 들어, 관의 압력 또는 온도가 각각 임계 압력 값 또는 임계 온도 값을 초과하는 경우, 제어 시스템은 펌프에 유속을 감소시키기 위한 신호, 압력을 완화하기 위한 밸브 개방 신호, 공정 스트림 유동 종료 신호, 또는 기타 신호를 제공할 수 있다.

일부 구현에 있어서, 기액 접촉기(200)의 요소가 도 1 내지 도 10에 설명된 임의의 요소와 조합 가능하다. 예를 들어, 기액 접촉기(200)가 도 3a 내지 도 3c의 FRP 구조(300), 도 4의 저장부(400), 도 5a 및 도 5b의 저장부 격실 시스템(500), 도 6의 액체 분배 시스템(600), 도 7의 패킹 지지부 및 배플(712), 도 8의 융기 벽(804), 도 9의 팬 스택(902), 또는 도 10의 제어 시스템(1000)을 포함할 수 있다.

상업용 냉각탑에 사용되는 종래의 구성 재료(MOC)에는 목재, 탄소강, 및 섬유 강화 폴리에스테르 표준 수지가 포함된다. 그러나, 목재, 탄소강, 알루미늄 및 폴리에스테르 표준 수지가 전형적으로 KOH 또는 NaOH와 같은 부식성 용액에 잘 견디지 못한다. 냉각탑용 표준인 이러한 재료는 시간이 지남에 따라 노출되어 열화 되는 경향이 있으므로 부식성 용액과 호환 불가능한 것으로 간주된다. 기액 접촉기(200)가 부식성 용액을 포함하는 CO₂ 포집 용액(214)을 채용할 수 있기 때문에, 냉각탑에 사용되는 종래의 MOC는 종종 이상적이지 않다. 기액 접촉기를 구성하는 데 사용되는 일부 구조에는 일부 내부식성 강철 합금, 스테인리스강(예를 들어, 304 스테인리스강) 또는 유리 섬유 강화 폴리에스테르(FRP)를 포함하지만 이것으로 제한되지 않는 부식성의 호환 가능한 MOC가 포함될 수 있다. 부식성의 호환 가능한 MOC로서 FRP를 포함하는 구조는 본원에서 FRP 구조로 지칭된다. FRP 구조는 보다 전통적인 재료로 만든 구조와 비교하여 일부 CO₂ 포집 용액에서 더 내구성이 있을 수 있다.

도 3a, 도 3b 및 도 3c는 본 개시에 따른 기액 접촉기 시스템용의 라이닝 처리된 개구 및 절단 단부를 포함하는 예시적인 FRP 구조의 단면도 및 사시도를 보여준다. 도 3a, 도 3b 및 도 3c는 각각 I-빔(300a), U-빔(300b) 및 빔 커넥터(300c)를 보여준다.

I-빔(300a), U-빔(300b), 및 빔 커넥터(300c)는 부식성의 호환 가능한 MOC를 포함하는 기액 접촉기(200)의 예시적인 FRP 구조이다. 부식성의 호환 가능한 MOC는 CO₂ 포집 용액(214)의 부식성 성분으로 인한 열화에 대한 저항성 때문에 선택된다. 일부 경우에, 부식성의 호환 가능한 MOC는 최대 10%의 KOH 용액에서 분해되지 않을 수 있다. 일부 구현에 있어서, I-빔(300a), U-빔(300b), 및 빔 커넥터(300c)는 CO₂ 포집 용액(214))과 적어도 부분적으로 접촉할(예를 들어, CO₂ 포집 용액(214)에 노출되거나 적셔지는 표면적의 적어도 일부를 구비할) 구성 요소일 수 있다. I-빔(300a), U-빔(300b), 및 빔 커넥터(300c) 각각이 유리 섬유(324)의 하나 이상의 섹션을 적어도 부분적으로 덮는 FRP 재료(322)를 포함한다. FRP(322)가 폴리에스테르 표준 수지, 비닐 에스테르 수지, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 부식성 CO₂ 포집 용액(214)을 사용하는 기액 접촉기(200)에 대해, 예를 들어, 구성 요소 I-빔(300a), U-빔(300b), 및 빔 커넥터(300c)가 FRP(322)에 폴리에스테르 수지 대신에 비닐 에스테르 수지를 포함하는 것이 유리할 수도 있다. 비닐 에스테르 수지는 폴리에스테르 표준 수지보다 비용이 더 많이 들기 때문에 냉각탑 산업에서 널리 사용되지는 않지만, 부식성 용액(예를 들어, KOH, NaOH)의 열화에 훨씬 더 강하다. 폴리에스테르는 비닐 에스테르에 비해 부식성 용액에 장기간 노출되면 가수분해되기 쉽다. 예를 들어, 비닐 에스테르의 비스페놀 A 그룹이 부식성 용액에 대한 우수한 내성을 보여주었다. 유리 섬유(324)는 어드반텍스(Advantex®) 유리, EC-R 유리, E-유리, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 어드반텍스(Advantex®) 유리는 부식성일 수 있는 알칼리 용례용의 FRP의 강화를 위해 다른 유리(예를 들어, 표준 E-유리)보다 더 나을 수 있다. 부식성 용액과의 호환성 외에도, FRP(322)의 수지 및 유리 섬유(324)(예를 들어, FRP 복합재)가 효과적인 결합을 형성하여 기계적으로 안정적인 FRP 구조를 형성하는 것이 중요할 수 있다. 예를 들어, 유리 섬유(324)의 유형이 부식성 용액에 대한 저항성이 우수할 수도 있지만, 유리 섬유(324)의 유형이 FRP(322)의 수지와 효과적인 결합을 형성하지 않으면 부식성 용액이 FRP(322)로 침투할 수 있다. 일부 경우에, 기액 접촉기(200)가 10년 이상 작동하도록 제작되며, 이러한 침투는 FRP(322)의 구조적 완전 무결성을 손상시킬 수 있다.

일부 양태에 있어서, I-빔(300a), U-빔(300b), 및 빔 커넥터(300c)는 부착 하드웨어(326)(예를 들어, 볼트) 및 개구(320)를 포함하는 예시적인 FRP 구조이다. 유리 섬유(324)가 FRP 구조 강도의 55%-90%를 제공할 수 있다. 부식성 용액을 포함하는 CO₂ 포집 용액이 균열, 홀, 절단 단부(328)를 통해, 화학적 확산에 의해 또는 이들의 임의의 조합을 통해 유리 섬유(324)에 들어가면 부식이 발생할 수 있다. 절단 단부는 FRP 구조가 종료될 때(예를 들어, 절단, 톱질, 잘게 썰기, 슬라이싱 등에 의해) 형성되어 유리 섬유(324)가 잠재적으로 노출될 때 형성되는 FRP 구조의 면 또는 측면이다. 부식성 용액의 침입으로 인한 부식을 방지하기 위해, 일 예에서, FRP 구조의 개구(320) 및 절단 단부(328)가 밀봉제 층으로 라이닝 처리될 수도 있다. 밀봉제 층이 FRP에 사용되는 것과 동일한 수지, 예를 들어, 비닐 에스테르 수지를 포함할 수 있다. 일부 구현에 있어서, 개구(320)가 부식성 용액을 포함하는 CO₂ 포집 용액과 호환 가능한 PVC 또는 다른 MOC로 형성될 수 있는 보호 슬리브로 라이닝 처리될 수 있다. 일부 구현에 있어서, 부착 하드웨어(326)가 비닐 에스테르 수지로 코팅될 수 있다. 부착 하드웨어(326)가 볼트로서 도시되어 있지만, 볼트 대신 또는 볼트에 추가하여, 패스너, 클램프, 클립, 핀, 나사, 타이-다운(tie-down), 또는 못을 포함하는 기타 유형의 부착 하드웨어가 사용될 수 있다.

일부 양태에 있어서, 기액 접촉기(200)가 CO₂ 포집 용액에 내성이 있는 보호 코팅을 포함할 수 있다. 예를 들어, 보호 코팅이 부식성 CO₂ 포집 용액에 내성이 있는 부식성의 호환 가능한 코팅 또는 부식성의 호환 가능한 재료를 포함할 수 있다. 보호 코팅이 CO₂ 포집 용액(214)으로 습윤 처리될 수 있는 기액 접촉기(200)의 구성 요소에 적용될 수 있다. 예를 들어, 보호 코팅이 기액 접촉기(200)의 습윤성 구성 요소에 적용되는 비닐 에스테르 수지를 포함할 수 있다. "습윤성(wettable)"이라는 용어는 구조적 부재, 하우징, 및 저장부를 포함하는 CO₂ 포집 용액(214)과 접촉하게 되는 접촉기(200)의 구성 요소를 지칭할 수 있다.

일부 경우에, CO₂ 포집 용액(214)의 오염을 방지하는 것이 성능에 중요하다. 예를 들어, 바닥 저장부 및/또는 상부 저장부가 주변 환경에 노출될 수 있으므로 부주의하게 주변으로부터 다량의 물(예를 들어, 빗물) 또는 미립자를 수용할 수 있다. 예를 들어, 빗물이 팬 스택을 통해 기액 접촉기로 들어갈 수 있다. 빗물 소비는 습한 기후에서 특히 문제가 될 수 있으며 CO₂ 포집 용액(214)의 희석으로 이어질 수 있다. 기액 접촉기(200)의 바닥 저장부(210)는 대부분의 빗물을 기액 접촉기 밖에 유지하거나 CO₂ 포집 용액을 오염시키거나 희석시키지 않도록 플레넘으로부터 빗물을 격리하기 위한 요소를 포함할 수 있다.

일부 구현에 있어서, FRP 구조(300)의 요소가 도 1 내지 도 10에 설명된 임의의 요소와 조합 가능하다. 예를 들어, 도 1의 기액 접촉기(100a, 100b) 또는 도 2a 내지 도 2c의 기액 접촉기(200)가 도 3a 내지 도 3c의 FRP 구조(300)를 포함할 수 있다.

도 4a 및 도 4b는 각각, 본 개시에 따른 기액 접촉기의 예시적인 바닥 부분(400a, 400b)(집합적으로 400)의 사시도 및 평면도를 보여준다. 기액 접촉기의 바닥 부분(또는 "저장부")(400)은 플레넘 아래 격실(402)로부터 바닥 저장부(410)를 적어도 부분적으로 분리하는 분리 벽(406) 및 융기 벽(408)을 포함한다. 격실(402)은 빗물 또는 CO₂ 포집 용액의 일부와 같은 액체를 배출할 수 있는 섬프(412)를 포함한다. 바닥 저장부(410)는 CO₂ 포집 용액을 하류 공정(예를 들어, 재생, 정화, 여과 시스템 등)으로 보내는 접촉기 섬프(404)에 인접하며 유체 유동적으로 결합된다.

