KR20240044394A - Mineral carbonation apparatus - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 광물탄산화장치는, 이산화탄소가 저장된 이산화탄소탱크(10); 저장된 물에 상기 이산화탄소탱크(10)에서 공급된 이산화탄소를 초미세기포 형태로 분사하여 버블워터를 생성시키는 기포발생장치(20); 상기 기포발생장치(20)에서 발생된 버블워터를 공급받아 저장하는 기포저장장치(100); 광물 또는 산업부산물이 공급되고, 상기 기포저장장치(100)로부터 버블워터를 공급받아 상기 광물 또는 산업부산물과 반응시키는 반응장치(200); 상기 기포발생장치(20) 또는 상기 기포저장장치(100) 중 적어도 어느 하나에 물을 공급하는 물공급장치(70);를 포함하고, 온도조절장치를 통해 기포저장장치의 버블워터 온도를 기준온도 이하로 유지하기 때문에, 이산화탄소의 기화를 최소화할 수 있는 장점이 있다. The mineral carbonation device according to the present invention includes a carbon dioxide tank (10) storing carbon dioxide; A bubble generator (20) that generates bubble water by injecting carbon dioxide supplied from the carbon dioxide tank (10) into stored water in the form of ultra-fine bubbles; A bubble storage device (100) that receives and stores the bubble water generated by the bubble generator (20); A reaction device (200) to which minerals or industrial by-products are supplied and which receives bubble water from the bubble storage device (100) to react with the minerals or industrial by-products; It includes a water supply device (70) that supplies water to at least one of the bubble generating device (20) or the bubble storage device (100), and sets the bubble water temperature of the bubble storage device to the reference temperature through a temperature control device. Since it is maintained below this level, there is an advantage in minimizing the evaporation of carbon dioxide.
Description
본 발명은 소재의 생산과정에서 필수적으로 발생되는 산업부산물을 이용하여 광물탄산화를 수행하는 광물탄산화장치에 관한 것이다.The present invention relates to a mineral carbonation device that performs mineral carbonation using industrial by-products that are essentially generated during the production process of materials.
각종 산업시설에서 발생되는 산업부산물은 기술적으로 응용하는데 어려움이 있어 왔으며, 이에 따라, 산업부산물은 도로, 운동장 등에 단순 매립용 자재 또는 단순 연료 등으로만 활용되고 나머지는 전량 매립되고 있는 실정이다.Industrial by-products generated from various industrial facilities have been difficult to apply technically, and as a result, industrial by-products are used only as simple landfill materials or simple fuel for roads, playgrounds, etc., and the rest is completely landfilled.
대량으로 발생되는 산업부산물의 처리로 인하여 매립장의 부족이 심각해지고 있으며, 매립장 주변에 환경 피해를 주는 등의 문제가 발생하고 있다. Due to the disposal of industrial by-products generated in large quantities, the shortage of landfill sites is becoming more serious, and problems such as environmental damage around the landfill sites are occurring.
따라서, 재활용이 거의 되지 않고 매립되기만 하던 산업부산물을 재활용함으로써 재처리장의 증설을 막을 수 있고 경제적으로 원가를 절감함과 동시에 이를 통해 환경오염을 최소화할 수 있는 재활용 방법이 모색되고 있는 실정이다.Therefore, recycling methods that can prevent the expansion of reprocessing plants, economically reduce costs, and minimize environmental pollution by recycling industrial by-products that were rarely recycled and were landfilled are being sought.
플라이 애쉬, 슬래그와 같은 산업부산물은 일반적으로 다양한 성분을 포함하고 있지만, 상술한 바와 같이 산업부산물의 성분을 이용하기 보다는 단순 자재 또는 단순 연료 등으로만 재활용하고 있어, 부가가치가 높은 용도로의 활용이 요구되어 왔다. Industrial by-products such as fly ash and slag generally contain various components, but as mentioned above, rather than using the components of industrial by-products, they are recycled only as simple materials or simple fuel, etc., so they cannot be used for purposes with high added value. It has been requested.
이에 따라, 기존에 광물로부터 알칼리 이온을 용출하여 탄산화시키는 광물탄산화기술이 에너지 소모가 많고 비용이 과다하게 소요되는 문제를 보완하고자, 광물 자원이 아닌 알칼리 이온을 함유하는 폐자원을 이용하여 탄산화시키는 기술에 대한 관심이 고조되고 있다.Accordingly, in order to compensate for the problem that the existing mineral carbonation technology, which carbonates by eluting alkaline ions from minerals, consumes a lot of energy and costs too much, it uses waste resources containing alkali ions rather than mineral resources to carbonate them. Interest in is increasing.
이와 더불어 이산화탄소는 대표적인 온실가스로서, 이산화탄소의 배출량을 저감하기 위한 연구는 지속적으로 진행되고 있다.In addition, carbon dioxide is a representative greenhouse gas, and research to reduce carbon dioxide emissions is continuously conducted.
특히, 최근에는 이산화탄소를 지중 또는 해양에 폐기하는 것이 아니라, 이산화탄소 전환 및 재이용을 통해 자원으로 활용하기 위한 연구가 활발하게 진행 중이다.In particular, research is being actively conducted recently to utilize carbon dioxide as a resource through carbon dioxide conversion and reuse, rather than disposing of it in the ground or ocean.
예컨대, 이산화탄소 광물화 전환기술은 칼슘이나 마그네슘 실리케이트와 같은 미네랄을 이용하여 칼슘카보네이트나 마그네슘 카보네이트를 생산함으로써 이산화탄소를 전환시키는 화학반응과 관련된 것이다.For example, carbon dioxide mineralization conversion technology involves a chemical reaction that converts carbon dioxide by producing calcium carbonate or magnesium carbonate using minerals such as calcium or magnesium silicate.
이산화탄소의 광물 탄산화 기술은 산업체에서 포집되거나 배출되는 이산화탄소를 산화물 및 수산화물 형태의 알칼리 및 알칼리 토금속 성분을 함유한 천연 광물 또는 산업체에서 배출되는 무기계 순환 자원(폐콘크리트 등)과 반응시켜 탄산 칼슘(CaCO3) 및 마그네사이트(MgCO3) 등의 탄산염 광물로 만들어 이산화탄소를 안정하게 고정화 또는 저장시키는 기술이다.Carbon dioxide mineral carbonation technology reacts carbon dioxide collected or emitted from industry with natural minerals containing alkali and alkaline earth metal components in the form of oxides and hydroxides or inorganic circulating resources (such as waste concrete) emitted from industry to produce calcium carbonate (CaCO3). It is a technology that stably immobilizes or stores carbon dioxide by making it with carbonate minerals such as magnesite (MgCO3).
이 반응은 자발적인 반응이므로 광물 탄산화는 영구적인 이산화탄소 저장 효과를 가진다. 산업 부산물의 재활용이 가능하다는 점 또한 광물 탄산화의 이점이다. Wollastonite와 같은 자연 광물 대신 steelmaking slag, blast furnace slag 등 광물 이온의 비중이 높은 산업 부산물을 광물 이온의 원천으로 사용할 수 있으며, 이런 산업 부산물에서 산화칼슘의 비중이 가장 크기 때문에 다른 탄산광물보다는 탄산 칼슘의 생성이 가장 생산적이다. Because this reaction is spontaneous, mineral carbonation has a permanent carbon dioxide storage effect. Another advantage of mineral carbonation is that industrial by-products can be recycled. Instead of natural minerals such as wollastonite, industrial by-products with a high proportion of mineral ions, such as steelmaking slag and blast furnace slag, can be used as a source of mineral ions. Since calcium oxide has the largest proportion in these industrial by-products, calcium carbonate is used more than other carbonate minerals. Creation is the most productive.
산업부산물을 이용한 탄산 칼슘 생성의 부가가치를 더욱 높이는 방법으로는 탄산 칼슘 다형체의 선택적인 형성이 제시된다. 탄산 칼슘 무수물 결정의 형태는 크게 칼사이트(Calcite), 바테라이트(Vaterite), 아라고나이트(Aragonite)의 3가지로 나뉜다. Selective formation of calcium carbonate polymorphs is proposed as a method to further increase the added value of calcium carbonate production using industrial by-products. The forms of calcium carbonate anhydride crystals are largely divided into three types: calcite, vaterite, and aragonite.
이 다형체들은 각각 다른 결정 구조를 가지며, 결과적으로 서로 다른 모양과 물리화학적 특성을 보인다. 탄산 칼슘 다형체 중에서 칼사이트는 일상 조건에서 열역학적으로 가장 안정한 형태이므로 산업적으로 중요한 무기 광물로 간주된다. Each of these polymorphs has a different crystal structure and, as a result, shows different shapes and physical and chemical properties. Among the calcium carbonate polymorphs, calcite is the most thermodynamically stable form under everyday conditions and is therefore considered an industrially important inorganic mineral.
