KR20230163734A - 석회소성공정에서 배출되는 이산화탄소 포집 방법 및 장치 - Google Patents

석회소성공정에서 배출되는 이산화탄소 포집 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 석회소성공정에서 배출되는 이산화탄소를 고농도로 안정적으로 포집하기 위한 방법 및 장치에 관한 것으로, 석회소성장치의 가열로에서 배출된 연소배가스가 연소공기와의 열교환을 통해 수분이 제거되는 단계, 상기 수분이 제거된 배가스가 분리막에 공급되어 이산화탄소가 포집되는 단계 및 상기 분리막을 비투과한 배가스가 냉각공기와 혼합되어 상기 가열로 내부로 공급되는 단계를 포함하고, 상기 분리막 비투과 배가스와 냉각공기의 혼합비는 배가스 내 이산화탄소 농도를 기반으로 산출되는 이산화탄소 포집 방법이 제공된다.

Description

석회소성공정에서 배출되는 이산화탄소 포집 방법 및 장치{Method and device for capturing carbon dioxide emitted from the lime calcination process}
본 발명은 석회소성공정에서 배출되는 이산화탄소를 포집하는 방법 및 장치 에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 분리막을 활용하여 이산화탄소를 고농도로 안정적으로 포집하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
소성 킬른은 제철소 내 생석회를 생산하거나, 시멘트 업체에서 시멘트를 생산하는데 사용되는 공정이며, 로터리, 샤프트 등 다양한 형태의 킬른이 존재한다. 제철소에서 사용되는 석회 소성 공장의 킬른은 석회석(CaCO3)을 소성하여 제강 및 소결공장에 소요되는 생석회(CaO)를 만드는 공정이다(반응식 : CaCO3 → CaO + CO2). 이때 다량의 이산화탄소가 발생되며, 연료의 연소로 인해 발생되는 이산화탄소와 함께 배가스로 배출된다. 석회 소성 공장의 배가스에는 다량의 먼지가 함유되어 있어 백필터 등을 통해 이를 제거한 후 대기로 배출되지만, 배가스에 함유된 이산화탄소의 경우 별도의 처리를 하지 않고 그대로 배출된다. 배가스 내 이산화탄소의 농도, 포집 기술 적용 현장에 따라 이산화탄소 포집 기술이 상이하게 적용될 수 있으며, 현재는 액상 흡수제를 이용한 포집 기술과 분리막을 이용한 포집 기술이 많이 검토되고 있는 단계이다.
석회 소성 공장은 통상 20% 이상의 고농도의 이산화탄소가 배출되고 있으므로, 이산화탄소 포집 시 분리막 기반의 포집 공정 도입이 적합하다. 분리막을 이용한 이산화탄소 포집 시 배가스의 이산화탄소 농도가 고농도로 안정적으로 유지되는 것이 이상적이지만, 석회 소성 공장의 공정 특성 및 조업 조건에 따라 이산화탄소 농도가 가변적이기 때문에 안정적인 이산화탄소 포집이 어려울 수 있다. 이에 따라 생성되는 액상 또는 기상의 이산화탄소의 품질을 유지하기 위해 가스 홀더 등의 추가 설비가 요구된다. 상대적으로 낮은 이산화탄소 농도를 기준으로 운영하기 때문에 목표 농도를 상향하기 위한 다단의 포집 공정을 구성하여 설비가 비대해지며 이에 따라 초기 투자비와 운영비가 증가된다.
또한, 분리막 기반의 이산화탄소 포집 시 배가스 내 수분을 제거하여 분리막의 젖음을 방지해야 하므로 배가스 냉각 설비를 전단에 두어 수분을 제거함에 다량의 에너지가 소비된다. 이에 분리막을 이용한 이산화탄소 포집 시 사전에 배가스 내 수분을 효율적으로 제거할 수 있는 전처리 공정이 요구된다.