CO₂ 포집 용액(214)이 패킹(206) 위로 유동하거나 분배되며 바닥 저장부(410)에 수집될 수 있다. 바닥 저장부(410)의 CO₂ 포집 용액(214)이 기액 접촉기(200)의 상부 저장부(204)로 다시 펌핑될 수 있으며 및/또는 접촉기 펌프(404)를 작동함으로써 하류 공정(예를 들어, 재생, 정화, 여과 시스템 등)으로 보내질 수 있다. 바닥 저장부(410)가 CO₂ 포집 용액과 호환 가능한 적어도 하나의 MOC를 포함할 수 있다. 일부 구현(도시하지 않음)에 있어서, 기액 접촉기의 바닥 부분(400)이 바닥 저장부(410)에 손상이 있는 경우 바닥 저장부(410)로부터 외부 환경(예를 들어, 토양, 지하수 등)으로의 CO₂ 포집 용액의 누출을 방지하거나 감소시키는 요소를 포함할 수 있다.

일부 양태에 있어서, 바닥 저장부(410)가 CO₂ 포집 용액과 호환 가능한 하나 이상의 MOC를 포함할 수 있다. 예를 들어, 바닥 저장부(410)가 스테인리스강, 콘크리트, HDPE, 또는 이들의 조합을 포함하는(예를 들어, 이것으로 적어도 부분적으로 형성되는) 복수의 저장부 섹션을 포함할 수 있다. 일부 경우에, 이러한 MOC 중 하나 이상이 부식성 용액으로 인한 열화에 저항할 수 있다.

또 다른 양태에 있어서, CO₂ 포집 용액과 호환 가능한 MOC의 예에는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), PVC, 또는 구멍이 뚫리지 않는 기타 열가소성 수지가 포함된다. HDPE, PVC, 또는 이들의 조합이 바닥 저장부(410)의 적어도 일부를 형성하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 바닥 저장부(410)가 유연한 HDPE 저장부를 포함할 수 있다. 일부 경우에, 바닥 저장부(410)는 두께가 1 mm 이상인 HPDE 저장부를 포함할 수 있다. 일부 경우에, 추가의 구조적 완정 무결성을 갖는 구성 요소 또는 저장부 지지 구조가 HDPE 저장부에 결합될 수 있다. 이러한 저장부 지지 구조는 흙턱, 잠금 블록 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 일부 양태에 있어서, 바닥 저장부(410)가 콘크리트, 강철, HDPE, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다(예를 들어, 이것으로 제작될 수 있다). 바닥 저장부(410)가 도 5의 바닥 저장부(500)의 것과 같은 보호 코팅으로 코팅되거나 라이닝 처리된 습윤성 표면을 포함할 수 있다. 예를 들어, 보호 코팅이 부식성 CO₂ 포집 용액에 내성이 있는 부식성의 호환 가능한 코팅 또는 부식성의 호환 가능한 재료를 포함할 수 있다. 바닥 저장부(410)의 습윤성 표면이 CO₂ 포집 용액(214)과 접촉할 수 있는 저장부(210)의 임의의 표면을 포함한다.

강수량이 많은 기후에서는 빗물이 CO₂ 포집 용액을 희석할 수 있으므로, 특히, DAC 용례의 경우 기액 접촉기에서는 빗물 유입이 문제가 될 수 있다. 일부 경우에, 빗물이, 특히 팬이 움직이지 않을 때, 기액 접촉기의 팬 스택을 통해 플레넘 및 격실(402)로 들어갈 수 있다. 일부 경우에, 빗물이 기액 접촉기의 유입구를 통해 플레넘 및 격실(402)로 들어갈 수 있다. 예를 들어, 빗물 방울이 CO₂ 적재 가스(예를 들어, 공기)에 비말 동반되어 상당량의 공기 바이패스로 인해 가스 유입구로부터 플레넘으로 유동할 수 있다. CO₂ 적재 가스(및 때로는 CO₂ 적재 가스에 비말 동반된 액체)가 간극이나 부적절한 밀봉으로 인해 패킹 및/또는 드리프트 제거기 재료를 지나쳐 이동하는 경우 공기 바이패스가 발생하여 포집 효율을 감소시킬 수 있다. 일부 경우에, 빗물이 기액 접촉기의 유입구로 들어간 다음, 바닥 저장부(410)로 흘러내려 CO₂ 포집 용액(214)과 혼합될 수 있다. 플레넘 및 격실(402)로 빗물이 침투하는 문제를 해결하기 위한 한 가지 접근 방식은 바닥 저장부(410)로부터 플레넘 및 격실(402)을 적어도 부분적으로 분리하는 하나 이상의 융기 벽(408)을 포함하는 것이다. 하나 이상의 융기 벽(408)은 콘크리트, 스테인리스강, 또는 이들의 조합으로 형성될 수 있다. 일부 양태에 있어서, 하나 이상의 융기 벽(408)은 플레넘에 들어가는 빗물이 바닥 저장부(410)에 들어가 바닥 저장부(410)에 수집된 CO₂ 포집 용액(214)을 희석시키는 것을 방지할 수 있다.

일부 경우에, 빗물이 상당한 공기 바이패스 및 드리프트 제거기의 비효율성 또는 간극으로 인해 기액 접촉기의 가스 유입구로부터 플레넘 및 격실(402)로 들어갈 수 있다. 일부 경우에, CO₂ 포집 용액의 일부가 액체 비산으로 인해 패킹으로부터 플레넘 및 격실(402)로 들어갈 수 있다. CO₂ 포집 용액의 일부와 빗물이 섬프(412)와 같은 빗물 배출구를 사용하여 배출될 수 있다. 일부 구현에 있어서, 섬프(412)가 빗물, CO₂ 포집 용액, 또는 이들의 조합이 격실(402) 밖으로 유동하는 배출관에 유체 유동적으로 결합될 수 있다. 일부 구현에 있어서, 섬프(412)가 빗물, CO₂ 포집 용액, 또는 이들의 조합을 바닥 저장부(410)로 유동시키는 섬프 펌프를 포함할 수 있다. 바닥 저장부(410)로부터 액체가 하류 공정(예를 들어, 재생, 정화, 여과 시스템 등)으로 보내질 수 있다. 일부 구현에 있어서, 섬프(412)의 섬프 펌프를 작동시키면 수처리 시스템으로 보내기 위해 격실(402) 밖으로 빗물을 배출할 수 있다. 플레넘은 제거를 허용하기 위해 섬프(412)를 향해 기울어질 수 있는 플레넘 바닥을 포함한다. 일부 경우에, 플레넘 바닥이 적어도 2%의 배출 경사로 맞춰질 수 있다.

저장부(410)의 주변부와 저장부(410)의 분리 벽(406)의 경계를 이루는 융기 벽(408)이 기액 접촉기의 구조적 부재의 적어도 일부를 지지하는 추가적인 이점을 제공할 수 있다. 바닥 저장부(410)의 CO₂ 포집 용액(214)의 액체 레벨 위에서 하나 이상의 융기 벽(408) 상에 구조적 부재를 장착함으로써, 구조적 부재가 CO₂ 포집 용액(214)에 잠기는 것을 방지할 수 있다. 이것은 CO₂ 포집 용액(214)이 부식성 용액을 포함하는 경우에 유리할 수 있는데, 그 이유는 종래의 냉각탑 재료로 형성된 구조적 부재가 장기간 잠겨 있게 되면 시간이 지남에 따라 재료 열화가 발생할 수 있기 때문이다.

일부 구현에 있어서, 기액 접촉기(200)의 바닥 부분(400)의 요소가 도 1 내지 도 10에 설명된 임의의 요소와 조합 가능하다. 예를 들어, 도 1의 기액 접촉기(100a, 100b) 또는 도 2a 내지 도 2c의 기액 접촉기(200)가 도 4a 및 도 4b의 기액 접촉기의 바닥 부분(400)을 포함할 수 있다.

도 5a 및 도 5b는 각각, 본 개시에 따른 기액 접촉기 시스템용의 예시적인 바닥 저장부 격실 시스템(500a, 500b)(집합적으로 500)의 단면도 및 사시도를 보여준다.

바닥 저장부 격실 시스템(500)이 CO₂ 포집 용액에 대한 노출에 의해 야기되는 열화를 방지하거나 감소시키며 바닥 저장부(508)가 손상된 경우 CO₂ 포집 용액의 누출을 방지하는 하나 이상의 배리어를 포함할 수 있다. 바닥 저장부(508)가 콘크리트, 강철, 또는 이들의 조합을 포함하는 복수의 저장부 섹션 또는 슬래브(slab)로 형성될 수 있다.

바닥 저장부 격실 시스템(500)이 바닥 저장부(508)의 습윤성 표면에 적용된 보호 코팅(510)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 보호 코팅이 부식성 CO₂ 포집 용액에 내성이 있는 부식성의 호환 가능한 코팅 또는 부식성의 호환 가능한 재료를 포함할 수 있다. 보호 코팅(510)이 바닥 저장부(508)의 열화를 방지하거나 감소시킬 수 있다. 보호 코팅(510)의 예에는 스테인리스강 코팅, 흙손으로 적용될 수 있는 폴리우레탄계 코팅 시스템(예를 들어, 유크리트(Ucrete) UD200), 분사되거나 롤러로 적용될 수 있는 비닐 에스테르계 복합 시스템(예를 들어, 셀코트(Ceilcote) 242/242MR 플레이트라인(Flakeline)), 유리 섬유 강화 재료 및 흙손 적용이 가능한 노볼락 에폭시 탑코트(예를 들어, 두딕-프로텍토-플렉스 100Xt)를 포함하는 에폭시계 시스템, 또는 이들의 조합이 포함될 수 있다. 일부 구현에 있어서, 보호 코팅(510)이 부식성 용액으로부터의 열화에 저항하는 첨가제를 포함할 수 있다. 예를 들어, 첨가제에는 PVC 입자 또는 섬유가 포함될 수 있다.

바닥 저장부(508)가 서로 결합되는 복수의 콘크리트 슬래브 또는 저장부 섹션을 포함할 수 있다. 일부 구현(도시하지 않음)에 있어서, 콘크리트 기초에 슬래브 또는 저장부 섹션 사이에 배치되는 건설 접합부에 있는 콘크리트 슬래브 또는 저장부 섹션에 매립된 하나 이상의 차수판이 포함될 수 있다. 차수판은 콘크리트(예를 들어, 콘크리트 슬래브 또는 콘크리트 저장부 섹션)에 매립되며, 전형적으로 액체인 유체가 접합부를 통해 주변 환경으로 통과하는 것을 방지하도록 구성된다. 바닥 저장부(508)는 부식성 용액을 포함하는 CO₂ 포집 용액(214)을 수집하도록 구성되어, 바닥 저장부(508)가 부식성의 호환 가능한 차수판으로부터 이익을 얻을 수 있다. CO₂ 포집 용액(214)이 콘크리트 슬래브 또는 콘크리트 저장부 섹션 사이의 누출을 방지한다면 자수판이 열하되지 않도록 자수판이 부식성 용액을 포함한 CO₂ 포집 용액과 호환 가능한 MOC를 포함할 수 있다. 예를 들어, 건설 접합부에 있는 콘크리트 슬래브 또는 저장부 섹션에 매립된 차수판이 열가소성 가황물(TPV), PVC, 친수성 클로로프렌 고무, 스테인리스강, 또는 이들의 조합으로 형성될 수 있다.