그러나 열역학적으로 덜 안정한 아라고나이트나 바테라이트도 일상적인 합성 조건에서는 속도론적으로나 생화학적인 관점에서는 안정하기 때문에 그들의 모양과 특성에 따라 산업적으로 이용된다. 탄산 칼슘 무수물 결정 다형체의 형성은 온도, 압력, pH, 반응 시간, 이온의 농도와 비율, 혼합 속도, 첨가제의 종류와 양, 첨가 순서와 같은 합성 변수들에 크게 의존한다. However, aragonite and vaterite, which are thermodynamically less stable, are also stable from a kinetic and biochemical perspective under routine synthesis conditions, so they are used industrially depending on their shape and properties. The formation of calcium carbonate anhydride crystal polymorph is highly dependent on synthesis variables such as temperature, pressure, pH, reaction time, concentration and ratio of ions, mixing speed, type and amount of additives, and addition order.
탄산 칼슘 다형체의 선택적인 생성을 위해서는 합성변수들을 일정하게 조절하는 것이 요구되는데, 이 점에 있어서는 회분 반응기보다는 연속성 반응기가 이점을 가진다.In order to selectively produce calcium carbonate polymorphs, constant control of synthesis variables is required, and in this respect, a continuous reactor has an advantage over a batch reactor.
한편, 탄산 칼슘이 생성되는 반응은 액체 상에서 일어나는 반면 이산화탄소는 일상 조건에서 기체 상태로 존재하므로 이산화탄소를 이용한 탄산 칼슘 생성 반응이 일어나기 위해서는 이산화탄소의 용해가 필수적이다. Meanwhile, the reaction to produce calcium carbonate occurs in a liquid phase, whereas carbon dioxide exists in a gaseous state under everyday conditions, so dissolution of carbon dioxide is essential for the calcium carbonate production reaction using carbon dioxide to occur.
그러나 이산화탄소의 용해는 제한적이며, 용해도를 초과해 공급된 이산화탄소는 기포를 형성하여 기체-액체 사이의 계면저항을 발생시키기 때문에, 연속식 반응기에서 이산화탄소 기체를 효율적으로 이용하는 것에 제약이 있었다. However, the dissolution of carbon dioxide is limited, and carbon dioxide supplied in excess of the solubility forms bubbles and generates interfacial resistance between gas and liquid, so there are restrictions on the efficient use of carbon dioxide gas in a continuous reactor.
본 발명은 초미세기포를 이용하여 광물 또는 산업부산물을 탄산화시키는 탄상화장치를 제공하는데 목적이 있다.The purpose of the present invention is to provide a carbonation device that carbonates minerals or industrial by-products using ultrafine bubbles.
본 발명은, 이산화탄소가 저장된 이산화탄소탱크(10); 저장된 물에 상기 이산화탄소탱크(10)에서 공급된 이산화탄소를 초미세기포 형태로 분사하여 버블워터를 생성시키는 기포발생장치(20); 상기 기포발생장치(20)에서 발생된 버블워터를 공급받아 저장하는 기포저장장치(100); 광물 또는 산업부산물이 공급되고, 상기 기포저장장치(100)로부터 버블워터를 공급받아 상기 광물 또는 산업부산물과 반응시키는 반응장치(200); 상기 기포발생장치(20) 또는 상기 기포저장장치(100) 중 적어도 어느 하나에 물을 공급하는 물공급장치(70);를 포함하는 광물탄산화장치를 제공한다. The present invention includes a carbon dioxide tank (10) storing carbon dioxide; A bubble generator (20) that generates bubble water by injecting carbon dioxide supplied from the carbon dioxide tank (10) into stored water in the form of ultra-fine bubbles; A bubble storage device (100) that receives and stores the bubble water generated by the bubble generator (20); A reaction device (200) to which minerals or industrial by-products are supplied and which receives bubble water from the bubble storage device (100) to react with the minerals or industrial by-products; A mineral carbonation device including a water supply device (70) that supplies water to at least one of the bubble generating device (20) or the bubble storage device (100).
상기 물공급장치(70)는 상기 기포저장장치(100)에 물을 공급하는 제1 물공급관(71); 상기 기포발생장치(20)에 물을 공급하는 제2 물공급관(72); 상기 제1 물공급관(71)을 개폐하는 제1 물공급밸브(73); 상기 제2 물공급관(72)을 개폐하는 제2 물공급밸브(74);를 포함하고, 상기 제2 물공급관(72)이 상기 제1 물공급관(71)에서 분지되어 상기 기포발생장치(20)에 연결될 수 있다. The
상기 이산화탄소탱크(10) 및 기포발생장치(20)를 연결하는 제1 배관(31)과, 상기 기포발생장치(20) 및 기포저장장치(100)를 연결하고, 상기 기포발생장치(20)의 버블워터를 상기 기포저장장치(100)에 공급하는 제2 배관(32)과, 상기 기포발생장치(20) 및 기포저장장치(100)를 연결하고, 상기 기포저장장치(100)의 물 또는 버블워터를 상기 기포발생장치(20)에 공급하는 제3 배관(33)과, 상기 기포저장장치(100) 및 이산화탄소탱크(10)를 연결하고, 상기 기포저장장치(100)의 이산화탄소를 회수하는 제4 배관(34)과, 상기 제1 배관(31)에 배치되고, 상기 이산화탄소탱크(10)에서 상기 기포발생장치(20)에 공급되는 이산화탄소의 유량 또는 질량 중 적어도 어느 하나를 제어하는 제1 제어밸브(40)와, 상기 제4 배관(34)에 배치되고, 상기 기포저장장치(100)의 이산화탄소 농도에 따라 상기 기포저장장치(100)의 이산화탄소를 상기 이산화탄소탱크(10)로 회수하는 가스회수장치(60)와, 상기 기포저장장치(100) 및 반응장치(200)를 연결하고, 상기 기포저장장치(100)의 버블워터를 상기 반응장치(200)에 공급하는 제5 배관(35)과, 상기 제5 배관(35)에 배치되고, 상기 제5 배관(35)를 통과하는 버블워터의 유량 또는 질량 중 적어도 어느 하나를 제어하는 제2 제어밸브(50)를 더 포함할 수 있다. A
상기 제1 제어밸브(40) 및 제2 제어밸브(50)는 압력과 무관하게 일정량을 토출하는 정량밸브일 수 있다. The
상기 제1 배관(31)을 통해 이산화탄소가 유동된다.Carbon dioxide flows through the
상기 제2 배관(32) 및 제3 배관(33)을 통해 버블워터가 유동된다.Bubble water flows through the
상기 제4 배관(34)을 통해 이산화탄소가 유동된다.Carbon dioxide flows through the
상기 제2 배관(32)에 제2 개폐밸브(37) 및 제2 체크밸브(미도시)가 더 배치될 수 있고, 이를 통해 상기 버블워터의 유동방향을 상기 기포발생장치(20)에서 상기 기포저장장치(100)로 강제할 수 있다. A second on/off
상기 제3 배관(33)에 제3 개폐밸브(38) 및 제3 체크밸브(미도시)가 더 배치될 수 있고, 이를 통해 상기 버블워터의 유동방향을 상기 기포저장장치(100)에서 상기 기포발생장치(20)로 강제할 수 있다. A third on/off
상기 기포저장장치(100)의 내부 압력보다 상기 기포발생장치(20)의 내부압력이 더 높기 때문에, 상기 제3 배관(33) 또는 상기 기포저장장치(100)에 버블워터 또는 물을 상기 기포발생장치(20)로 강제 유동시키는 리턴컴프레서(39)가 더 배치될 수 있다. Since the internal pressure of the bubble generating device 20 is higher than the internal pressure of the
상기 기포저장장치(100)는, 내부에 저장공간(105)이 형성된 저장하우징(110); 상기 저장하우징(110)에 저장된 버블워터의 온도를 제어하는 온도조절장치(300); 상기 저장하우징(110)에 배치되고, 상기 저장하우징(110)에 저장된 버블워터의 수위를 감지하는 수위감지장치(130); 상기 저장하우징(110)에 저장된 버블워터의 용존 이산화탄소 농도를 감지하는 제1 감지장치(140); 상기 저장하우징(110)의 이산화탄소 농도를 감지하는 제2 감지장치(150)를 포함할 수 있다. The