공개특허 제10-2020-0129647호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 석회소성공정에서 분리막을 이용한 이산화탄소 포집 시 배가스의 이산화탄소 농도가 고농도로 안정적으로 유지되도록 하는 이산화탄소 포집 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 석회소성공정에서 배출되는 이산화탄소 포집 방법이 제공된다. 상기 이산화탄소 포집 방법은, 석회소성장치의 가열로에서 배출된 연소배가스가 연소공기와의 열교환을 통해 수분이 제거되는 단계, 상기 수분이 제거된 배가스가 분리막에 공급되어 이산화탄소가 포집되는 단계 및 상기 분리막을 비투과한 배가스가 냉각공기와 혼합되어 상기 가열로 내부로 공급되는 단계를 포함하고, 상기 분리막 비투과 배가스와 냉각공기의 혼합비는 배가스 내 이산화탄소 농도를 기반으로 산출될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 혼합비를 산출하는 방법은, 상기 연소배가스 내 이산화탄소의 목표 농도를 설정하는 단계, 상기 연소배가스에 함유된 이산화탄소의 농도를 실시간으로 측정하는 단계 및 제어부가 상기 측정된 값을 기반으로 목표 농도가 되도록 분리막 비투과 배가스와 냉각공기의 유량을 조절하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 분리막 비투과 배가스의 이산화탄소 농도는 분리막 투과 배가스의 이산화탄소 농도보다 더 낮을 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 분리막 비투과 배가스와 냉각공기의 혼합 가스에 함유된 이산화탄소가 목표 농도에 도달하지 못할 경우, 상기 제어부가 분리막 투과 배가스의 유량을 조절하여 상기 혼합 가스에 혼입되도록 하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 분리막 비투과 배가스의 이산화탄소 농도는 5 내지 10vol%일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 연소배가스와 열교환한 연소공기는 상기 가열로에 공급되어 연료와 혼합될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 석회소성공정에서 배출되는 이산화탄소 포집 장치가 제공된다. 상기 이산화탄소 포집 장치는, 연소과정에서 이산화탄소 함유 배가스를 배출하는 석회소성장치, 상기 석회소성장치 후단에 배치되고, 연소배가스에 대해 열교환 후 수분을 제거하는 열교환기, 상기 열교환기 후단에 구비되고, 상기 수분이 제거된 배가스에서 이산화탄소를 분리, 포획하는 분리막 및 상기 분리막과 석회소성장치 사이에 배치되고, 상기 석회소성장치로 유입되는 분리막 비투과 배가스와 냉각공기의 혼합 가스 유량을 조절하는 제어부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 연소배가스에 함유된 이산화탄소의 농도를 실시간으로 측정하여 측정된 값을 기반으로 목표 농도가 되도록 혼합 가스 유량을 조절 가능할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 목표 농도가 되도록 분리막 투과 배가스의 유량을 조절하여 상기 혼합 가스에 혼입되도록 마련될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제어부는, 게이트 밸브, 3-way 밸브, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 석회소성장치 전단에 배치되고, 상기 석회소성장치에 냉각공기를 가압 공급하기 위한 배기설비를 더 포함할 수 있다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 소성 킬른의 배가스 내 포함된 이산화탄소의 포집 시 가변적인 농도를 목표 농도로 일정하게 배출될 수 있도록 냉각 공기와 포집공정에서 발생한 이산화탄소 잉여분을 혼합 주입함으로써 안정적인 이산화탄소 포집 공정 운영이 가능하다. 또한 배가스 내 이산화탄소 농도를 일정하게 유지시킴으로써 포집 공정의 규모와 운영비를 최소화할 수 있다. 또한, 이산화탄소 포집 후 배출되는 배가스를 재순환 시킴으로써 포집 공정의 회수율을 상향시킬 수 있으며, 냉각 공기량을 최소화하여 석회 소성 킬른의 배가스 배출량을 감소시킬 수 있다. 또한, 소성 킬른의 배가스와 연소공기와의 열교환을 통해 배가스 내 수분을 최소화하여, 이산화탄소 포집 공정의 수분 제거 전처리 공정의 운영 효율을 향상시킬 수 있다. 더불어 연소공기의 예열을 통해 연료사용량을 최소화할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이산화탄소 포집 장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이산화탄소 포집 방법의 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배가스와 냉각공기의 혼합비를 산출하는방법의 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 여러 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려 이들 실시예들은 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이다.