바닥 저장부 격실 시스템(500)이 라이너(506)(예를 들어, 지질막 라이너)를 포함할 수 있다. 바닥 저장부(508)가 라이너(506)에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸일 수 있다. 라이너(506)가 저장부와 주변 지면 또는 지상 사이에 배치될 수 있다. 일부 구현에 있어서, 라이너(506)의 적어도 일부가 바닥 저장부(508)와 직접 접촉한다. 일부 구현에 있어서, 라이너(506)가 보호 코팅(510)이 손상된 경우에 3차 격실로서 작용할 수 있으며, 그 결과, CO₂ 포집 용액이 바닥 저장부(508)를 통해 스며드는 것을 가능하게 한다. 예를 들어, 라이너가 바닥 저장부(210)의 적어도 일부를 둘러싸거나 그 아래에 놓이는 지질막 라이너(506)일 수 있다. 라이너(506)가 HDPE, 에틸렌 프로필렌 디엔 모노머(EPDM), 또는 부식성 용액을 포함한 CO₂ 포집 용액과 호환 가능한 다른 MOC를 포함할 수 있다(예를 들어, 적어도 부분적으로는 이것으로 형성될 수 있다). 일부 구현에 있어서, 라이너(506)가 0.5 mm 내지 5 mm의 라이너 두께를 가질 수 있다. 예를 들어, 라이너(506)가 1 mm의 라이너 두께를 갖는 HDPE 라이너일 수 있다. 도 5b에 도시된 바와 같이, 일부 경우에, 핀치 바(512)가 사용되어 바닥 저장부(508)에 대해 라이너(506)를 고정할 수 있다. 핀치 바(512)가 복수의 볼트 홀을 갖는 강제 바일 수 있다. 핀치 바(512)는 콘크리트에 대해 라이너(506)를 고정할 수 있으며 복수의 볼트로 고정될 수 있다. 라이너(506)가 콘크리트 슬래브의 일 측면에 대해 종결된 다음 밀봉제로 밀봉될 수 있다. 라이너(506)에 사용된 HDPE 또는 유사 재료가 부식성 용액을 포함한 CO₂ 포집 용액에 대한 보호를 제공한다. 일부 경우에, 패스너, 클램프, 클립, 핀, 나사, 타이-다운, 또는 못을 포함한 다른 유형의 부착 하드웨어가 사용되어 핀치 라이너(506) 및 핀치 바(512)를 바닥 저장부(508)에 고정하는 데 사용될 수 있다.

바닥 저장부 격실 시스템(500)은 라이너(506)의 적어도 일부를 둘러싸거나 그 밑에 놓이는 부직포 지오텍스타일(geotextile)(504)을 포함할 수 있다. 부직포 지오텍스타일(504)이 라이너(506)와 깔려 있는 자갈(502)(또는 주변 환경)의 사이에 삽입되어 설치 중에 라이너(506)가 천공되는 것을 방지하는 직물을 포함할 수 있다. 일부 구현(도시하지 않음)에 있어서, 바닥 저장부 격실 시스템(500)이 바닥 저장부(508) 및 지질막 라이너(506)에 개재하는 누출 검출 시스템을 포함할 수 있다. 일 구현(도시하지 않음)에 있어서, 지질막 라이너(506)가 2개의 보호용 부직 지오텍스타일 층 사이에 끼워진다.

일부 경우에, 설치 중에 라이너(506)가 콘크리트 타설 전 및 타설 동안(예를 들어, 저장부 섹션 또는 슬래브를 형성하기 위해) 모래를 이용하여 부직포 지오텍스타일에 대해 제자리에 일시적으로 유지될 수 있다. 모니터링 웰(well)이 라이너(506)와 바닥 저장부(508) 사이의 백필(backfill)을 줄이는 데 유리할 수 있다. 일부 경우에, 설치 중에 콘크리트 저장부 섹션 또는 슬래브가 다른 저장부 섹션 또는 슬래브와 연결되기 전에 라이너(506)로 감싸여질 수 있다.

일부 구현에 있어서, 바닥 저장부 격실 시스템(500)의 요소가 도 1 내지 도 10에 설명된 임의의 요소와 조합 가능하다. 예를 들어, 도 1의 기액 접촉기(100a, 100b) 또는 도 2a 내지 도 2c의 기액 접촉기(200)가 도 5a 및 도 5b의 저장부 격실 시스템(500)을 포함할 수 있다.

일부 경우에, 기액 접촉기(200)의 상부 저장부(604)에서 거품 방지가 중요할 수 있다. 거품은 일반적으로 바람직하지 않은데, 그 이유는 패킹(206) 상에서의 불균일한 액체 분배를 야기할 수 있으며 상부 저장부(204)의 CO₂ 포집 용액(214)의 레벨 측정에 문제를 일으킬 수 있기 때문이다. 일부 종래의 패킹 디자인은 패킹의 형상 및/또는 재질로 인해 채널링이 발생하기 쉬울 수 있으며 물질 전달 효율을 낮출 수 있으며, CO₂ 적재 가스로부터 CO₂ 포집 용액으로의 질량 전달 효율을 낮출 수 있다. 기액 접촉기가 패킹의 CO₂ 포집 용액(214)의 채널링을 완화하도록 구성된 특징부를 포함할 수 있다.

도 6a 및 도 6b는 각각, 본 개시에 따른 기액 접촉기 시스템용의 살포기 및 노즐을 갖는 가압 분배관을 포함한 예시적인 액체 분배 시스템(600a, 600b)(집합적으로 600)의 정단면도 및 평면도를 보여준다. 액체 분배 시스템(600)은 상부 저장부(604) 내로의 CO₂ 포집 용액(614)의 대체로 균일한 분배를 달성할 수 있으며, CO₂ 포집 용액(614)의 비산 또는 거품 발생을 감소시킬 수 있다. 액체 분배 시스템(600)이 CO₂ 포집 용액을 밑에 있는 패킹 섹션 상으로 재분배하기 위해 제 1 패킹 섹션(606a) 및 제 2 패킹 섹션(606b)(집합적으로 606)에 개재하는 액체 재분배기(610)(예를 들어, 노즐(610))를 포함할 수 있다.

분배 시스템(600)이 분배관(602)의 길이를 따라 다중 살포기 홀(608)을 갖는 분배관(예를 들어, 살포 관)을 포함하여, 공기가 CO₂ 포집 용액(614) 중에 분산될 때 거품 발생을 야기할 수 있는 단일 흐름 유입 비산 문제를 감소시킬 수 있다. 분배관(602)(예를 들어, 살포 관)이 적어도 부분적으로 상부 저장부(604) 위에 위치한다. 노즐 세트(610)가 상부 저장부(604)로부터 패킹 섹션(606) 상으로의 유체 유동을 허용하도록 상부 저장부(604)에 지지될 수 있다. 노즐(610)이 분배관(602)의 아래에 적어도 부분적으로 위치할 수 있다. 분배 시스템(600)을 작동시킬 때, 액체(예를 들어, CO₂ 포집 용액(614))가 살포기 홀(608)을 통해 분배관(602) 내로 그리고 상부 저장부(604) 내로 유동한다. 상부 저장부(604)가 CO₂ 포집 용액(614)을 수집한 다음, CO₂ 포집 용액(614)을 상부 저장부(604)의 기부에 있는 노즐 세트(610)를 통해 유동시킨다. 노즐(610)이 CO₂ 포집 용액(614)을 하나 이상의 패킹 섹션(606) 상에서 유동시키기 위해 하나 이상의 패킹 섹션(606) 및 노즐(610) 위에 적어도 부분적으로 위치한다. 살포기 홀(608)을 포함하는 이러한 설계에서, 상부 저장부(604)의 노즐(610)이 CO₂ 포집 용액(614)(예를 들어, KOH)이 상부 저장부(604)로 들어가는 속도를 감소시킬 수 있다. 이것은 가스와의 혼합으로 인한 비산 및 거품 발생을 줄일 수 있다. 일부 구현에 있어서, 살포기 홀(608)이 서로 등거리로 위치할 수 있다. 일부 구현에 있어서, 각각의 살포기 홀(608) 사이의 거리가 다양할 수 있다. 일부 구현에 있어서, 살포기 홀이 원형일 수 있다. 일부 경우에, 살포기 홀의 크기 및/또는 수를 조정하여 거품 발생 및 비산이 감소될 수 있다. 예를 들어, 분배관(602)의 특정 유속에서 살포기 홀이 클수록 또는 살포기 홀이 많을수록 액체가 살포기 홀로부터 상부 저장부 내로 유동하는 속도를 감소시킬 수도 있어, 이에 의해 살포기 홀이 더 작거나 살포기 홀이 더 적은 경우에 비해 거품 발생을 줄일 수 있다.

일부 구현에 있어서, 상부 저장부의 노즐(610)이 CO₂ 포집 용액(614)을 0 gpm/ft² 내지 14 gpm/ft²의 범위로 유동시킬 수 있다. 일부 구현에 있어서, CO₂ 포집 용액(614)이 펄스 모드로 상부 저장부(604)의 노즐(610)을 통해 유동할 수 있으며, 여기서 노즐(610)은 제 1 기간 동안 제 1 유속으로 용액을 유동시킨 다음, 제 2 기간 동안 제 2 유속으로 용액을 유동시킬 수 있다. 예를 들어, 상부 저장부(604)의 노즐(610)이 CO₂ 포집 용액(614)을 제 1 기간 동안 제로 유속으로 유동시킨 다음, 제 2 기간 동안 14 gpm/ft² 미만의 유속으로 유동시킬 수 있다. 예를 들어, 상부 저장부(604)의 노즐(610)이 CO₂ 포집 용액(614)을 제 1 기간 동안 적어도 4.2 gpm/ft²의 유속으로 유동시킨 다음, 제 2 기간 동안 더 높은 유속으로 유동시킬 수 있다.