상기 수위감지장치(130)는 최저수위를 감지하는 제1 수위센서(131)와, 최고수위를 감지하는 제2 수위센서(132)를 포함한다. 상기 제1 수위센서(131)가 상기 제2 수위센서(132) 보다 낮게 배치된다. The water level sensing device 130 includes a first
상기 수위감지장치(130)의 수위감지값에 따라 상기 제2 개폐밸브(37), 제3 개폐밸브(38) 또는 제1 물공급밸브(73) 중 적어도 어느 하나가 작동될 수 있다. At least one of the second on/off
예를 들어 상기 수위감지값이 최대수위(제2 수위센서 감지)를 초과하는 경우, 상기 제2 개폐밸브(37) 및 제1 물공급밸브(73)를 폐쇄하여 추가적인 물공급 및 버블워터의 공급을 차단한다.For example, when the water level detection value exceeds the maximum water level (detected by the second water level sensor), the second on/off
상기 수위감지값이 최소수위(제1 수위센서 감지) 미만인 경우, 상기 제3 개폐밸브(38)를 폐쇄하고, 상기 제2 개폐밸브(37) 또는 제1 물공급밸브(73) 중 적어도 어느 하나를 개방하여 상기 수위를 상승시킨다. When the water level detection value is less than the minimum water level (detected by the first water level sensor), the third on/off
상기 제1 감지장치(140)가 상기 저장하우징(110)에 저장된 버블워터의 용존 이산화탄소 농도를 모니터링하고, 감지된 용존 이산화탄소 농도값에 따라 상기 제2 개폐밸브(37), 제3 개폐밸브(38) 또는 제1 물공급밸브(73) 중 적어도 어느 하나를 제어한다. The
상기 제1 감지장치(140)는 용존 이산화탄소 농도를 감지하는 제1 센싱부(145)를 더 포함하고, 상기 제1 센싱부(145)가 상기 수면(1) 하측에 배치된다. The
상기 수위감지장치(130)를 통해 상기 제1 센싱부(145)가 수면(1) 하측에 위치되도록 수위를 조정한다. The water level is adjusted so that the
상기 버블워터의 용존 이산화탄소 농도값이 최대기준값 초과인 경우, 상기 제1 물공급밸브(73)를 개방하여 물을 추가 공급할 수 있다. If the dissolved carbon dioxide concentration value of the bubble water exceeds the maximum standard value, the first
상기 제2 감지장치(150)는 기체상태의 이산화탄소 농도를 감지하는 제2 센싱부(155)를 더 포함한다. 상기 제2 센싱부(155)가 상기 수면(1) 상측에 배치된다. The
상기 수위감지장치(130)를 통해 상기 제2 센싱부(155)가 수면(1) 상측에 위치되도록 수위를 조정한다. 상기 제2 센싱부(155)가 상기 제2 수위센서(132) 보다 상측에 배치된다. The water level is adjusted so that the
상기 버블워터의 용존 이산화탄소 농도값이 최소기준값 미만인 경우, 상기 제1 물공급밸브(73)를 폐쇄하여 추가적인 물공급을 차단하고, 상기 제2 개폐밸브(37)를 개방하여 버블워터를 추가공급한다. If the dissolved carbon dioxide concentration value of the bubble water is less than the minimum standard value, the first
상기 반응장치(200)는, 내부에 반응공간(201)이 형성된 반응하우징(210)과, 상기 반응하우징(210) 내부에 배치되고, 저장된 광물 또는 산업부산물을 버블워터와 교반시켜 탄산화물을 생산하는 교반장치(220)와, 상기 반응하우징(210)에 배치되고, 상기 교반장치(220)를 구동시키는 교반모터(230)와, 상기 반응하우징(210)에 저장된 탄산화물의 용존 이산화탄소 농도를 감지하는 제3 감지장치(240)와, 상기 반응하우징(210)에 저장된 탄산화물의 산도변화를 모니터링하는 제4 감지장치(250)와, 상기 반응하우징(210)에 저장된 탄산화물의 이온변화를 모니터링하는 제5 감지장치(260)를 포함한다. The
상기 제3 감지장치(240)는 상기 탄산화물의 용존 이산화탄소 농도를 감지한다. The
상기 제4 감지장치(250)는 상기 탄산화물의 pH 농도를 모니터링하기 위한 장치이고, 탄산화물의 화학적 변동을 감지할 수 있다. The
상기 제5 감지장치(260)는 상기 탄산화물의 이온변화를 모니터링 하기 위한 장치이고, K+, Na+, Ca2 +, Mg2 +와 같은 알카리금속 이온 및 알칼리토금속 이온의 화학적 변동을 감지할 수 있다. The
상기 온도조절장치(300)는, 냉매를 압축하는 압축기(310)와, 상기 압축기(310)에서 압축된 냉매를 응축시키는 응축어셈블리(400)와, 상기 응축어셈블리(400)에서 응축된 냉매를 팽창시키는 팽창밸브(340)와, 상기 팽창된 냉매를 증발시키는 증발열교환기(330)를 포함한다. The
상기 온도조절장치(300)는, 상기 압축기(310) 및 응축어셈블리(400)를 연결하는 제1 냉매배관(351)과, 상기 응축어셈블리(400) 및 팽창밸브(340)를 연결하는 제2 냉매배관(352)과, 상기 팽창밸브(340) 및 증발열교환기(330)를 연결하는 제3 냉매배관(353)과, 상기 증발열교환기(330) 및 압축기(310)를 연결하는 제4 냉매배관(354)을 포함한다. The
상기 증발열교환기(330)는 상기 저장하우징(110)의 높이 중간에 배치되되, 상기 증발열교환기(330)는 상기 제1 수위센서(131) 하측에 배치되고, 이를 통해 상기 증발열교환기(330)가 버블워터에 잠긴상태로 유지되는 특징이 있다. The
상기 응축어셈블리(400)는, 상기 반응하우징(210) 내부에 배치되고, 내부에 응축공간(415)이 형성된 응축하우징(410)과, 상기 응축하우징(410) 내부에 배치되고, 상기 압축기(310) 및 팽창밸브(340)와 연결되어 냉매를 순환시키는 응축열교환기(420)와, 상기 응축하우징(410)의 내부 일측면에 배치되고, 상측에서 공급된 버블워터를 상기 응축하우징(410)의 일측면으로 안내하는 제1 응축가이드(430)와, 상기 응축하우징(410)의 내부 타측면에 배치되고, 상측에서 공급된 버블워터를 상기 응축하우징(410)의 타측면으로 안내하는 제2 응축가이드(440)를 포함한다. The
상기 응축열교환기(420)는 수평방향으로 이격되어 배치된 복수개의 응축냉각핀(424)과, 상기 응축냉각핀(424)을 상하 방향으로 관통하게 배치되는 응축배관(423)을 포함한다. The
상기 응축하우징(410)은 상기 응축열교환기(420)의 일측면(421)과 대향되게 배치된 제1 하우징측벽(416)과, 상기 응축열교환기(420)의 타측면(422)과 대향되게 배치된 제2 하우징측벽(417)을 포함한다. The
상기 응축어퍼월(413)이 상기 제2 하우징측벽(417)에 결합되고, 상기 제1 하우징측벽(416) 방향으로 하향 경사지게 배치되고, 상기 응축로어월(414)이 상기 제1 하우징측벽(416)에 결합되고, 상기 제2 하우징측벽(417) 방향으로 하향 경사지게 배치된다. The condensation
상기 제1 응축가이드(430) 및 제2 응축가이드(440)는 상기 응축열교환기(420)를 향해 경사지게 배치된다. The
상기 제1 응축가이드(430)는 제1 일단(431)이 상기 제1 하우징측벽(416)에 밀착되고, 제1 타단(432)이 상기 응축열교환기(420)의 일측면(421)에 밀착된다.The
상기 제1 일단(431)이 높게 배치되고, 상기 제1 타단(432)이 상기 제1 일단(431)보다 낮게 배치되어 제1 가이드경사각(A)을 형성한다. The
상기 제1 가이드경사각(A)을 통해 상기 제1 응축가이드(430)가 일측에서 타측 방향으로 버블워터를 가이드할 수 있고, 이를 통해 상기 버블워터가 상기 핀간격의 일측으로 용이하게 유입될 수 있다. The
상기 제1 응축가이드(430)가 상기 방향으로 복수개 이격되어 배치되고, 상기 제1 응축가이드(430)들의 간격을 제1 가이드간격(G1)라 정의한다. A plurality of first condensation guides 430 are arranged to be spaced apart in the above direction, and the gap between the first condensation guides 430 is defined as the first guide gap G1.
상기 제2 응축가이드(440)는, 제2 타단(442)이 상기 제2 하우징측벽(417)에 밀착되고, 제2 일단(441)이 상기 응축열교환기(420)의 타측면(422)에 밀착된다.The
상기 제2 타단(442)이 높게 배치되고, 상기 제2 일단(441)이 상기 제2 타단(442)보다 낮게 배치되어 제2 가이드경사각(B)을 형성한다. The second
상기 제1 응축가이드(430) 및 제2 응축가이드(440)가 90도 이상 180도 미만의 사이각을 형성한다. The
상기 제2 가이드경사각(B)을 통해 상기 제2 응축가이드(440)가 타측에서 일측 방향으로 버블워터를 가이드할 수 있고, 이를 통해 상기 버블워터가 상기 핀간격의 타측으로 용이하게 유입될 수 있다. Through the second guide inclination angle (B), the
상기 제2 응축가이드(440)가 상기 방향으로 복수개 이격되어 배치되고, 상기 제2 응축가이드(440)들의 간격을 제2 가이드간격(G2)라 정의한다. A plurality of second condensation guides 440 are arranged to be spaced apart in the above direction, and the gap between the second condensation guides 440 is defined as the second guide gap G2.
상기 제1 가이드간격(G1) 및 제2 가이드간격(G2)이 동일하게 형성된다. The first guide gap (G1) and the second guide gap (G2) are formed to be the same.