이하, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차(tolerance)에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명 사상의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이산화탄소 포집 장치의 구성도를 도시한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 석회소성공정에서 배출되는 이산화탄소 포집 장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 연소과정에서 이산화탄소 함유 배가스를 배출하는 석회소성장치(10), 연소배가스에 대해 열교환 후 수분을 제거하는 열교환기(30), 수분이 제거된 배가스에서 이산화탄소를 분리, 포획하는 분리막(20) 및 분리막 비투과 배가스와 냉각공기의 혼합 가스 유량을 조절하는 제어부(40)를 포함하여 구성된다.
석회소성장치(10) 내부로 연료와 연소공기가 공급되어 투입된 연료가 연소되어 연소배가스가 배출된다. 일반적으로 석회석이나 백운석으로부터 생석회 또는 경소백운석을 만드는 석회소성로의 경우 0~35mm입경의 미립광석의 처리를 위해 일반적으로 로타리킬른을 사용하게 되며, 킬른내에서 광석을 소성처리하는 과정에서 필요로 하는 다량의 에너지를 공급하기 위해 가스 및 중유버너를 사용하게 된다. 통상 소성에너지원으로 사용되는 LNG, 코크스오븐가스(COG) 또는 중유와 같은 유체 연료의 연소과정에서 고온의 배가스가 다량 배출된다. 그리고, 소성후 배출하는 제품의 냉각을 목적으로 석회소성장치(10) 내부로 다량의 공기를 공급하게 되며, 석회소성장치(10)에 냉각공기를 가압 공급하기 위한 배기설비로서 블로워(411)가 설치될 수 있다. 냉각공기는 가열로를 거쳐 고온의 연소가스와 함께 외부로 배출될 수 있다.
분리막(20)은 이산화탄소를 분리하기 위하여 이산화탄소를 선택적으로 투과하는 분리막이며, 고분자 분리막, 미세기공성(microporous) 분리막 또는 제올라이트 분리막 등이 가능하다. 분리막(20)에 주입되는 혼합 가스는 연소 배가스일 수 있고, 이산화탄소의 분리공정을 1회 이상 수행하여 획득한 가스일 수도 있다. 열교환기(30)에서는 연소공기와의 열교환에 의해 연소배가스가 포화점 밑으로 냉각되면 응결이 일어난다. 원하는 온도로 연소배가스의 온도를 떨어뜨려 가스 중의 수분이 제거될 수 있다. 제거되는 수분의 양은 배가스의 온도에 따라서 변하므로 온도를 조절함으로써 수분제거량을 조절할 수 있다.
석회소성장치(10)의 운영 방식, 석회석 상태 등에 따라 연소와 생석회 냉각이 가변적이며, 이로 인해 배출되는 배가스에 함유된 이산화탄소 농도가 가변적이다. 특히 냉각공기의 경우 단순히 제품의 냉각을 위해서 주입되기 때문에, 연료의 연소 및 석회 소성으로 인해 발생되는 배가스 내 이산화탄소의 농도를 희석시킨다. 저농도의 이산화탄소-함유 가스 혼합물을 분리막 모듈에서 처리 시 분리막에 의한 분리능 감소 및 처리 용량의 증가로 인하여 전체 공정의 효율이 감소하고, 따라서 과도한 운전 에너지가 투입된다.
연소배가스에 함유된 이산화탄소 포집 시 안정적인 포집 공정의 운영을 위해 가변적인 이산화탄소 농도를 일정 농도로 유지시키는 것이 중요하다. 배가스의 일부를 가열로로 재순환시킴에 따라 배가스(가스 혼합물) 내 이산화탄소 농도가 일정하게 유지될 수 있다. 이에, 본 발명의 일 실시예에서는, 분리막(20)과 석회소성장치(10) 사이에 제어부(40)를 설치하여 석회소성장치(10)로 유입되는 분리막 비투과 배가스와 냉각공기의 혼합 가스 유량을 조절하게 한다.