일부 구현(도시하지 않음)에 있어서, 살포기 홀(608)이 분배관(602)의 다른 세트의 노즐(예를 들어, 살포기 노즐)로 대체될 수 있다. 이러한 구현에 있어서, 기액 접촉기(200)가 두 세트의 노즐 세트, 즉, 비산과 거품 생성을 줄이기 위해 CO₂ 포집 용액(614)을 상부 저장부(604) 내로 유동시키도록 분배관(602)에 지지된 제 1 노즐 세트(예를 들어, 살포기 노즐) 및 CO₂ 포집 용액(614)을 상부 저장부(604)로부터 패킹 섹션(606) 상으로 분배하도록 상부 저장부에 지지된 제 2 노즐 세트를 구비할 수 있다. 두 세트의 노즐이 기액 접촉기(200)에서의 용례 차이로 인해 설계 및 형상이 상이할 수도 있다.

일부 구현에 있어서, 상이한 구성 및 추가 요소가 상단 저장부에서의 비산 및 거품 발생을 추가로 감소시킬 수 있다. 도 6c는 상부 저장부(604)를 분할하는 위어(616) 및 상부 저장부(604)의 바닥면을 향하여 적어도 부분적으로 배향되는 살포기 홀(608)을 포함하는 예시적인 액체 분배 시스템(600)의 측단면도를 보여준다. CO₂ 포집 용액을 포함한 액체가 살포기 홀(608)을 통해 유동함에 따라, 위어(616)가 상부 저장부의 액체를 부분적으로 제한하여 제 1 저장소를 형성한다. 제 1 저장소의 액체 레벨은 액체가 위어(616) 위로 흘러내리거나 엎질러져 제 2 저장소를 형성할 때까지 상승한다. 일부 경우에, 제 1 저장소의 액체 레벨이 살포기 홀(608)이 적어도 부분적으로 잠길 만큼 충분히 높을 수 있다. 상부 저장부(604)의 바닥에 있는 노즐(610)이 제 2 저장소의 액체와 유체 유동적으로 결합될 수 있다. 액체는 주변 가스와 액체의 혼합을 감소시키는 속도로 제 1 저장소로부터 제 2 저장소로 유동할 수 있다. 예를 들어, 액체가 층류 체제에서 제 1 저장소로부터 제 2 저장소로 유동할 수 있다. 이들 유동 패턴은 상부 저장부(604) 내부의, 특히, 액체가 노즐(610)에 공급되는 제 2 저장소에서의 거품 발생을 줄이는 데 도움이 될 수 있다.

일부 경우에, CO₂ 포집 용액(614)이 패킹 섹션(606) 내부에서 유동함에 따라, 용액이 채널링을 시작할 수 있으며, 단일 방향으로 유동하는 세류를 형성하여 가스 액체 계면의 표면적을 감소시키는 경향이 있다. 이 현상은 표면 위에 분포되고 있는 유체가 표면의 특정 섹션 상에서 다른 섹션에서보다 더 큰 유속을 가질 때 발생할 수 있다. 채널링은 접촉기 시스템의 CO₂ 포집 효율을 줄일 수 있다.

채널링 문제를 해결하기 위해, 액체 분배 시스템(600)이 패킹(606)에서의 보다 균일한 분배를 위해 CO₂ 포집 용액(614)의 방향을 전환하기 위한 하나 이상의 액체 재분배기(612)를 포함할 수 있다. 액체 재분배기(612)가 패킹 섹션(606)에 개재할 수 있으며, 상부 저장부(604)와 바닥 저장부의 사이에 위치할 수 있다. 일부 구현에 있어서, 액체 재분배기(612)가 패킹(606)의 층 또는 섹션 사이에 삽입된 스플래쉬 충전물 블록을 포함할 수 있다. 액체 재분배기(612)가 CO₂ 포집 용액(614)의 무작위 분배를 촉진하여, CO₂ 포집 용액(614)이 서로 다른 방향으로 유동하여 임의의 채널링을 깨뜨리는 것을 가능하게 할 수 있다. 일부 구현(도시하지 않음)에 있어서, 배플이 CO₂ 적재 가스의 바이패스를 완화하며 패킹(606) 주위와는 대조적으로 패킹(606)을 통해 유동하도록 CO₂ 적재 가스의 방향을 전환하기 위해 액체 재분배기(612)(예를 들어, 스플래쉬 충전물)에 삽입될 수 있다. 스플래쉬 충전물이 액체가 스플래쉬 바 위로 떨어질 때 액체를 더 작은 방울로 연속적으로 부수는 수평 스플래쉬 바로 이루어진 연속 층을 포함할 수 있다. 스플래쉬 충전물의 예에는 바코크 앤 윌콕 스피그(Babcock & Wilcox SPIG)의 푸투라(FUTURA), STAR X20이 포함될 수 있다.

일부 구현에 있어서, 액체 재분배기(612)가 CO₂ 포집 용액(614)이 패킹(606)에서와는 다른 특정 방향으로 유동하는 경향에 영향을 미치도록 구성된 패킹 섹션 또는 패킹 층을 포함할 수 있다. 액체 재분배기(612)의 패킹은 유동 방향의 상당한 변화와 CO₂ 포집 용액(614)의 재분배를 가능하게 하기 위해 패킹(606)의 구성과 상이한 구성을 갖는다. 예를 들어, 패킹(606)이 제 1 각도에 있는 다수의 유동 통로 또는 홈을 형성하도록 배열된 패킹 시트 세트를 포함하는 패킹 섹션을 포함할 수 있으며, 액체 재분배기(612)가 제 1 홈 각도와는 상이한 제 2 홈 각도에 있는 다수의 유로 또는 홈을 형성하도록 배열된 패킹 시트 세트(예를 들어, 교차 주름형 패킹 시트)를 포함하는 패킹 섹션을 포함할 수 있다. 액체 재분배기의 홈 각도가 상이함에 따라, 패킹(606)에서 채널링된 CO₂ 포집 용액(614)이 상이한 속도로 우회되는 또는 구불구불한 방식으로 유동하도록 되어, CO₂ 포집 용액(614)이 재분배될 수 있다. 일부 구현에 있어서, 액체 재분배기(612)가 패킹(206)의 하나 이상의 교차점(예를 들어, 다수의 방향으로 순환하는 흐름)에 위치할 수 있다. 홈이 CO₂ 포집 용액(614)이 유동하는 속도에 영향을 미치는 하나 이상의 홈 각도로 위치할 수 있다. 일부 경우(도시하지 않음)에, 액체 재분배기(612)가 일체로 형성된 연속적인 패킹 층을 포함하는 패킹 섹션을 포함할 수 있다.

일부 구현에 있어서, 액체 재분배기(612)가 제 1 패킹 섹션(606a)의 아래에 적어도 부분적으로 및/또는 제 2 패킹 섹션(606b)의 위에 적어도 부분적으로 위치한 패킹 섹션을 포함할 수 있다. 액체 재분배기(612)의 패킹 섹션이 패킹 섹션(606)과 상이한 홈 각도를 가질 수 있다. 예를 들어, 액체 재분배기(612)의 패킹 섹션이 제 1 패킹 섹션(606a)에서보다 작은 홈 각도를 가질 수 있다. 이것은 액체 재분배기(612)의 패킹 섹션이 CO₂ 포집 용액(614)의 유속을 감소시킬 수 있도록 하며, 아래에 위치한 제 2 패킹 섹션(606) 상으로의 재분배를 돕는다.

낮은 유속에서의 일부 구현에 있어서, 노즐(610)이 CO₂ 포집 용액(614)을 아래의 패킹 상에 분배하기에 충분한 헤드를 갖지 않을 수도 있으므로, 아래에 있는 패킹에서와는 상이한 접촉각 또는 홈 각도를 갖는 얇은 패킹 층이 재분배에 도움이 될 수 있다. 예를 들어, 액체 재분배기(612)가 제 2 패킹 섹션(606b)(교차 흐름 패킹을 포함할 수 있음) 위에 위치한 역류 막 패킹을 포함할 수 있다. 이러한 경우, 역류 막 패킹이 아래의 제 2 패킹 섹션(606b) 상으로 CO₂ 포집 용액을 재분배할 수 있다.

일부 경우에, 패킹(606a)의 제 1 섹션과 역류 막 패킹 사이에 위치한 수집 홈통 및 재분배 노즐 세트가 또한 있을 수 있다. CO₂ 포집 용액이 CO₂ 포집 용액을 역류 막 패킹으로 분배하는 수집 홈통 및 재분배 노즐로 제 1 패킹 섹션(606a)으로부터 유동할 수 있다. 그런 다음 CO₂ 포집 용액이 역류 막 패킹을 통해 유동하여 패킹(606b)의 제 2 섹션(예를 들어, 교류 유동 패킹) 상으로 재분배될 수 있다.

일부 구현(도시하지 않음)에 있어서, 액체 재분배기(612)가 CO₂ 포집 용액(614)을 아래의 패킹 섹션 상으로 유동시키거나 분무하도록 구성된 재분배 노즐 세트를 포함할 수 있다. 일부 구현(도시하지 않음)에 있어서, 액체 재분배기(612)가 패킹 섹션(606) 사이에 위치할 수 있는 재분배 저장부를 포함할 수 있다. 액체 재분배기(612)가 재분배 저장부에 지지된 노즐(610)과 유사한 재분배 노즐을 포함할 수 있다. 재분배 저장부가 패킹(206)을 상부 섹션과 하부 섹션으로 나눌 수 있다. 재분배 노즐이 CO₂ 포집 용액(614)을 바닥 저장부 아래의 바닥 패킹 섹션 상에서 유동(예를 들어, 분무 또는 분배)시킬 수 있다. CO₂ 포집 용액(614)이 바닥 저장부로부터 또는 보유 탱크 또는 하류 처리 유닛(예를 들어, 재생, 정화, 여과 등)으로부터 이러한 재분배 저장부로 펌핑될 수 있다. 일부 경우에, 상부 저장부로부터 상부 패킹 섹션 상으로 분사되는 CO₂ 포집 용액(614)이 재분배 저장부에 수집된 다음, 재분배 노즐을 사용하여 재분배 저장부 아래의 바닥 패킹 섹션 상으로 분사될 수 있다.

일부 구현에 있어서, 액체 분배 시스템(600)의 요소가 도 1 내지 도 10에 설명된 임의의 요소와 조합 가능하다. 예를 들어, 도 1의 기액 접촉기(100a, 100b) 또는 도 2a 내지 도 2c의 기액 접촉기(200)가 도 6a 내지 도 6c의 액체 분배 시스템(600)을 포함할 수 있다.