상하 방향으로 볼 때, 상기 제1 응축가이드(430) 및 제2 응축가이드(440)가 엇갈리게 지그재그 형태로 배치된다.When viewed up and down, the
상기 응축열교환기(420)에 밀착되는 복수개의 상기 제1 응축가이드(430)의 각 제1 타단(432)과 복수개의 상기 제2 응축가이드(440)의 각 제1 일단(441)의 높이가 다르게 배치된다. The heights of each first
상기 제1 응축가이드(430)의 제1 타단(432) 및 제2 응축가이드(440)의 제1 일단(441)이 제1 가이드간격(G1)의 1/2 길이로 형성된다. The first
상기 제1 응축가이드(430)의 제1 타단(432)에 배치되고, 상기 제1 응축가이드(430)를 상하 방향으로 관통하는 제1 가이드배수홈과, 상기 제2 응축가이드(440)의 제2 일단(441)에 배치되고, 상기 제2 응축가이드(440)를 상하 방향으로 관통하는 제2 가이드배수홈을 더 포함할 수 있다. A first guide drain groove disposed on the first
상기 제1 가이드배수홈은 상기 제1 타단(432)에서 제1 일단(431) 방향으로 오목하게 형성되고, 상기 제2 가이드배수홈은 상기 제2 일단(441)에서 상기 제2 타단(442) 방향으로 오목하게 형성된다. The first guide drain groove is formed concavely in the direction from the first
탑뷰로 볼 때, 상기 제1 가이드배수홈 및 제2 가이드배수홈은 사각형 형상으로 형성된다. When viewed from the top, the first guide drain groove and the second guide drain groove are formed in a square shape.
상기 제1 가이드배수홈 및 제2 가이드배수홈을 통해 버블워터의 일부를 상기 핀간격이 아닌 하측으로 배수할 수 있고, 이를 통해 상기 제1 응축가이드(430) 및 제2 응축가이드(440)와 직접 연결되지 않은 하측의 핀간격으로도 버블워터를 유동시킬 수 있는 특징이 있다. Through the first guide drain groove and the second guide drain groove, a portion of the bubble water can be drained to the lower side rather than the pin gap, and through this, the
상기 제1 가이드배수홈은 상기 제1 응축가이드(430)의 길이 방향으로 복수개가 배치된다. A plurality of first guide drain grooves are arranged in the longitudinal direction of the
상기 제1 가이드배수홈은 전방에 배치된 제1-1 가이드홈(433)과, 후방에 배치된 제1-3 가이드홈(435)과, 상기 제1-1 가이드홈(433) 및 제1-3 가이드홈(435) 사이에 배치되는 제1-2 가이드홈(434)를 포함한다. The first guide drainage groove includes a 1-1
상기 제1-1 가이드홈(433), 제1-2 가이드홈(434) 및 제1-3 가이드홈(435)이 등간격으로 형성되고, 이를 홈간격(R)이라 정의한다. The 1-1
상기 제2 가이드배수홈은 상기 제2 응축가이드(440)의 길이 방향으로 복수개가 배치된다. A plurality of second guide drain grooves are arranged in the longitudinal direction of the
상기 제2 가이드배수홈은 전방에 배치된 제2-1 가이드홈(443)과, 후방에 배치된 제2-2 가이드홈(444)를 포함한다. The second guide drain groove includes a 2-1
상기 제2-1 가이드홈(443) 및 제2-2 가이드홈(444)이 전후 방향으로 이격되너 홈간격(R)을 형성한다.The 2-1
탑뷰로 볼 때, 상기 제1-1 가이드홈(433) 및 제1-2 가이드홈(434) 사이에 상기 제2-1 가이드홈(443)이 배치되고, 상기 제1-2 가이드홈(434) 및 제1-3 가이드홈(435) 사이에 상기 제2-2 가이드홈(444)이 배치된다. When viewed from the top, the 2-1
상기 제2-1 가이드홈(443) 및 제2-2 가이드홈(444)이 전후 방향으로 이격되너 홈간격(R)을 형성한다.The 2-1
탑뷰로 볼 때, 상기 제1-1 가이드홈(433) 및 제1-2 가이드홈(434) 사이에 상기 제2-1 가이드홈(443)이 배치되고, 상기 제1-2 가이드홈(434) 및 제1-3 가이드홈(435) 사이에 상기 제2-2 가이드홈(444)이 배치된다. When viewed from the top, the 2-1
상기 제1-1 가이드홈(433), 제1-2 가이드홈(434) 및 제1-3 가이드홈(435)을 통해 하측으로 배출된 버블워터는 상기 응축열교환기(420)의 일측을 통해 상기 핀간격의 일측 유입되어 유동될 수 있고, 상기 제2-1 가이드홈(443) 및 제2-2 가이드홈(444)을 통해 하측으로 배출된 버블워터는 상기 응축열교환기(420)의 타측을 통해 상기 핀간격의 타측으로 유입되어 유동될 수 있다. Bubble water discharged downward through the 1-1
이와 같은 제1 응축가이드(430) 및 제2 응축가이드(440)의 배치 및 구조를 통해 상기 하우징입구(411)를 통해 응축공간(415)으로 유입된 버블워터는 자중에 의해 하측으로 이동되면서 상기 응축열교환기(420)를 좌우 방향으로 관통하면서 지그재그 형태로 하향 유동된 후, 상기 하우징출구(412)를 통해 상기 반응공간(201)으로 배출될 수 있다.Through the arrangement and structure of the
본 발명에 따른 광물탄산화장치의 제어방법은, 기포저장장치(100)에 저장된 버블워터의 온도를 감지하고, 상기 버블워터의 온도가 기준온도를 초과하는지 판단하는 단계(S10)와, 상기 S10 단계를 만족하는 경우, 온도조절장치(300)의 압축기(310)를 구동시키는 단계(S20)와, 상기 S20 단계 이후에, 상기 기포저장장치(100)의 수위를 감지하고, 감지된 수위가 최저수위 미만인지를 판단하는 단계(S30)와, 상기 S30 단계를 만족하는 경우, 물공급장치(70)를 통해 상기 기포저장장치(100)에 물을 공급하고, 기포발생장치(20)의 버블워터를 상기 기포저장장치(100)에 공급하는 단계(S40)와, 상기 S40 단계 이후에, 상기 기포저장장치의 수위를 다시 감지하고, 상기 감지된 수위가 최저수위 및 최고수위 사이에 배치되는지를 판단하는 단계(S50)와, 상기 S50 단계를 만족하는 경우, 상기 물공급장치(70)를 통한 물공급을 중단하고, 상기 기포발생장치(20)를 통해서 버블워터만을 상기 기포저장장치(100)에 공급하는 단계(S60)와, 상기 S60 단계 이후에, 상기 기포저장장치의 수위를 다시 감지하고, 상기 감지된 수위가 최고수위를 초과하는 지를 판단하는 단계(S70)와, 상기 S70 단계를 만족하는 경우, 상기 기포발생장치(20)의 제3 개폐밸브(38)를 개방상태로 변경하여 상기 기포저장장치(100)의 버블워터를 상기 기포발생장치(20)와 순환시키는 단계(S80)와, 상기 S80 단계 이후에, 상기 기포저장장치(100)의 버블워터 온도를 다시 감지하고, 상기 감지된 버블워터의 온도가 최저온도 및 기준온도 사이로 형성되지는지 판단하는 단계(S90)와, 상기 S90 단계를 만족하지 않는 경우, 상기 압축기(310)를 정지시키는 단계(S100)를 포함한다. The control method of the mineral carbonation device according to the present invention includes the steps of detecting the temperature of bubble water stored in the
첫째, 본 발명은 온도조절장치를 통해 기포저장장치의 버블워터 온도를 기준온도 이하로 유지하기 때문에, 이산화탄소의 기화를 최소화할 수 있는 장점이 있다. First, the present invention has the advantage of minimizing the evaporation of carbon dioxide because the temperature of the bubble water in the bubble storage device is maintained below the standard temperature through a temperature control device.
둘째, 본 발명은 온도조절된 버블워터를 반응장치에 공급하기 때문에, 광물탄산화 반응을 촉진시킬 수 있는 장점이 있다.Second, the present invention has the advantage of promoting the mineral carbonation reaction because it supplies temperature-controlled bubble water to the reaction device.
셋째, 본 발명은 버블워터를 응축열교환기와 열교환시킨 후 산업부산물과 혼합하기 때문에, 가열된 버블워터를 제공할 수 있고, 이를 통해 광물탄산화 반응을 촉진시킬 수 있는 장점이 있다.Third, the present invention has the advantage of providing heated bubble water and promoting the mineral carbonation reaction because bubble water is heat-exchanged with a condensation heat exchanger and then mixed with industrial by-products.
넷째, 본 발명은 버블워터의 온도를 통해 응축열교환기를 냉각시킬 수 있기 때문에, 냉매의 냉각사이클 효율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.Fourth, the present invention has the advantage of improving the cooling cycle efficiency of the refrigerant because it can cool the condensation heat exchanger through the temperature of the bubble water.