구체적으로, 분리막 비투과 배가스와 냉각공기를 제어 밸브를 통해 유량을 조절한 후 석회소성장치(10)로 보내 연료가스와 혼합시킬 수 있다. 상기 제어밸브는 제어신호에 따라 개폐의 개도량이 조절되어 석회소성장치(10)로 유입되는 혼합 가스의 양을 조절할 수 있다. 상기 제어밸브의 예시로서 게이트 밸브, 3-way 밸브 등이 있으나, 이에 제한되지 않는다.
도시된 예에서, 블로워(211, 230, 311, 411) 및 펌프(220)는 소성공정 사이클을 운전하는데 필요한 장치들로서, 유체 흐름 또는 압력을 제어하기 위한 장치일 수 있다. 일 실시예에서, 배가스는 추가적으로 매스 흐름 제어기(mass flow controller), 배출기(ejector), 이덕터(eductor) 등과 같은 흐름 제어 요소를 통해 흐를 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 분리막을 이용한 이산화탄소 포집 방법을 나타낸 흐름도이다. 먼저, 석회소성장치(10)의 가열로에서 배출된 연소배가스가 분리막(20)에 공급되기 전에 열교환기(30)에서 연소공기와의 열교환을 통해 수분이 제거된다(S1). 석회소성킬른에서 배출되는 배가스는 고온에 다량의 수분을 함유하고 있다. 배가스의 수분은 연료의 연소 시 발생되는 수분량과 석회석의 사전 세척 과정에서 흡수된 수분량이 합쳐진 결과로, 일반 배가스보다 높은 수분량을 가지고 있다. 이에, 분리막을 이용한 이산화탄소 포집 공정 전에 배가스와 연소공기와의 열교환을 통해 배가스 온도를 낮춰 1차적으로 배가스 내 수분을 제거한 후, 필터 또는 냉각설비 등의 수분제거 장치(31)를 이용해 최종으로 배가스의 수분을 제거함으로써 기존의 수분제거 공정보다 에너지 사용량을 낮출 수 있다.
다음으로, 분리막(20)을 이용하여 배가스 내 이산화탄소를 포집한다(S2). 분리막을 이용한 이산화탄소 포집 공정은 배가스 내의 이산화탄소를 선택적으로 분리하여 포집하는 기술이다. 이때 분리막으로 유입된 배가스가 분리막을 투과한 고순도의 이산화탄소(A)와 투과되지 않은 배가스(소성 킬른 배가스에서 이산화탄소가 일정량 제거된)(B)로 나누어진다. 분리막을 투과한 이산화탄소 기체(A)는 이산화탄소를 많이 포함하고 있으며, 투과기체에 포함된 이산화탄소의 비율인 순도가 높을수록 분리막에 의한 선택적인 투과가 잘 진행된 것을 의미한다.
이산화탄소 포집 공정의 구성 및 운영 목표에 따라 고순도의 이산화탄소(A)와 분리막에 비투과된 배가스(B)의 조성은 상이하다. 분리막(20)으로 공급된 혼합 가스 중에서 분리막을 통과하지 않은 잔여기체(B) 라인에도 이산화탄소가 일부 포함될 수 있으며, 통상 비투과 배가스에도 일반 공기보다 높은 농도의 이산화탄소를 포함하고 있다. 예컨대, 분리막 비투과 배가스의 이산화탄소 농도는 5 내지 10vol%일 수 있다. 분리막(20)으로 공급된 혼합 가스에 포함된 이산화탄소의 총량은 투과기체에 포함된 이산화탄소의 양과 잔여기체에 포함된 이산화탄소의 양의 합과 같다. 분리막(20)으로 공급된 혼합 가스에 포함된 이산화탄소의 총량에 대한 투과기체에 포함된 이산화탄소의 양을 회수율로 표현한다.
이에, 본 발명의 실시예에서는, 이산화탄소 포집 시 이산화탄소 포집공정에서 생산된 고순도의 이산화탄소 가스나 분리막 비투과 배가스를 냉각공기와 혼합하여 주입함으로써 석회소성공정 배가스의 이산화탄소 농도를 일정하게 유지할 수 있다. 냉각공기와 분리막 비투과 배가스의 혼합비를 우선적으로 산정하여 가열로 내부로 공급한다(S3). 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 냉각공기와 분리막 비투과 배가스의 혼합비를 산정하는 방법의 흐름도를 도시한 것이다.