도 7은 본 개시에 따른 기액 접촉기 시스템용의 예시적인 패킹 지지부(709) 및 배플(712)의 단면도를 보여준다. 일부 양태에 있어서, 제 1 패킹 섹션(706a)의 보유 액체와 함께 제 1 패킹 섹션(706a)(예를 들어, 패킹의 상부 섹션)의 중량에 의해 제 2 패킹 섹션(706b)(예를 들어, 패킹의 바닥 섹션)이 눌러 뭉개지지 않도록 특정 높이의 패킹(206)이 추가적인 지지를 필요로 할 수도 있다. 예를 들어, 기액 접촉기가 적어도 부분적으로 제 2 패킹 섹션(706b) 위에 위치하는 제 1 패킹 섹션(706a)을 포함할 수 있으며, 패킹 지지부(709)가 패킹 섹션에 개재하여 제 1 패킹 섹션(706a)을 유지하거나 지지할 수 있다. 일부 양태에 있어서, 적어도 하나의 패킹 지지부(709)가 패킹 섹션(706) 사이에 위치할 수 있다. 예를 들어, 24 ft 높이의 패킹(709)이 2개의 패킹 섹션(각각 12 ft 높이)을 포함할 수도 있으며, 패킹 지지부(709)가 패킹의 상부 섹션과 하부 섹션 사이에 위치할 수 있다.

일부 양태에 있어서, 패킹 지지부(709)가 기액 접촉기(200)의 하우징(202)의 상부와 바닥 사이(예를 들어, 중간)에 위치할 수 있다. 패킹 지지부(709)가 배플(712) 세트에 결합될 수 있다. 배플(712)이 금속 또는 FRP 시트를 포함할 수 있다. 일부 경우에, 배플(712)이 패킹(706)의 상부 섹션과 하부 섹션 사이의 공기 바이패스 문제(예를 들어, CO₂ 적재 가스의 바이패스)를 완화할 수 있다. 배플(712)이 공기 바이패스(예를 들어, CO₂ 적재 가스의 바이패스)를 완화하기 위해 패킹 섹션(706)의 위와 아래에 위치할 수 있다. 일부 구현(도시하지 않음)에 있어서, 배플(712)이 임의의 공기 바이패스(예를 들어, CO₂ 적재 가스의 바이패스)를 완화하기 위해 패킹(706)의 측면에 위치할 수 있다.

일부 구현에 있어서, 패킹 지지부(709) 및 배플(712)이 도 1 내지 도 10에 설명된 임의의 요소와 조합 가능하다. 예를 들어, 도 1의 기액 접촉기(100a, 100b) 또는 도 2의 기액 접촉기(200)가 도 7의 패킹 지지부(709) 및 배플(712)을 포함할 수 있다.

도 8은 본 개시에 따른 기액 접촉기의 구조적 부재(802) 및 하우징을 지지하는 예시적인 구조물의 단면도를 보여준다. 일부 구현에 있어서, 기액 접촉기(200)의 구조적 부재(802)가 융기 벽(804) 또는 바닥 저장부(808)의 일부(예를 들어, 주변부의 일부로서의 또는 저장부(808) 자체 내부의)인 구조(또는 구조들)에 장착될 수 있다. 일부 구현에 있어서, 구조적 부재(802)가 융기 벽(804) 또는 구조(예를 들어, 도 4의 융기 벽(408))의 조합에 장착될 수 있다. 융기 벽(804)이 바닥 저장부(808) 내의 액체 레벨(예를 들어, CO₂ 포집 용액을 포함하는 액체) 위에 구조적 부재(802)를 지지할 수 있다. 융기 벽(804)이 플레넘(810) 및/또는 바닥 저장부(808)에서 융기 플랫폼을 형성할 수 있다. 융기 벽(804)이 콘크리트, 스테인리스강, 부식성 용액을 포함한 CO₂ 포집 용액과 호환 가능한 MOC, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다(예를 들어, 적어도 부분적으로는 이것으로 형성될 수 있다). 일부 경우에, 융기 벽(804)이 보호 코팅으로 코팅될 수 있다. 예를 들어, 보호 코팅이 부식성 CO₂ 포집 용액에 내성이 있는 부식성의 호환 가능한 코팅 또는 부식성의 호환 가능한 재료를 포함할 수 있다. 일반적으로, 융기 벽(804)의 수(및/또는 크기 및/또는 재료 유형)가 기액 접촉기 시스템에 포함된 패킹의 양 및 다른 요소(예를 들어, 팬, 모터, 하우징, 구조적 부재)의 중량에 따라 증가할 수 있다.

추가적으로, 기액 접촉기가 구조적 부재(802)의 적어도 일부를 하우징 내부의 습윤성 영역 또는 습윤성 요소, 예를 들어, CO₂ 포집 용액(214)과 접촉하는 접촉기 하우징의 임의의 영역 외부에 유지하도록 설계될 수 있다. 습윤성 요소의 예에는 패킹 및 바닥 저장부(808)가 포함된다.

일부 구현에 있어서, 융기 벽(804)이 도 1 내지 도 10에 설명된 임의의 요소와 조합 가능하다. 예를 들어, 도 1의 기액 접촉기(100a, 100b) 또는 도 2a 내지 도 2c의 기액 접촉기(200)가 도 8의 융기 벽(804)을 포함할 수 있다.

일부 경우에, DAC 연기의 고유한 속성(예를 들어, DAC 시스템을 빠져나가는 연기가 더 차가우며 냉각탑을 빠져나가는 더 뜨거운 연기보다 부력이 낮은 경향이 있음)을 고려할 때, 연기 재흡입을 방지하는 것이 DAC에 특히 중요할 수 있다. 바람의 방향에 따라 저온의 CO₂ 공기(예를 들어, CO₂ 저감 가스)가 기액 접촉기 유입구로 다시 끌어들여질 수도 있다. 예를 들어, 일부 DAC 용례의 경우, 기액 접촉기가 기액 접촉기 구조의 측면(및/또는 바닥)을 통해 지속적으로 신선한 CO₂ 적재 가스(예를 들어, 신선한 공기)를 끌어들여 CO₂ 저감 가스를 팬 스택을 통해 상부에서 배출한다. 일부 경우에, 기액 접촉기로부터 배출되는 연기가 유입구로 다시 들어갈 수 있다. 일부 경우에, 다중 기액 접촉기가 서로 가까이 또는 인접하게 위치할 수 있으며, 하나의 기액 접촉기의 유출구에서 나오는 연기가 다른 기액 접촉기의 유입구로 들어갈 수 있다. 기액 접촉기의 질량 이동이 유입구에서의 CO₂ 적재 가스의 농도에 좌우되기 때문에, 연기의 재흡입은 유입구에서의 CO₂ 농도를 감소시키며 따라서 기액 접촉기에 포집된 CO₂의 양을 감소시켜, 전체 CO₂ 포집 효율을 감소시킨다. 이 때문에, 도 1의 기액 접촉기(100a, 100b) 또는 도 2a 내지 도 2c의 기액 접촉기(200)와 같은 기액 접촉기가 이러한 문제, 예를 들어, 팬 속도 및 팬 스택 높이를 완화하여 연기 재흡입을 피하기 위한 하나 이상의 설계 고려 사항을 포함할 수 있다.

도 9는 본 개시에 따른 상이한 팬(904) 및 팬 스택(902)의 설계로부터 배출되는 CO₂ 저감 가스(906)에 대한 예시적인 연기 분포(900) 이미지를 보여준다. 예를 들어, 팬 스택(902)이 종래의 냉각탑 팬 스택 설계와 비교하여 상이한 치수(높이 및 직경)를 가질 수 있으므로, CO₂ 저감 가스(906)가, 기액 접촉기(200)의 흡입구로 하방으로 유동하기보다는, 실질적으로 상방으로 그리고 주변 환경으로 분산된다. 스택(902)의 높이가 높을수록 기액 접촉기(200)의 재순환 구역을 실질적으로 우회하기에 충분히 높은 지점에서 CO₂ 저감 가스(906)를 배출할 수 있다. 재순환 구역에는 CO₂ 저감 가스가 기액 접촉기의 흡입구(예를 들어, 흡입구 근처 또는 하우징의 개방 섹션 측면)에서 재흡입될 가능성이 있다. 기액 접촉기 유입구에서의 CO₂ 농도가 CO₂ 저감 가스가 재흡입되는 정도를 나타낼 수도 있다. 유입구에서의 CO₂ 농도가 주변 공기 또는 대기 공기 중의 CO₂ 농도보다 낮으면, 기액 접촉기가 CO₂ 저감 가스를 재흡입할 수도 있다. 연기 재흡입을 나타내는 유입구 CO₂ 농도 범위가 주변 또는 대기 조건에 따라 변할 수도 있으며, 결국 시간이 지남에 따라 변할 수도 있다. 예를 들어, 현재 대기 중의 CO₂ 농도가 대략 410 ppm 내지 420 ppm인 경우, 일부 연기가 재흡입되는 기액 접촉기가 385 ppm 내지 420 ppm 범위의 유입구 CO₂ 농도를 가질 수 있다. 유입구 CO₂ 농도가 이 범위보다 낮으면 CO₂ 저감 가스가 재순환 구역을 충분히 우회하지 않았다는 것을 나타낼 수도 있다. 일부 경우에, 재순환 구역 너머로 연기를 밀어내기 위해 팬(904) 및 팬 스택(902)을 설계하는 것보다(이러한 설계는 증가된 자본 또는 운영 비용과 관련될 수 있음), 감소된 CO₂ 포집을 보상하는 데 도움이 되도록 하나 이상의 추가의 기액 접촉기를 채용하는 것이 더 비용 효율적일 수 있다. 이러한 비용 최적화 고려 사항은 전형적으로 적절한 재흡입 완화 전략을 결정하는 요소이다. 일부 양태에 있어서, 팬 스택(902)이 연기 재흡입에 대응하기 위해 냉각탑 팬 스택의 표준 산업 높이보다 적어도 4배 더 높을 수 있다. 일부 구현에 있어서, 팬 스택(902)의 높이가 10 ft 내지 30 ft의 범위일 수 있다. 일부 구현에 있어서, 팬 스택(902)의 높이가 10 ft 내지 20 ft, 또는 20 ft 내지 30 ft의 크기일 수 있다.

일부 양태에 있어서, 연기 재흡입을 줄이기 위한 또 다른 접근법은 팬(904)으로부터의 CO₂ 저감 가스(906)의 배기 속도를 증가시켜, CO₂ 저감 가스의 연기가 재순환 구역을 적어도 부분적으로 우회할 만큼 충분히 높은 배기 속도를 갖도록 하는 방법을 포함한다. 일부 구현에 있어서, 팬(904) 및 팬 스택(902)의 높이가 CO₂ 저감 가스(906)를 9 m/s 내지 15 m/s 범위의 배기 속도로 배출하도록 구성될 수 있다. 일부 구현에 있어서, 증가된 팬 속도가 팬 스택(902)의 단면적(예를 들어, 팬 스택(902)의 유출구에서의)을 감소시킴으로써 달성될 수 있다. 예를 들어, CO₂ 저감 가스의 배기 속도가 팬 스택(예를 들어, 유출구에서)의 단면적을 절반으로 줄임으로써 두 배가 될 수도 있다. 일부 구현에 있어서, 팬 직경이 10 ft 내지 30 ft의 크기일 수 있다. 일부 구현에 있어서, 팬 직경이 10 ft 내지 15 ft, 또는 15 ft 내지 30 ft의 크기일 수 있다.