다섯째, 본 발명은 응축어셈블리의 응축가이드가 버블워터의 이동경로를 증가시킬 수 있고, 이를 통해 응축열교환기와의 충분한 열교환시간을 확보할 수 있는 장점이 있다. Fifth, the present invention has the advantage that the condensation guide of the condensation assembly can increase the movement path of bubble water, thereby securing sufficient heat exchange time with the condensation heat exchanger.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 광물탄산화장치의 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 온도조절장치의 구성도이다.
도 3은 도 2에 도시된 응축어셈블리의 정단면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 응축어셈블리의 일부 사시도이다.
도 5는 도 3에 도시된 응축어셈블리의 평단면도이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 광물탄산화장치의 제어방법이 도시된 순서도이다.
도 7은 광물탄산화에 대한 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 일 실시예에 따른 광물탄산화 장치를 이용하여 광물탄산화를 수행했을 때 결과물의 성능지표 항목들을 나타낸 도면이다.
도 9는 도 8에 따른 성능지표 항목들의 평가방법과 평가환경을 나타낸 도면이다.1 is a configuration diagram of a mineral carbonation device according to a first embodiment of the present invention.
Figure 2 is a configuration diagram of the temperature control device shown in Figure 1.
Figure 3 is a front cross-sectional view of the condensation assembly shown in Figure 2.
Figure 4 is a partial perspective view of the condensation assembly shown in Figure 3.
Figure 5 is a plan cross-sectional view of the condensation assembly shown in Figure 3.
Figure 6 is a flowchart showing a control method of a mineral carbonation device according to the first embodiment of the present invention.
Figure 7 is a diagram to explain the concept of mineral carbonation.
Figure 8 is a diagram showing the performance index items of the results when mineral carbonation is performed using a mineral carbonation device according to an embodiment.
Figure 9 is a diagram showing the evaluation method and evaluation environment of the performance index items according to Figure 8.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. Since the present invention can make various changes and have various embodiments, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all changes, equivalents, and substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention. While describing each drawing, similar reference numerals are used for similar components.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는 데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는"이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. Terms such as first, second, A, B, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, a first component may be named a second component, and similarly, the second component may also be named a first component without departing from the scope of the present invention. The term “and/or” includes any of a plurality of related stated items or a combination of a plurality of related stated items.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. When a component is said to be "connected" or "connected" to another component, it is understood that it may be directly connected to or connected to the other component, but that other components may exist in between. It should be. On the other hand, when it is mentioned that a component is “directly connected” or “directly connected” to another component, it should be understood that there are no other components in between.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in this application are only used to describe specific embodiments and are not intended to limit the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this application, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate the presence of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but are not intended to indicate the presence of one or more other features. It should be understood that this does not exclude in advance the possibility of the existence or addition of elements, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by a person of ordinary skill in the technical field to which the present invention pertains. Terms defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and unless explicitly defined in the present application, should not be interpreted in an ideal or excessively formal sense. No.
본 문서에서, "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, 하드웨어적 또는 소프트웨어적으로 "~에 적합한," "~하는 능력을 가지는," "~하도록 변경된," "~하도록 만들어진," "~를 할 수 있는," 또는 "~하도록 설계된"과 상호 호환적으로(interchangeably) 사용될 수 있다. 어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다. In this document, “configured to” means “suitable for,” “having the ability to,” or “changed to,” depending on the situation, for example, in terms of hardware or software. ," can be used interchangeably with "made to," "capable of," or "designed to." In some contexts, the expression “a device configured to” may mean that the device is “capable of” working with other devices or components.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the attached drawings. In order to facilitate overall understanding when describing the present invention, the same reference numerals are used for the same components in the drawings, and duplicate descriptions for the same components are omitted.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 광물탄산화장치의 구성도이고, 도 2는 도 1에 도시된 온도조절장치의 구성도이고, 도 3은 도 2에 도시된 응축어셈블리의 정단면도이고, 도 4는 도 3에 도시된 응축어셈블리의 일부 사시도이고, 도 5는 도 3에 도시된 응축어셈블리의 평단면도이다. Figure 1 is a configuration diagram of a mineral carbonation device according to a first embodiment of the present invention, Figure 2 is a configuration diagram of the temperature control device shown in Figure 1, and Figure 3 is a front cross-sectional view of the condensation assembly shown in Figure 2. , FIG. 4 is a partial perspective view of the condensation assembly shown in FIG. 3, and FIG. 5 is a plan cross-sectional view of the condensation assembly shown in FIG. 3.
본 실시예에 따른 광물탄산화장치는, 이산화탄소가 저장된 이산화탄소탱크(10)와, 상기 이산화탄소탱크(10)에서 공급된 이산화탄소를 통해 초미세기포를 발생시키는 기포발생장치(20)와, 상기 기포발생장치(20)에서 발생된 초미세기포 형태의 이산화탄소를 공급받아 물에 저장하는 기포저장장치(100)와, 광물 또는 산업부산물이 공급되고, 상기 기포저장장치(100)로부터 초미세기포가 포함된 물을 공급받아 상기 광물 또는 산업부산물과 반응시키는 반응장치(200)와, 상기 기포발생장치(20) 또는 상기 기포저장장치(100) 중 적어도 어느 하나에 물을 공급하는 물공급장치(70)를 포함한다. The mineral carbonation device according to this embodiment includes a carbon dioxide tank (10) storing carbon dioxide, a bubble generator (20) that generates ultra-fine bubbles through carbon dioxide supplied from the carbon dioxide tank (10), and the bubble generator. A bubble storage device (100) that receives carbon dioxide in the form of ultra-fine bubbles generated in (20) and stores it in water, minerals or industrial by-products are supplied, and water containing ultra-fine bubbles is supplied from the bubble storage device (100). It includes a
상기 이산화탄소탱크(10)에 고압의 이산화탄소가 저장된다.High-pressure carbon dioxide is stored in the
상기 기포발생장치(20)는 물에 상기 이산화탄소탱크(10)에서 공급된 이산화탄소를 초미세기포 형태로 분사한다. 상기 기포발생장치(20)는 상기 기포저장장치(100)로부터 물을 공급받을 수 있다. The bubble generator 20 sprays carbon dioxide supplied from the
본 실시예에서 상기 초미세기포의 평균 크기는 300nm 이하이고, 1cc 당 3억개 이상의 초미세기포가 포함된다. 본 실시예에서 상기 기포발생장치(20)는 시간당 1톤 이상의 토출량을 갖는다. 상기 기포발생장치(20)의 토출량은 물 및 이산화탄소를 포함하는 양일 수 있다. In this example, the average size of the ultrafine bubbles is 300 nm or less, and more than 300 million ultrafine bubbles are included per 1cc. In this embodiment, the bubble generating device 20 has a discharge volume of more than 1 ton per hour. The discharge amount of the bubble generating device 20 may include water and carbon dioxide.
본 실시예에서 초미세기포가 포함된 물을 버블워터라 정의한다. In this embodiment, water containing ultrafine bubbles is defined as bubble water.
본 실시예에서 상기 물공급장치(70)는 상기 기포발생장치(20) 및 기포저장장치(100)에 각각 물을 공급한다. 상기 물공급장치(70)는 상기 기포저장장치(100)에 물을 공급하는 제1 물공급관(71)과, 상기 기포발생장치(20)에 물을 공급하는 제2 물공급관(72)과, 상기 제1 물공급관(71)을 개폐하는 제1 물공급밸브(73)와, 상기 제2 물공급관(72)을 개폐하는 제2 물공급밸브(74)를 포함한다.In this embodiment, the
본 실시예에서 상기 제2 물공급관(72)이 상기 제1 물공급관(71)에서 분지되어 상기 기포발생장치(20)에 연결된다. In this embodiment, the second
본 실시예에 따른 광물탄산화장치는 상기 기포저장장치(100)의 버블워터를 기포발생장치(20)로 회수하여 초미세기포를 추가공급함으로써 버블워터의 초미세기포 수를 유지시킬 수 있는 특징이 있다. The mineral carbonation device according to this embodiment has the feature of maintaining the number of ultra-fine bubbles in the bubble water by recovering the bubble water in the
상기 광물탄산화장치는, 상기 이산화탄소탱크(10) 및 기포발생장치(20)를 연결하는 제1 배관(31)과, 상기 기포발생장치(20) 및 기포저장장치(100)를 연결하고, 상기 기포발생장치(20)의 버블워터를 상기 기포저장장치(100)에 공급하는 제2 배관(32)과, 상기 기포발생장치(20) 및 기포저장장치(100)를 연결하고, 상기 기포저장장치(100)의 물 또는 버블워터를 상기 기포발생장치(20)에 공급하는 제3 배관(33)과, 상기 기포저장장치(100) 및 이산화탄소탱크(10)를 연결하고, 상기 기포저장장치(100)의 이산화탄소를 회수하는 제4 배관(34)과, 상기 제1 배관(31)에 배치되고, 상기 이산화탄소탱크(10)에서 상기 기포발생장치(20)에 공급되는 이산화탄소의 유량 또는 질량 중 적어도 어느 하나를 제어하는 제1 제어밸브(40)와, 상기 제4 배관(34)에 배치되고, 상기 기포저장장치(100)의 이산화탄소 농도에 따라 상기 기포저장장치(100)의 이산화탄소를 상기 이산화탄소탱크(10)로 회수하는 가스회수장치(60)와, 상기 기포저장장치(100) 및 반응장치(200)를 연결하고, 상기 기포저장장치(100)의 버블워터를 상기 반응장치(200)에 공급하는 제5 배관(35)과, 상기 제5 배관(35)에 배치되고, 상기 제5 배관(35)를 통과하는 버블워터의 유량 또는 질량 중 적어도 어느 하나를 제어하는 제2 제어밸브(50)를 포함한다. The mineral carbonation device connects a
상기 제1 제어밸브(40) 및 제2 제어밸브(50)는 압력과 무관하게 일정량을 토출하는 정량밸브일 수 있다. The
상기 제1 배관(31)을 통해 이산화탄소가 유동된다.Carbon dioxide flows through the
상기 제2 배관(32) 및 제3 배관(33)을 통해 버블워터가 유동된다.Bubble water flows through the
상기 제4 배관(34)을 통해 이산화탄소가 유동된다.Carbon dioxide flows through the
상기 제2 배관(32)에 제2 개폐밸브(37) 및 제2 체크밸브(미도시)가 더 배치될 수 있고, 이를 통해 상기 버블워터의 유동방향을 상기 기포발생장치(20)에서 상기 기포저장장치(100)로 강제할 수 있다. A second on/off
상기 제3 배관(33)에 제3 개폐밸브(38) 및 제3 체크밸브(미도시)가 더 배치될 수 있고, 이를 통해 상기 버블워터의 유동방향을 상기 기포저장장치(100)에서 상기 기포발생장치(20)로 강제할 수 있다. A third on/off
물 또는 공기가 한쪽 방향으로 이동해야하기 때문에, 각 배관에는 미도시된 체크밸브가 배치될 수 있고, 이는 당업자에게 일반적인 기술이기 때문에 상세할 설명을 생략한다. Since water or air must move in one direction, a check valve (not shown) may be placed in each pipe, and since this is a common technique for those skilled in the art, detailed description will be omitted.