도 3에 따르면, 먼저 석회 소성 킬른에서 배출된 배가스의 이산화탄소 농도 목표치를 설정하고, 배가스의 이산화탄소 농도를 연속적으로 모니터링한다. 이산화탄소 목표 농도는 필요에 따라 적절히 설정할 수 있으며, 예컨대 25 내지 35%의 목표치로 설정할 수 있다. 현재 배출되는 연소배가스의 이산화탄소 농도가 이산화탄소 목표치에 미달되는 경우, 부족분만큼 냉각공기와 함께 투입하는 것이 바람직하다.
다음으로, 배가스 실측과 목표 농도를 비교하여 냉각공기와 이산화탄소 함유 가스의 혼합비를 산정한다. 이때, 고순도의 이산화탄소 가스(A) 또는 분리막 비투과 배가스(B) 중 우선적으로 비투과 배가스(B)를 먼저 냉각공기와 혼합하는 것이 바람직하다. 비투과 배가스(B)의 경우, 잉여 이산화탄소를 포집하기 위해서는 추가적인 분리막 포집 설비가 필요하고, 이로 인해 회수율을 높이기 위한 운영 효율이 감소된다. 비투과 배가스(B)를 소성공장에서 재사용하는 본 발명의 실시예에 따르면 이산화탄소 포집 설비를 감소시키고 운영효율을 향상시킬 수 있다. 고농도의 이산화탄소를 함유한 투과 배가스(A)를 사용할 경우 소성공장 배가스의 이산화탄소 농도를 더 높일 수 있겠으나, 고농도의 이산화탄소는 이산화탄소 포집 후 저장 또는 활용에 사용되어야 하므로 후단 공정의 안정적 운영을 위해 부수적으로 사용하는 것이 바람직하다. 일 실시예에 있어서, 가스 유입/유출 제어 모듈, 예컨대 3-way 밸브를 통해 분리막 투과 배가스(A)의 흐름을 차단하고 비투과 배가스(B)의 흐름을 냉각공기 라인에 합류하도록 할 수 있다.
필요에 따라, 고순도의 이산화탄소 가스(A)를 냉각공기 라인에 주입할 수 있다. 예컨대, 목표 이산화탄소 농도가 높아 배가스만으로는 부족할 경우, 포집한 이산화탄소를 일부 사용할 수 있다. 냉각공기량와 이산화탄소 주입량을 산출 후 블로어 또는 펌프 등을 이용해 산출된 주입량에 맞춰 냉각 공기 주입구에 넣는다. 이때, 제어부(40)는 분리막 투과 배가스(A)와 비투과 배가스(B)를 혼합한 후 냉각 공기 주입구 방향으로 보낼 수 있다. 또는, 비투과 배가스(B)와 냉각공기를 먼저 혼합하고, 분리막 투과 배가스(A)의 유량을 조절하여 혼입되도록 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 제어부(40)는 석회 소성 킬른 배가스의 이산화탄소 농도를 모니터링하면서 목표치가 유지되도록 냉각공기량과 이산화탄소 주입량을 연속적으로 가변 제어한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 이산화탄소의 포집 시, 배가스 농도를 목표 농도로 일정하게 배출될 수 있도록 냉각 공기와 포집공정에서 발생한 이산화탄소 잉여분을 혼합 주입함으로써 안정적인 공정 운영이 가능하다. 또한, 배가스 내 이산화탄소 농도를 일정하게 유지시킴으로써 포집 공정의 규모와 운영비를 최소화할 수 있다. 또한, 이산화탄소 포집 후 배출되는 배가스를 재순환 시킴으로써 포집 공정의 회수율을 상향시킬 수 있으며, 냉각 공기량을 최소화하여 석회 소성 킬른의 배가스 배출량을 감소시킬 수 있다. 또한, 소성 킬른의 배가스와 연소공기와의 열교환을 통해 배가스 내 수분을 최소화하여, 이산화탄소 포집 공정의 수분 제거 전처리 공정의 운영 효율을 향상시킬 수 있다. 더불어 연소공기의 예열을 통해 연료사용량을 최소화할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
10: 연소로
20: 분리막
30: 열교환기
31: 수분제거 장치
40: 제어부
211: 제1 블로워
220: 진공펌프
230: 제2 블로워
311: 제3 블로워
411: 제4 블로워

Claims (11)

  1. 석회소성장치의 가열로에서 배출된 연소배가스가 연소공기와의 열교환을 통해 수분이 제거되는 단계;