일부 경우에, 팬(904)의 양태가 CO₂ 저감 가스(906)의 배기 속도를 증가시키도록 구성될 수 있다. 종래의 팬 설계와 비교하여 팬(904)이 팬 속도를 증가시키기 위한 더 큰 팬 모터, 추가적인 임펠러 블레이드, 및/또는 팬 블레이드 피치를 위한 상이한 설계를 포함할 수도 있다.

도 9는 팬 스택(902)의 상이한 높이(3m, 10m, 25m)에 대한 CO₂ 저감 가스(906)의 연기 분포(900)의 컴퓨터 계산 유체 역학(CFD) 이미지를 보여준다. 각각의 팬 스택(902) 높이에 대하여, 연기 분포(예를 들어, CO₂ 저감 가스(906)의 유동 패턴)가 기준 배기 속도 및 기준 배기 속도의 두 배에 대해 표시된다. 낮은 스택 높이 및/또는 낮은 배기 속도의 경우, 연기가 바람이 부는 방향측 상의 구역(예를 들어, 재순환 구역)에서 다소 정체될 수 있으며, 재순환 구역으로부터 멀리 유동하지 않고 기액 접촉기(200)의 흡기구로 다시 끌어당겨질 위험이 있다.

예시적인 연기 분포(900)의 경우, 팬 속도가 각각의 유동 패턴에 대해 일정하게 유지될 수 있으며 팬 스택 치수가 속도를 평가하기 위해 변경된다. 예를 들어, 팬 스택(902a)의 높이가 3 m이며 직경이 24 ft이다. 팬 스택(902a)이 제 1 배기 속도로 CO₂ 저감 가스(906a)를 배출한다. 비교를 위해, 예시적인 팬 스택(902b)의 높이가 3 m이며 직경이 팬 스택(902a)보다 작은 경우, 팬 스택(902b)이 팬 스택(902a)의 제 1 배기 속도보다 2배 더 높은 제 2 배기 속도로 CO₂ 저감 가스(906b)를 배출할 수 있게 된다.

예를 들어, 팬 스택(902c)의 높이가 10 m이며 직경이 24 ft이다. 팬 스택(906c)이 팬 스택(902a, 902b)보다 흡기구로부터 더 먼 지점에서 제 3 배기 속도로 CO₂ 저감 가스(906c)를 배출한다. 비교를 위해, 예시적인 팬 스택(902d)의 높이가 10 m이며 직경이 팬 스택(902c)보다 작은 경우, 팬 스택(902d)이 팬 스택(902c)의 제 3 배기 속도보다 2배 더 높은 제 4 배기 속도로 CO₂ 저감 가스(906d)를 배출할 수 있게 된다.

예를 들어, 팬 스택(902e)의 높이가 25 m이며 직경이 24 ft이다. 팬 스택(906e)이 팬 스택(902a, 902b, 902c 또는 902d)보다 흡기구로부터 더 먼 지점에서 제 5 배기 속도로 CO₂ 저감 가스(906e)를 배출한다. 비교를 위해, 예시적인 팬 스택(902f)의 높이가 25 m이며 직경이 팬 스택(902e)보다 작은 경우, 팬 스택(902f)이 팬 스택(902e)의 제 3 배기 속도보다 2배 더 높은 제 4 배기 속도로 CO₂ 저감 가스(906f)를 배출할 수 있게 된다.

일부 구현에 있어서, 팬 스택(902e)의 유동 패턴이 도 9에 도시된 다른 팬 스택에 비해 더 효과적으로 재흡입을 감소시키는데, 이것은 더 높은 지점에서 CO₂ 저감 가스(906)를 배출하며 더 작은 단면적을 가져 더 높은 배기 속도를 달성하기 때문이다.

일부 구현에 있어서, 임의의 팬(904) 또는 팬 스택(902, 902a, 902b, 902c 또는 902d)이 도 1 내지 도 10에 설명된 임의의 요소와 조합 가능하다. 예를 들어, 도 1의 기액 접촉기(100a, 100b) 또는 도 2a 내지 도 2c의 기액 접촉기(200)가 도 9의 팬(904) 또는 팬 스택(902, 902a, 902b, 902c 또는 902d)을 포함할 수 있다.

도 10은 도 2에 도시된 기액 접촉기(200)와 같은 기액 접촉기 시스템용의 제어 시스템(또는 제어부)(1000)의 개략도이다. 시스템(1000)은, 예를 들어, 제어 시스템(999) 또는 본원에 설명된 다른 제어부로서 또는 그 일부로서 전술한 임의의 컴퓨터 구현 방법과 관련하여 설명된 작동을 위해 사용될 수 있다.

시스템(1000)은 랩탑, 데스크탑, 워크스테이션, 개인 정보 단말기, 서버, 블레이드 서버, 메인프레임, 및 기타 적절한 컴퓨터와 같은 다양한 형태의 디지털 컴퓨터를 포함하도록 의도된다. 시스템(1000)은 또한, PDA, 휴대폰, 스마트폰, 및 기타 유사한 컴퓨팅 장치와 같은 모바일 장치를 포함할 수 있다. 추가적으로, 시스템이 범용 직렬 버스(USB) 플래시 드라이브와 같은 휴대용 저장 매체를 포함할 수 있다. 예를 들어, USB 플래시 드라이브가 운영 체제 및 기타 응용 프로그램을 저장할 수도 있다. USB 플래시 드라이브가 다른 컴퓨팅 장치의 USB 포트에 삽입될 수도 있는 무선 송신기 또는 USB 커넥터와 같은 입출력 구성 요소를 포함할 수 있다.

시스템(1000)이 프로세서(1010), 메모리(1020), 저장 장치(1030), 및 입출력 장치(1040)를 포함한다. 각각의 구성 요소(1010, 1020, 1030, 1040)가 시스템 버스(1050)를 사용하여 상호 연결된다. 프로세서(1010)가 시스템(1000) 내에서 실행하기 위한 명령을 처리할 수 있다. 프로세서가 다수의 아키텍처를 사용하여 설계될 수도 있다. 예를 들어, 프로세서(1010)가 복잡한 명령어 집합 컴퓨터(CISC) 프로세서, 간소화된 명령어 집합 컴퓨터(RISC) 프로세서, 또는 최소 명령어 집합 컴퓨터(MISC) 프로세서일 수도 있다.

일 구현에 있어서, 프로세서(1010)가 단일 스레드 프로세서이다. 일부 구현에 있어서, 프로세서(1010)가 다중 스레드 프로세서이다. 프로세서(1010)가 메모리(1020)에 또는 저장 장치(1030) 상에 저장된 명령을 처리하여 입출력 장치(1040) 상에 사용자 인터페이스에 대한 그래픽 정보를 표시할 수 있다.

메모리(1020)가 시스템(1000)의 내부에 정보를 저장한다. 일 구현에 있어서, 메모리(1020)가 컴퓨터 판독 가능 매체이다. 일 구현에 있어서, 메모리(1020)가 휘발성 메모리 유닛이다. 일부 구현에 있어서, 메모리(1020)가 비휘발성 메모리 유닛이다.

저장 장치(1030)가 시스템(1000)용의 대용량 저장 장치를 제공할 수 있다. 일 구현에 있어서, 저장 장치(1030)가 컴퓨터 판독 가능 매체이다. 다양한 상이한 구현에 있어서, 저장 장치(1030)가 플로피 디스크 장치, 하드 디스크 장치, 광 디스크 장치, 또는 테이프 장치일 수도 있다.

입출력 장치(1040)가 시스템(1000)에 대한 입출력 작동을 제공한다. 일 구현에 있어서, 입출력 장치(1040)가 키보드 및/또는 포인팅 장치를 포함한다. 일부 구현에 있어서, 입출력 장치(1040)가 그래픽 사용자 인터페이스를 표시하기 위한 디스플레이 유닛을 포함한다.

설명된 특정한 특징부가 디지털 전자 회로 또는 컴퓨터 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 장치가 정보 매체, 예를 들어, 프로그램 가능한 프로세서에 의한 실행을 위한 기계 판독 가능 저장 장치에 유형적으로 구현된 컴퓨터 프로그램 제품으로 구현될 수 있으며, 방법 단계가 입력 데이터에 대해 작동하여 출력을 생성함으로써 설명된 구현의 기능을 수행하기 위해 명령어 프로그램을 실행하는 프로그램 가능 프로세서에 의해 수행될 수 있다. 설명된 특징부가 데이터 저장 시스템, 적어도 하나의 입력 장치 및 적어도 하나의 출력 장치로부터 데이터 및 명령을 수신하며 이들로 데이터 및 명령어를 전송하도록 결합된 적어도 하나의 프로그램 가능 프로세서를 포함하는 프로그램 가능 시스템 상에서 실행 가능한 하나 이상의 컴퓨터 프로그램으로 유리하게 구현될 수 있다. 컴퓨터 프로그램이 컴퓨터에서 특정 활동을 수행하거나 특정 결과를 가져오기 위해 직접적으로 또는 간접적으로 사용될 수 있는 명령어 세트이다. 컴퓨터 프로그램이 편집 또는 해석 언어를 포함한 임의의 형태의 프로그래밍 언어로 작성될 수 있으며, 독립 실행형 프로그램으로서 또는 모듈, 구성 요소, 서브루틴, 또는 컴퓨팅 환경에서 사용하기에 적합한 기타 유닛을 포함한 임의의 형태로 배포될 수 있다.

명령어의 프로그램의 실행에 적합한 프로세서가, 예를 들어, 범용 및 특수 목적의 마이크로프로세서, 및 단독 프로세서 또는 임의의 종류의 컴퓨터의 다수의 프로세서 중 하나를 포함한다. 일반적으로, 프로세서가 읽기 전용 메모리나 랜덤 액세스 메모리 또는 둘 다에서 명령어와 데이터를 수신한다. 컴퓨터의 필수 요소는 명령어를 실행하기 위한 프로세서와, 명령어 및 데이터를 저장하기 위한 하나 이상의 메모리이다. 일반적으로, 컴퓨터가 또한, 데이터 파일을 저장하기 위한 하나 이상의 대용량 저장 장치를 포함하거나, 이와 통신하도록 작동 가능하게 결합될 것이며, 이러한 장치는 내부 하드 디스크 및 이동식 디스크와 같은 자기 디스크, 광자기 디스크 및 광 디스크를 포함한다. 컴퓨터 프로그램 명령어 및 데이터를 유형적으로 구현하기에 적합한 저장 장치는, 예시로서, EPROM, EEPROM, 및 플래시 메모리 장치와 같은 반도체 메모리 장치를 포함하는 모든 형태의 비휘발성 메모리, 내부 하드 디스크 및 이동식 디스크와 같은 자기 디스크, 광자기 디스크, 및 CD-ROM 및 DVD-ROM 디스크를 포함한다. 프로세서와 메모리가 주문형 집적 회로(ASIC)에 의해 보완되거나 이에 통합될 수 있다.