상기 기포저장장치(100)의 내부 압력보다 상기 기포발생장치(20)의 내부압력이 더 높기 때문에, 상기 제3 배관(33) 또는 상기 기포저장장치(100)에 버블워터 또는 물을 상기 기포발생장치(20)로 강제 유동시키는 리턴컴프레서(39)가 더 배치된다. Since the internal pressure of the bubble generating device 20 is higher than the internal pressure of the
상기 제3 배관(33)의 입구측에 저장여과필터(36)가 더 배치될 수 있고, 상기 기포저장장치(100)에서 상기 제3 배관(33)으로 유동되는 버블워터의 이물질을 여과할 수 있다. A
본 실시예에서 상기 리턴컴프레서(39)가 상기 기포저장장치(100) 내부에 배치되고, 상기 기포저장장치(100)의 버블워터를 상기 저장여과필터(36)로 가압 토출한다. In this embodiment, the
상기 제3 개폐밸브(38) 및 제2 물공급밸브(74)를 동시에 제어하여 상기 제3 배관(33)을 통해 회수되는 버블워터의 양과 물의 양을 제어할 수 있고, 이를 통해 상기 기포발생장치(20)의 초미세기포의 농도가 급격하게 저하되는 것을 방지할 수 있다. By simultaneously controlling the third on/off
상기 가스회수장치(60)는 상기 기포저장장치(100)의 수면(101) 상측공간(102)의 이산화탄소를 흡입하여 상기 이산화탄소탱크(10)로 가압하여 이송시킨다.The
상기 가스회수장치(60)는 에어컴프레서일 수 있다. 상기 가스회수장치(60)는 후술하는 제2 감지장치(150)에서 감지하는 이산화탄소 농도값에 따라 자동된다. The
상기 기포저장장치(100)는, 저장하우징(110)과, 상기 저장하우징(110)에 저장된 버블워터의 온도를 제어하는 온도조절장치(300)와, 상기 저장하우징(110)에 배치되고, 상기 저장하우징(110)에 저장된 버블워터의 수위를 감지하는 수위감지장치(130)와, 상기 저장하우징(110)에 저장된 버블워터의 용존 이산화탄소 농도를 감지하는 제1 감지장치(140)와, 상기 저장하우징(110)의 이산화탄소 농도를 감지하는 제2 감지장치(150)를 포함한다. The
상기 제1 물공급관(71)이 상기 저장하우징(110) 상단에 연결되어 수면(101)으로 낙하될 수 있다. The first
상기 저장하우징(110) 내부에 버블워터가 저장되고, 상기 수위감지장치(130)가 상기 버블워터의 수위를 감지한다.Bubble water is stored inside the
상기 수위감지장치(130)는 플로팅센서일 수 있다.The water level detection device 130 may be a floating sensor.
상기 수위감지장치(130)는 최저수위를 감지하는 제1 수위센서(131)와, 최고수위를 감지하는 제2 수위센서(132)를 포함한다. 상기 제1 수위센서(131)가 상기 제2 수위센서(132) 보다 낮게 배치된다. The water level sensing device 130 includes a first
상기 수위감지장치(130)의 수위감지값에 따라 상기 제2 개폐밸브(37), 제3 개폐밸브(38) 또는 제1 물공급밸브(73) 중 적어도 어느 하나가 작동될 수 있다. At least one of the second on/off
예를 들어 상기 수위감지값이 최대수위(제2 수위센서 감지)를 초과하는 경우, 상기 제2 개폐밸브(37) 및 제1 물공급밸브(73)를 폐쇄하여 추가적인 물공급 및 버블워터의 공급을 차단한다.For example, when the water level detection value exceeds the maximum water level (detected by the second water level sensor), the second on/off
상기 수위감지값이 최소수위(제1 수위센서 감지) 미만인 경우, 상기 제3 개폐밸브(38)를 폐쇄하고, 상기 제2 개폐밸브(37) 또는 제1 물공급밸브(73) 중 적어도 어느 하나를 개방하여 상기 수위를 상승시킨다. When the water level detection value is less than the minimum water level (detected by the first water level sensor), the third on/off
상기 제1 감지장치(140)가 상기 저장하우징(110)에 저장된 버블워터의 용존 이산화탄소 농도를 모니터링하고, 감지된 용존 이산화탄소 농도값에 따라 상기 제2 개폐밸브(37), 제3 개폐밸브(38) 또는 제1 물공급밸브(73) 중 적어도 어느 하나를 제어한다. The
상기 제1 감지장치(140)는 용존 이산화탄소 농도를 감지하는 제1 센싱부(145)를 더 포함하고, 상기 제1 센싱부(145)가 상기 수면(1) 하측에 배치된다. The
상기 수위감지장치(130)를 통해 상기 제1 센싱부(145)가 수면(1) 하측에 위치되도록 수위를 조정한다. 본 실시예에서 상기 제1 센싱부(145)가 상기 제1 수위센서(131) 보다 낮게 배치된다. The water level is adjusted so that the
상기 버블워터의 용존 이산화탄소 농도값이 최소기준값 미만인 경우, 상기 제1 물공급밸브(73)를 폐쇄하여 추가적인 물공급을 차단하고, 상기 제2 개폐밸브(37)를 개방하여 버블워터를 추가공급한다. If the dissolved carbon dioxide concentration value of the bubble water is less than the minimum standard value, the first
상기 버블워터의 용존 이산화탄소 농도값이 최대기준값 초과인 경우, 상기 제1 물공급밸브(73)를 개방하여 물을 추가 공급할 수 있다. If the dissolved carbon dioxide concentration value of the bubble water exceeds the maximum standard value, the first
상기 제2 감지장치(150)가 상기 저장하우징(110)의 수면 상측공간(102)의 이산화탄소 농도를 모니터링한다. The
상기 제2 감지장치(150)는 기체상태의 이산화탄소 농도를 감지하는 제2 센싱부(155)를 더 포함한다. 상기 제2 센싱부(155)가 상기 수면(1) 상측에 배치된다. The
상기 수위감지장치(130)를 통해 상기 제2 센싱부(155)가 수면(1) 상측에 위치되도록 수위를 조정한다. 본 실시예에서 상기 제2 센싱부(155)가 상기 제2 수위센서(132) 보다 상측에 배치된다. The water level is adjusted so that the
그래서 높이를 기준으로, 상기 수위감지장치(130)는 상기 제1 센싱부(145) 및 제2 센싱부(155) 사이에 배치된다. Therefore, based on height, the water level sensing device 130 is disposed between the
상기 저장하우징(110) 내부의 온도가 상승하거나 압력이 감소하는 경우, 저장된 버블워터에서 이산화탄소가 기체화되어 방출되고, 상기 상측공간(102)의 이산화탄소 농도를 증가시킨다. When the temperature inside the
상기 상측공간(102)의 이산화탄소 농도가 기준압력값 초과인 경우, 상기 가스회수장치(60)를 가동시켜 상기 상측공간(102)의 이산화탄소를 회수할 수 있다. When the carbon dioxide concentration in the
상기 반응장치(200)는, 내부에 반응공간(201)이 형성된 반응하우징(210)과, 상기 반응하우징(210) 내부에 배치되고, 저장된 광물 또는 산업부산물을 버블워터와 교반시켜 탄산화물을 생산하는 교반장치(220)와, 상기 반응하우징(210)에 배치되고, 상기 교반장치(220)를 구동시키는 교반모터(230)와, 상기 반응하우징(210)에 저장된 탄산화물의 용존 이산화탄소 농도를 감지하는 제3 감지장치(240)와, 상기 반응하우징(210)에 저장된 탄산화물의 산도변화를 모니터링하는 제4 감지장치(250)와, 상기 반응하우징(210)에 저장된 탄산화물의 이온변화를 모니터링하는 제5 감지장치(260)를 포함한다. The
상기 광물탄산화장치는, 상기 반응하우징(210)에서 광물 탄산화 반응이 종료된 탄산화 골재를 이송시키는 컨베이어장치(290)를 더 포함할 수 있다. The mineral carbonation device may further include a
상기 반응장치(200)는, 상기 반응하우징(210)의 하측에 배치되고, 상기 컨베이어장치(290)로 탄산화 골재를 배출하는 반응배출관(211)과, 상기 반응배출관(211)에 배치되는 골재배출밸브(212)를 더 포함할 수 있다. The
상기 반응하우징(210)의 상측에 광물 또는 산업부산물이 투입되는 투입구(215)가 배치된다. 본 실시예에서 상기 투입구(215)를 통해 산업부산물이 연속투입될 수 있다.An
상기 산업부산물 및 버블워터의 혼합물을 탄산화물이라고 정의한다. The mixture of the industrial by-product and bubble water is defined as carbonate.