    상기 수분이 제거된 배가스가 분리막에 공급되어 이산화탄소가 포집되는 단계; 및
    상기 분리막을 비투과한 배가스가 냉각공기와 혼합되어 상기 가열로 내부로 공급되는 단계;를 포함하고,
    상기 분리막 비투과 배가스와 냉각공기의 혼합비는 배가스 내 이산화탄소 농도를 기반으로 산출되는,
    석회소성공정에서 배출되는 이산화탄소 포집 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 혼합비를 산출하는 방법은,
    상기 연소배가스 내 이산화탄소의 목표 농도를 설정하는 단계;
    상기 연소배가스에 함유된 이산화탄소의 농도를 실시간으로 측정하는 단계; 및
    제어부가 상기 측정된 값을 기반으로 목표 농도가 되도록 분리막 비투과 배가스와 냉각공기의 유량을 조절하는 단계;를 포함하는,
    석회소성공정에서 배출되는 이산화탄소 포집 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 분리막 비투과 배가스의 이산화탄소 농도는 분리막 투과 배가스의 이산화탄소 농도보다 더 낮은,
    석회소성공정에서 배출되는 이산화탄소 포집 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 분리막 비투과 배가스와 냉각공기의 혼합 가스에 함유된 이산화탄소가 목표 농도에 도달하지 못할 경우,
    상기 목표 농도가 되도록 제어부가 분리막 투과 배가스의 유량을 조절하여 상기 혼합 가스에 혼입되도록 하는 단계;를 더 포함하는,
    석회소성공정에서 배출되는 이산화탄소 포집 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 분리막 비투과 배가스의 이산화탄소 농도는 5 내지 10vol%인,
    석회소성공정에서 배출되는 이산화탄소 포집 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 연소배가스와 열교환한 연소공기는 상기 가열로에 공급되어 연료와 혼합되는,
    석회소성공정에서 배출되는 이산화탄소 포집 방법.
  7. 연소과정에서 이산화탄소 함유 배가스를 배출하는 석회소성장치;
    상기 석회소성장치 후단에 배치되고, 연소배가스에 대해 열교환 후 수분을 제거하는 열교환기;
    상기 열교환기 후단에 구비되고, 상기 수분이 제거된 배가스에서 이산화탄소를 분리, 포획하는 분리막; 및
    상기 분리막과 석회소성장치 사이에 배치되고, 상기 석회소성장치로 유입되는 분리막 비투과 배가스와 냉각공기의 혼합 가스 유량을 조절하는 제어부;를 포함하는,
    석회소성공정에서 배출되는 이산화탄소 포집 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 연소배가스에 함유된 이산화탄소의 농도를 실시간으로 측정하여 측정된 값을 기반으로 목표 농도가 되도록 혼합 가스 유량을 조절 가능한,
    석회소성공정에서 배출되는 이산화탄소 포집 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 목표 농도가 되도록 분리막 투과 배가스의 유량을 조절하여 상기 혼합 가스에 혼입시키는,
    석회소성공정에서 배출되는 이산화탄소 포집 장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    게이트 밸브, 3-way 밸브, 또는 이들의 조합을 포함하는,
    석회소성공정에서 배출되는 이산화탄소 포집 장치.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 석회소성장치 전단에 배치되고, 상기 석회소성장치에 냉각공기를 가압 공급하기 위한 배기설비;를 더 포함하는,
    석회소성공정에서 배출되는 이산화탄소 포집 장치.
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