사용자와의 상호 작용을 제공하기 위해, 사용자에게 정보를 표시하기 위한 음극선관(CRT) 또는 액정 디스플레이(LCD) 모니터와 같은 디스플레이 장치, 및 사용자가 컴퓨터에 입력값을 제공할 수 있는 마우스 또는 트랙볼과 같은 포인팅 장치 및 키보드를 구비한 컴퓨터 상에 해당 특징부가 구현될 수 있다. 추가적으로, 이러한 활동이 터치스크린 평면 패널 디스플레이 및 기타 적절한 기구를 통해 구현될 수 있다.

상기 특징부가 데이터 서버와 같은 백엔드 구성 요소를 포함하거나, 애플리케이션 서버 또는 인터넷 서버와 같은 미들웨어 구성 요소를 포함하거나, 그래픽 사용자 인터페이스나 인터넷 브라우저, 또는 이들의 임의의 조합을 구비한 클라이언트 컴퓨터와 같은 프론트-엔드 구성 요소를 포함하는 제어 시스템에서 구현될 수 있다. 시스템의 구성 요소가 통신 네트워크와 같은 임의의 디지털 데이터 통신 형태 또는 매체에 의해 연결될 수 있다. 통신 네트워크의 예로는 근거리 통신망("LAN"), 광역 네트워크("WAN"), 피어-투-피어(peer-to-peer) 네트워크(임시 또는 정적 부재 포함), 그리드 컴퓨팅 기반 시설, 및 인터넷이 있다.

본 개시의 다수의 실시예가 설명되었다. 그럼에도 불구하고, 본 개시의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양한 수정이 이루어질 수도 있음을 이해할 것이다. 따라서, 다른 실시예가 다음의 청구범위의 범위 내에 있다. 다양한 양태의 추가의 수정 및 대안의 실시예가 본 설명을 고려하여 당업자에게 명백할 것이다. 따라서, 본 설명은 단지 예시적인 것으로 해석되어야 한다. 본원에 도시 및 설명된 형태는 예시적인 실시예로서 취급되어야 한다는 것을 이해하여야 한다. 요소와 재료가 본원에 예시 및 설명된 것으로 대체될 수도 있으며, 부품 및 공정이 역전될 수도 있으며, 특정한 특징이 독립적으로 이용될 수도 있고, 이들 모두는 본 설명의 이점을 파악한 후에는 당업자에게 명백하게 될 것이다. 이하의 청구 범위에 설명된 바와 같은 사상과 범위를 벗어나지 않으면서 본원에 설명된 요소의 변경이 이루어질 수도 있다.

Claims (67)