상기 산업부산물 및 버블워터의 화학 반응을 통해 이산화탄소와 결합된 탄산화골재가 생성된다. Through a chemical reaction between the industrial by-products and bubble water, carbonated aggregate combined with carbon dioxide is produced.
상기 교반장치(220)가 상기 탄산화물을 혼합시키고, 상기 탄산화물에서 K+, Na+, Ca2+, Mg2+의 용출을 촉진하여 광물탄산화 환경을 촉진시킨다. The stirring
상기 교반장치(220)는 상하 방향으로 배치된 교반축(225)과, 상기 교반축(225)의 외주면에 나선형으로 배치되고, 상기 교반축(225)의 길이 방향으로 배치된 나선블레이트(222)를 포함한다. The stirring
상기 교반모터(230)가 상기 반응하우징(210)의 상측에 배치되고, 상기 교반축(225)이 상기 교반모터(230)에 결합된다.The stirring
상기 교반모터(230)의 작동에 의해 상기 교반장치(220)가 회전되고, 상기 교반장치(220)의 회전력에 의해 상기 반응하우징(210)에 저장된 탄산화물이 상측으로 유동된다. The stirring
여기서 상기 교반장치(220)의 회전에 의해 탄산화물이 상측으로 연속적으로 밀려 이동될 경우, 최상측 까지 이동된 탄산화물은 상기 교반축(225)을 기준으로 반경방향 외측으로 유동된 후 상기 반응하우징(210)의 내측면을 따라 하측으로 방향전환되어 유동되고, 다시 상기 교반축(225)의 하단으로 유동된다.Here, when the carbonate is continuously pushed upward by the rotation of the stirring
상술한 탄산화물의 유동을 용이하게 구현하기 위해, 상기 반응하우징(210)의 하측이 하측으로 뾰족한 호퍼형상으로 형성되고, 상기 호퍼형상의 평면 중심에 상기 교반축(225)이 상하 방향으로 배치된다. In order to easily implement the above-described flow of carbonate, the lower side of the
이와 같이 상기 교반장치(220)가 회전될 경우, 상기 탄산화물이 상기 반응하우징(210) 내부에서 상하 방향으로 유동되면서 순환될 수 있고, 이를 통해 광물탄산화 과정을 촉진시킬 수 있다. When the stirring
상기 제3 감지장치(240)는 상기 탄산화물의 용존 이산화탄소 농도를 감지한다. The
상기 제4 감지장치(250)는 상기 탄산화물의 pH 농도를 모니터링하기 위한 장치이고, 탄산화물의 화학적 변동을 감지할 수 있다. The
상기 제5 감지장치(260)는 상기 탄산화물의 이온변화를 모니터링 하기 위한 장치이고, K+, Na+, Ca2+, Mg2+와 같은 알카리금속 이온 및 알칼리토금속 이온의 화학적 변동을 감지할 수 있다. The
상기 온도조절장치(300)는, 냉매를 압축하는 압축기(310)와, 상기 압축기(310)에서 압축된 냉매를 응축시키는 응축어셈블리(400)와, 상기 응축어셈블리(400)에서 응축된 냉매를 팽창시키는 팽창밸브(340)와, 상기 팽창된 냉매를 증발시키는 증발열교환기(330)를 포함한다. The
상기 온도조절장치(300)는, 상기 압축기(310) 및 응축어셈블리(400)를 연결하는 제1 냉매배관(351)과, 상기 응축어셈블리(400) 및 팽창밸브(340)를 연결하는 제2 냉매배관(352)과, 상기 팽창밸브(340) 및 증발열교환기(330)를 연결하는 제3 냉매배관(353)과, 상기 증발열교환기(330) 및 압축기(310)를 연결하는 제4 냉매배관(354)을 포함한다. The
상기 압축기(310)가 상기 저장하우징(110) 외부에 배치된다. The
본 실시예에서 상기 응축어셈블리(400)가 상기 반응하우징(210) 내부에 배치되어 냉매의 응축과정에서 발생되는 응축열을 상기 탄산화물에 제공한다.In this embodiment, the
상기 응축열이 상기 탄산화물을 가열하여 화학적 변동을 촉진시킬 수 있을 뿐만 아니라 상기 탄산화물의 온도를 통해 상기 냉매의 응축효율을 향상시킬 수 있다. The heat of condensation not only heats the carbonate to promote chemical changes, but also improves the condensation efficiency of the refrigerant through the temperature of the carbonate.
본 실시예에서 상기 증발열교환기(330)가 상기 저장하우징(110) 내부에 배치되고, 냉매의 증발과정에서 발생되는 증발열을 상기 버블워터에 제공한다. In this embodiment, the
상기 증발열교환기(330)는 상기 버블워터에 잠기게 배치되는 것이 바람직하다. The
본 실시예에서 상기 증발열교환기(330)는 상기 저장하우징(110)의 높이 중간에 배치되되, 상기 증발열교환기(330)는 상기 제1 수위센서(131) 하측에 배치되고, 이를 통해 상기 증발열교환기(330)가 버블워터에 잠긴상태로 유지되는 특징이 있다. In this embodiment, the
상기 증발열교환기(330)가 버블워터와 직접 열교환되고, 상기 증발열을 통해 상기 버블워터를 냉각시킬 수 있다. The
상기 증발열을 통해 상기 버블워터의 온도를 낮게 유지할 수 있기 때문에, 상기 용존 이산화탄소의 농도를 높게 유지시킬 수 있고, 상기 버블워터에서 이산화탄소가 기화되는 것을 억제할 수 있는 특징이 있다. Since the temperature of the bubble water can be maintained low through the heat of evaporation, the concentration of dissolved carbon dioxide can be maintained high and evaporation of carbon dioxide in the bubble water can be suppressed.