1. 희석 가스 공급원으로부터 CO₂를 포집하기 위한 시스템으로서,
   상기 시스템은 기액 접촉기를 포함하며,
   상기 기액 접촉기는,
   복수의 구조적 부재에 결합된 하우징;
   상기 하우징 내부에 위치하며, CO₂ 포집 용액을 보유하도록 구성되며, 바닥 저장부(bottom basin)를 포함하는 하나 이상의 저장부;
   상기 바닥 저장부 위에 적어도 부분적으로 위치한 하나 이상의 패킹 섹션(packing section);
   상기 하나 이상의 패킹 섹션을 통해 CO₂ 적재 가스(CO₂-laden gas)를 순환시키도록 작동 가능한 팬; 및
   상기 하나 이상의 패킹 섹션 상으로 상기 CO₂ 포집 용액을 유동시키도록 구성된 액체 분배 시스템
   을 포함하며,
   상기 기액 접촉기는 상기 CO₂ 포집 용액과 호환 가능한 하나 이상의 구성 재료(MOC; material of construction)를 포함하는 것인, 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 하나 이상의 MOC는, 비닐 에스테르와 유리 섬유를 포함하는 섬유 강화 플라스틱(FRP) 및 스테인리스강 중, 적어도 하나를 포함하는 것인, 시스템.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 하우징은, 하나 이상의 개구, 및 밀폐제 층으로 라이닝 처리된 하나 이상의 절단 단부를 포함하는 것인, 시스템.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 밀폐제 층은, 비닐 에스테르 수지를 포함하는 것인, 시스템.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 복수의 구조적 부재, 상기 하우징 및 상기 하나 이상의 저장부 중, 적어도 하나에 적용된 보호 코팅
   을 추가로 포함하는 시스템.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 보호 코팅은 비닐 에스테르, 폴리우레탄, 스테인리스강 및 에폭시 중, 적어도 하나를 포함하는 것인, 시스템.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 바닥 저장부는 HDPE 저장부 섹션 및 콘크리트 저장부 섹션 중, 적어도 하나를 포함하는 것인, 시스템.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 콘크리트 저장부 섹션에 열가소성 가황물(TPV), PVC, 친수성 클로로프렌 고무 및 스테인리스강 중, 적어도 하나를 포함하는 차수판(waterstop)이 매립되는 것인, 시스템.
9. 제 1 항에 있어서,
   지질막 라이너(geomembrane liner)가 상기 바닥 저장부의 적어도 일부를 둘러싸며, 상기 지질막 라이너는 HDPE 및 에틸렌 프로필렌 디엔 모노머(EPDM) 중, 적어도 하나를 포함하는 것인, 시스템.
10. 제 9 항에 있어서,
    누출 검출 시스템이 상기 바닥 저장부 및 상기 지질막 라이너에 개재(intervene)하는 것인, 시스템.
11. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 구조적 부재는, 하나 이상의 벽에 의해 상기 바닥 저장부로부터 적어도 부분적으로 분리되는 격실을 포함하는 플레넘(plenum)을 획정하며, 상기 바닥 저장부는 적어도 부분적으로 상기 패킹 아래에 위치하는 것인, 시스템.
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 벽은 콘크리트 및 스테인리스강 중, 적어도 하나를 포함하는 것인, 시스템.
13. 제 11 항에 있어서,
    상기 격실은, 격실의 외부로 다량의 액체를 유동시키도록 작동 가능한 배출관에 유체 유동적으로 결합된 섬프(sump)를 포함하는 것인, 시스템.
14. 제 11 항에 있어서,
    상기 격실은 섬프 내부에 위치한 섬프 펌프를 포함하며, 상기 섬프 펌프는 상기 바닥 저장부로 다량의 액체를 유동시키도록 작동 가능한 것인, 시스템.
15. 제 11 항에 있어서,
    상기 플레넘은 적어도 2%의 배출 경사로 맞춰진 플레넘 격실 바닥을 포함하는 것인, 시스템.
16. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 구조적 부재는 상기 바닥 저장부 내의 액체 레벨 위에 장착되는 것인, 시스템.
17. 제 16 항에 있어서,
    상기 복수의 구조적 부재는 상기 바닥 저장부의 경계를 이루는 하나 이상의 벽 상에 장착되는 것인, 시스템.
18. 제 16 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 벽은 상기 바닥 저장부의 액체 레벨 위로 연장되는 하나 이상의 융기 벽을 포함하는 것인, 시스템.
19. 제 18 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 벽 및 상기 하나 이상의 융기 벽 중, 적어도 하나에 적용된 보호 코팅
    을 추가로 포함하는 시스템.
20. 제 1 항에 있어서, 상기 액체 분배 시스템은,
    살포기 홀 세트(set of sparger hole)를 각각 구비하는 하나 이상의 액체 분배관; 및
    상기 하나 이상의 액체 분배관 아래에 위치한 노즐 세트
    를 포함하는 것인, 시스템.
21. 제 20 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 저장부는 상부 저장부를 포함하며,
    상기 살포기 홀 세트는 적어도 부분적으로 상기 상부 저장부의 바닥면을 향하여 배향되는 것인, 시스템.
22. 제 21 항에 있어서,
    상기 상부 저장부의 상기 바닥면에 결합되며 상기 상부 저장부의 상기 CO₂ 포집 용액의 제 1 저장소 및 제 2 저장소를 형성하도록 구성된 위어(weir)
    를 추가로 포함하며,
    상기 CO₂ 포집 용액은 상기 제 1 저장소로부터 상기 제 2 저장소로 유동하는 것인, 시스템.
23. 제 22 항에 있어서,
    상기 살포기 홀 세트는 상기 상부 저장부의 상기 제 1 저장소에 적어도 부분적으로 잠겨 있는 것인, 시스템.
24. 제 22 항에 있어서,
    상기 노즐 세트는 상기 상부 저장부 내의 상기 제 2 저장소와 유체 유동적으로 결합되는 것인, 시스템.
25. 제 1 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 패킹 섹션은, 제 2 패킹 섹션 위에 적어도 부분적으로 위치한 제 1 패킹 섹션을 포함하는 것인, 시스템.
26. 제 25 항에 있어서,
    적어도 하나의 패킹 지지부가 상기 하나 이상의 패킹 섹션의 상기 제 1 패킹 섹션 및 상기 제 2 패킹 섹션에 개재하는 것인, 시스템.
27. 제 25 항에 있어서,
    상기 제1 패킹 섹션은 제 1 홈 각도(flute angle)를 포함하며, 상기 제 2 패킹 섹션은 상기 제 1 홈 각도와는 상이한 제 2 홈 각도를 포함하는 것인, 시스템.
28. 제 25 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 패킹 섹션은 교차 주름형 패킹 시트(packing sheet) 세트를 포함하는 것인, 시스템.
29. 제 25 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 패킹 섹션은 실질적으로 간극을 포함하지 않는 것인, 시스템.
30. 제 25 항에 있어서,
    패킹의 상기 하나 이상의 섹션 사이에 위치한 액체 재분배기
    를 추가로 포함하는 시스템.
31. 제 30 항에 있어서,
    상기 액체 재분배기는 상기 하나 이상의 패킹 섹션 중 제 2 패킹 섹션을 포함하는 것인, 시스템.
32. 제 30 항에 있어서,
    상기 액체 재분배기는 상기 CO₂ 포집 용액을 상기 제 2 패킹 섹션으로 유동시키도록 구성된 하나 이상의 재분배 노즐을 포함하는 것인, 시스템.
33. 제 1 항에 있어서,
    상기 팬을 부분적으로 에워싸는 팬 스택(fan stack)
    을 추가로 포함하며,
    상기 팬 스택은 10 ft 내지 30 ft, 10 ft 내지 20 ft, 또는 20 ft 내지 30 ft인 팬 스택 높이를 포함하는 것인, 시스템.
34. 제 33 항에 있어서,
    상기 팬은 10 ft 내지 30 ft, 10 ft 내지 15 ft, 또는 15 ft 내지 30 ft인 팬 직경을 포함하는 것인, 시스템.
35. 제 1 항에 있어서,
    상기 팬은 9 m/s 내지 15 m/s의 범위의 배기 속도로 CO₂ 저감 가스를 배출하도록 구성되는 것인, 시스템.
36. 제 1 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 패킹 섹션의 상류에 위치하며 상기 CO₂ 포집 용액의 적어도 일부를 차단하도록 배향된, 슬래티드 루버 세트(set of slatted louvers)
    를 추가로 포함하는 시스템.
37. 제 36 항에 있어서,
    상기 슬래티드 루버 세트는 구조화 루버 세트(set of structured louvers)의 상류에 위치하는 것인, 시스템.
38. 희석 가스 혼합물로부터 이산화탄소를 제거하기 위한 방법으로서,
    팬을 작동시켜 기액 접촉기 내로 CO₂ 적재 가스를 유동시키는 단계로서, 상기 기액 접촉기는,
    복수의 구조적 부재를 포함하는 하우징;
    하나 이상의 패킹 섹션;
    하나 이상의 저장부; 및
    상기 팬을 부분적으로 둘러싸는 팬 스택
    을 포함하는 것인 단계;
    상기 하나 이상의 패킹 섹션 상에서 CO₂ 포집 용액을 유동시키는 단계; 및
    CO₂ 저감 가스를 생산하도록 상기 CO₂ 포집 용액을 이용하여 상기 CO₂ 적재 가스로부터의 CO₂ 중 적어도 일부를 흡착하는 단계
    를 포함하는 방법.
39. 제 38 항에 있어서,
    격실 내에 다량의 액체를 수용하는 단계
    를 추가로 포함하며,
    상기 격실은 상기 복수의 구조적 부재에 의해 획정된 플레넘 내부에 위치하며 상기 격실의 적어도 일부가 상기 하나 이상의 저장부로부터 분리되는 것인, 방법.
40. 제 39 항에 있어서,
    상기 격실의 적어도 일부는 하나 이상의 융기 벽에 의해 상기 하나 이상의 저장부로부터 분리되는 것인, 방법.
41. 제 40 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 융기 벽은 스테인리스강 및 콘크리트 중, 적어도 하나를 포함하는 것인, 방법.
42. 제 40 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 융기 벽 상에 상기 복수의 구조적 부재를 지지함으로써 상기 하나 이상의 저장부 내의 액체 레벨 위로 상기 복수의 구조적 부재 중 적어도 일부를 상승시키는 단계
    를 추가로 포함하는 방법.
43. 제 39 항에 있어서,
    상기 격실로부터 다량의 액체를 배출하는 단계
    를 추가로 포함하는 방법.
44. 제 43 항에 있어서,
    상기 격실로부터 다량의 액체를 배출하는 단계는,
    섬프 및 배출관 내로 상기 다량의 액체를 유동시키는 단계; 및
    상기 격실의 외부로 상기 다량의 액체를 유동시키는 단계
    를 포함하는 것인, 방법.
45. 제 43 항에 있어서,
    상기 격실로부터 상기 다량의 액체를 배출하는 단계는,
    섬프 펌프를 포함하는 섬프 내로 상기 다량의 액체를 유동시키는 단계;
    상기 다량의 액체를 상기 바닥 저장부로 유동시키도록 상기 섬프 펌프를 작동시키는 단계
    를 포함하는 것인, 방법.
46. 제 43 항에 있어서,
    상기 격실로부터 상기 다량의 액체를 배출하는 단계는, 적어도 2%의 배출 경사로 맞춰진 플레넘 격실 바닥 상에서 상기 다량의 액체를 유동시키는 단계를 포함하는 것인, 방법.
47. 제 38 항에 있어서,
    슬래티드 루버 세트를 통해 상기 CO₂ 적재 가스를 유동시키는 단계
    를 추가로 포함하는 방법.
48. 제 47 항에 있어서,
    상기 슬래티드 루버 세트 하류의 구조화 루버 세트를 통해 상기 CO₂ 적재 가스를 유동시키는 단계
    를 추가로 포함하는 방법.
49. 제 38 항에 있어서,
    상기 CO₂ 포집 용액을 분배관 내로 유동시키는 단계;
    상기 CO₂ 포집 용액을 상기 분배관의 살포기 홀 세트를 통해 상기 하나 이상의 저장부 중 상부 저장부 내로 유동시키는 단계; 및
    상기 CO₂ 포집 용액을 상기 상부 저장부 내의 노즐 세트를 통해 상기 하나 이상의 패킹 섹션 중 적어도 일부로 유동시키는 단계
    를 추가로 포함하는 방법.
50. 제 49 항에 있어서,
    상기 살포기 홀 세트는 적어도 부분적으로 상기 상부 저장부의 바닥면을 향하여 배향되는 것인, 방법.
51. 제 50 항에 있어서,
    상기 상부 저장부의 상기 바닥면에 결합되며 상기 상부 저장부의 제 1 저장소 및 제 2 저장소를 형성하는 위어 위에서, 상기 액체를 유동시키는 단계
    를 추가로 포함하며,
    상기 CO₂ 포집 용액은 상기 제 1 저장소로부터 상기 제 2 저장소로 유동하는 것인, 방법.
52. 제 51 항에 있어서,
    상기 CO₂ 포집 용액을 상기 살포기 홀 세트를 통해 유동시키는 단계는 상기 제 1 저장소에 잠겨 있는 상기 살포기 홀 세트를 통해 상기 CO₂ 포집 용액을 유동시키는 단계를 포함하는 것인, 방법.
53. 제 51 항에 있어서,
    상기 CO₂ 포집 용액을 상기 노즐 세트를 통해 유동시키는 단계는 상기 상부 저장부 내의 상기 제 2 저장소로부터 상기 CO₂ 포집 용액을 유동시키는 단계를 포함하는 것인, 방법.
54. 제 49 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 패킹 섹션은 교차 주름형 패킹 시트 세트를 포함하는 것인, 방법.
55. 제 49 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 패킹 섹션 중 제 1 패킹 섹션 아래에 적어도 부분적으로 위치한 액체 재분배기를 통해 상기 CO₂ 포집 용액을 유동시키는 단계
    를 추가로 포함하는 방법.
56. 제 55 항에 있어서,
    상기 액체 재분배기를 통해 상기 CO₂ 포집 용액을 유동시키는 단계는 수집 홈통 세트와 재분배 노즐 세트를 통해 상기 CO₂ 포집 용액을 유동시키는 단계를 포함하는 것인, 방법.
57. 제 56 항에 있어서,
    상기 재분배 노즐 세트로부터 재분배 노즐 아래에 위치한 역류 막 패킹(counterflow film packing)으로 상기 CO₂ 포집 용액을 유동시키는 단계
    를 추가로 포함하는 방법.
58. 제 55 항에 있어서,
    상기 액체 재분배기를 통해 상기 CO₂ 포집 용액을 유동시키는 단계는 역류 막 패킹을 통해 상기 CO₂ 포집 용액을 유동시키는 단계를 포함하는 것인, 방법.
59. 제 55 항에 있어서,
    상기 액체 재분배기를 통해 상기 CO₂ 포집 용액을 유동시키는 단계는 가압 분배관 및 재분배 노즐 세트를 통해 상기 CO₂ 포집 용액을 유동시키는 단계를 포함하는 것인, 방법.
60. 제 38 항에 있어서,
    제 1 홈 각도를 갖는 제 1 패킹 섹션을 통해 상기 CO₂ 포집 용액을 유동시키는 단계, 및
    상기 제 1 홈 각도와는 상이한 제 2 홈 각도를 갖는 제 2 패킹 섹션을 포함하는 액체 재분배기를 통해 상기 CO₂ 포집 용액을 유동시키는 단계
    를 추가로 포함하는 방법.
61. 제 38 항에 있어서,
    상기 팬을 작동시키는 단계는, 팬을 작동시켜 적어도 9 m/s 내지 15 m/s의 배기 속도로 상기 팬 스택으로부터 상기 CO₂ 저감 가스를 배출하는 단계를 포함하는 것인, 방법.
62. 제 61 항에 있어서,
    상기 팬은 10 ft 내지 30 ft, 10 ft 내지 15 ft, 또는 15 ft 내지 30 ft인 팬 직경을 포함하는 것인, 방법.
63. 제 61 항에 있어서,
    상기 팬 스택은 10 ft 내지 30 ft, 10 ft 내지 20 ft, 또는 20 ft 내지 30 ft인 팬 스택 높이를 포함하는 것인, 방법.
64. 가스를 액체와 접촉시키기 위한 시스템으로서,
    복수의 구조적 부재에 결합된 하우징;
    상기 하우징 내부에 위치하며, 액체를 보유하도록 구성되며, 바닥 저장부 및 상부 저장부를 포함하는 하나 이상의 저장부;
    상기 바닥 저장부 위에 적어도 부분적으로 위치하며 실질적으로 간극을 포함하지 않는 하나 이상의 패킹 섹션;
    상기 하나 이상의 패킹 섹션을 통해 가스를 순환시키도록 작동 가능한 팬; 및
    상기 하나 이상의 패킹 섹션 상으로 액체를 유동시키도록 구성되며, 살포기 홀 세트를 각각 구비한 하나 이상의 액체 분배관 및 노즐 세트를 포함하는 액체 분배 시스템
    을 포함하며,
    상기 노즐 세트는 상기 하나 이상의 액체 분배관 아래에 위치하는 것인, 시스템.
65. 제 64 항에 있어서,
    상기 상부 저장부의 바닥면에 결합되며, 상기 상부 저장부의 액체의 제 1 저장소 및 제 2 저장소를 형성하도록 구성된 위어
    를 추가로 포함하며,
    상기 액체는 상기 제 1 저장소로부터 상기 제 2 저장소로 유동하며,
    상기 살포기 홀 세트는 상기 제 1 저장소 내에 적어도 부분적으로 잠겨 있으며,
    상기 노즐 세트는 상기 제 2 저장소와 유체 유동적으로 결합되는 것인, 시스템.
66. 제 64 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 패킹 섹션 사이에 위치한 액체 재분배기
    를 추가로 포함하며,
    상기 하나 이상의 패킹 섹션은 제 1 패킹 섹션 및 제 2 패킹 섹션을 포함하며, 상기 액체 재분배기는 상기 제 2 패킹 섹션 및 상기 제 2 패킹 섹션으로 상기 액체를 유동시키도록 구성된 복수의 재분배 노즐 중, 적어도 하나를 포함하는 것인, 시스템.
67. 제 64 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 패킹 섹션 및 액체 재분배기 중, 적어도 하나에 인접하게 위치한 배플 세트
    를 추가로 포함하는 시스템.