여기서 상기 저장하우징(110)의 높이 중간에 상기 증발열교환기(330)가 배치되기 때문에, 온도상승으로 인해 상측으로 대류되는 버블워터를 효과적으로 냉각시킬 수 있다. Here, since the
특히, 상기 수위감지장치(130)를 통해 상기 버블워터의 수면(101)이 상기 제1 수위센서(131) 근처에 위치되도록 제어할 경우, 상기 수면(101)을 효과적으로 냉각시켜 용존 이산화탄소가 기화되는 것을 억제할 수 있는 특징이 있다. In particular, when controlling the
상기 응축어셈블리(400)는 응축열교환기(420)를 포함하고, 상기 응축열교환기(420)가 상기 압축기(310)와 연결되어 냉매를 순환시킨다. The
본 실시예에서 상기 응축어셈블리(400)가 상기 반응하우징(210) 내부에 배치되고, 상기 제5 배관(35)에서 토출된 버블워터가 상기 응축어셈블리(400)로 낙하되는 특징이 있다.In this embodiment, the
상기 응축어셈블리(400)로 낙하된 버블워터가 상기 응축열교환기(420)와 접촉되고, 이를 통해 냉매의 응축열에 의해 가열된 다음 상기 산업부산물과 혼합되게 하는 특징이 있다. The bubble water that falls into the
상기 응축어셈블리(400)는, 상기 반응하우징(210) 내부에 배치되고, 내부에 응축공간(415)이 형성된 응축하우징(410)과, 상기 응축하우징(410) 내부에 배치되고, 상기 압축기(310) 및 팽창밸브(340)와 연결되어 냉매를 순환시키는 응축열교환기(420)와, 상기 응축하우징(410)의 내부 일측면에 배치되고, 상측에서 공급된 버블워터를 상기 응축하우징(410)의 일측면으로 안내하는 제1 응축가이드(430)와, 상기 응축하우징(410)의 내부 타측면에 배치되고, 상측에서 공급된 버블워터를 상기 응축하우징(410)의 타측면으로 안내하는 제2 응축가이드(440)를 포함한다. The
상기 응축열교환기(420)는 수평방향으로 이격되어 배치된 복수개의 응축냉각핀(424)과, 상기 응축냉각핀(424)을 상하 방향으로 관통하게 배치되는 응축배관(422)을 포함한다. The
상기 응축냉각핀(424) 사이의 이격된 간격을 핀간격이라 정의한다. The space between the
상기 제1 응축가이드(430) 및 제2 응축가이드(440)가 상기 핀간격으로 버블워터를 가이드할 수 있고, 상기 핀간격으로 버블워터가 유동되면서 열교환이 이루어지는 특징이 있다. The
상기 응축하우징(410)은 상측에 하우징입구(411)가 형성되고, 하측에 하우징출구(412)가 형성된다. 상기 하우징입구(411)는 상측을 향해 개구되고, 상기 하우징출구(412)를 측면을 향해 개구된다.The
탑뷰로 볼 때, 상기 하우징입구(411)를 통해 상기 제1 응축가이드(430)가 노출되고, 상기 제5 배관(35)의 하단(35a)에서 토출된 버블워터가 상기 제1 응축가이드(430)의 상측면으로 낙수된다. When viewed from the top, the
상기 응축하우징(410)는 상측면을 형성하는 응축어퍼월(413)과, 하측면을 형성하는 응축로어월(414)을 포함한다.The
상기 응축어퍼월(413)에 상기 하우징입구(411)가 형성된다. The
상기 응축어퍼월(413)은 상하 방향으로 경사지게 형성된다.The condensed
본 실시예에서 상기 응축어퍼월(413)이 상기 응축열교환기(420)의 상측에 이격되어 배치되고, 상기 응축열교환기(420)의 상측을 커버한다.In this embodiment, the condensation
그래서 상기 제5 배관(35)에서 버블워터가 토출되어 낙하되더라도 상기 버블워터가 상기 응축열교환기(420)로 직접 낙하되는 것을 방지한다.Therefore, even if bubble water is discharged from the
본 실시예에서 상기 응축어퍼월(413)이 상기 제1 응축가이드(430)를 향해 하향 경사지게 배치되고, 상기 응축어퍼월(413)로 버블워터가 낙수되더라도 상기 응축어퍼월(413)의 경사면을 따라 상기 버블워터가 상기 제1 응축가이드(430)의 상측면으로 유동된다. In this embodiment, the condensation
상기 응축로어월(414)은 상기 응축공간(415)의 하측으로 유동된 버블워터를 상기 하우징출구(412)로 안내한다. 상기 응축로어월(414)은 상기 하우징출구(412)를 향해 하향 경사지게 배치된다. The condensation
본 실시예에서 상기 하우징출구(412)가 상기 하우징입구(411)의 반대편에 배치되고, 이와 같은 배치를 통해 버블워터의 이동경로를 증가시켜 버블워터 및 응축열교환기(420)의 열교환시간을 증가시킬 수 있다. In this embodiment, the
상기 응축하우징(410)은 상기 응축열교환기(420)의 일측면(421)과 대향되게 배치된 제1 하우징측벽(416)과, 상기 응축열교환기(420)의 타측면(422)과 대향되게 배치된 제2 하우징측벽(417)을 포함한다. The
상기 응축어퍼월(413)이 상기 제2 하우징측벽(417)에 결합되고, 상기 제1 하우징측벽(416) 방향으로 하향 경사지게 배치되고, 상기 응축로어월(414)이 상기 제1 하우징측벽(416)에 결합되고, 상기 제2 하우징측벽(417) 방향으로 하향 경사지게 배치된다. The condensation
상기 제1 응축가이드(430) 및 제2 응축가이드(440)는 상기 응축열교환기(420)를 향해 경사지게 배치된다. The
상기 제1 응축가이드(430)는 제1 일단(431)이 상기 제1 하우징측벽(416)에 밀착되고, 제1 타단(432)이 상기 응축열교환기(420)의 일측면(421)에 밀착된다.The
상기 제1 일단(431)이 높게 배치되고, 상기 제1 타단(432)이 상기 제1 일단(431)보다 낮게 배치되어 제1 가이드경사각(A)을 형성한다. The
상기 제1 가이드경사각(A)을 통해 상기 제1 응축가이드(430)가 일측에서 타측 방향으로 버블워터를 가이드할 수 있고, 이를 통해 상기 버블워터가 상기 핀간격의 일측으로 용이하게 유입될 수 있다. The
상기 제1 응축가이드(430)가 상기 방향으로 복수개 이격되어 배치되고, 상기 제1 응축가이드(430)들의 간격을 제1 가이드간격(G1)라 정의한다. A plurality of first condensation guides 430 are arranged to be spaced apart in the above direction, and the gap between the first condensation guides 430 is defined as the first guide gap G1.
상기 제2 응축가이드(440)는, 제2 타단(442)이 상기 제2 하우징측벽(417)에 밀착되고, 제2 일단(441)이 상기 응축열교환기(420)의 타측면(422)에 밀착된다.The
상기 제2 타단(442)이 높게 배치되고, 상기 제2 일단(441)이 상기 제2 타단(442)보다 낮게 배치되어 제2 가이드경사각(B)을 형성한다. The second
상기 제1 응축가이드(430) 및 제2 응축가이드(440)가 90도 이상 180도 미만의 사이각을 형성한다. The
상기 제2 가이드경사각(B)을 통해 상기 제2 응축가이드(440)가 타측에서 일측 방향으로 버블워터를 가이드할 수 있고, 이를 통해 상기 버블워터가 상기 핀간격의 타측으로 용이하게 유입될 수 있다. Through the second guide inclination angle (B), the
상기 제2 응축가이드(440)가 상기 방향으로 복수개 이격되어 배치되고, 상기 제2 응축가이드(440)들의 간격을 제2 가이드간격(G2)라 정의한다. A plurality of second condensation guides 440 are arranged to be spaced apart in the above direction, and the gap between the second condensation guides 440 is defined as the second guide gap G2.
본 실시예에서 상기 제1 가이드간격(G1) 및 제2 가이드간격(G2)이 동일하게 형성된다. 본 실시예와 달리 상기 제1 가이드간격(G1) 및 제2 가이드간격(G2)이 다르게 형성되고, 이를 통해 버블워터의 유동속도가 각기 다르게 형성되게 할 수 있다. In this embodiment, the first guide gap (G1) and the second guide gap (G2) are formed to be the same. Unlike this embodiment, the first guide gap (G1) and the second guide gap (G2) are formed differently, and through this, the flow speed of the bubble water can be formed differently.
상하 방향으로 볼 때, 상기 제1 응축가이드(430) 및 제2 응축가이드(440)가 엇갈리게 지그재그 형태로 배치된다.When viewed up and down, the
구체적으로 상기 응축열교환기(420)에 밀착되는 복수개의 상기 제1 응축가이드(430)의 각 제1 타단(432)과 복수개의 상기 제2 응축가이드(440)의 각 제1 일단(441)의 높이가 다르게 배치된다. Specifically, the height of each
상기 제1 응축가이드(430)의 제1 타단(432) 및 제2 응축가이드(440)의 제1 일단(441)이 제1 가이드간격(G1)의 1/2 길이로 형성된다. The first
그래서 상기 제1 응축가이드(430)의 제1 타단(432)에 배치되고, 상기 제1 응축가이드(430)를 상하 방향으로 관통하는 제1 가이드배수홈과, 상기 제2 응축가이드(440)의 제2 일단(441)에 배치되고, 상기 제2 응축가이드(440)를 상하 방향으로 관통하는 제2 가이드배수홈을 더 포함할 수 있다. Therefore, the first guide drain groove disposed at the first
상기 제1 가이드배수홈은 상기 제1 타단(432)에서 제1 일단(431) 방향으로 오목하게 형성되고, 상기 제2 가이드배수홈은 상기 제2 일단(441)에서 상기 제2 타단(442) 방향으로 오목하게 형성된다. The first guide drain groove is formed concavely in the direction from the first
탑뷰로 볼 때, 상기 제1 가이드배수홈 및 제2 가이드배수홈은 사각형 형상으로 형성된다. When viewed from the top, the first guide drain groove and the second guide drain groove are formed in a square shape.
상기 제1 가이드배수홈 및 제2 가이드배수홈을 통해 버블워터의 일부를 상기 핀간격이 아닌 하측으로 배수할 수 있고, 이를 통해 상기 제1 응축가이드(430) 및 제2 응축가이드(440)와 직접 연결되지 않은 하측의 핀간격으로도 버블워터를 유동시킬 수 있는 특징이 있다. Through the first guide drain groove and the second guide drain groove, a portion of the bubble water can be drained to the lower side rather than the pin gap, and through this, the
상기 제1 가이드배수홈은 상기 제1 응축가이드(430)의 길이 방향으로 복수개가 배치되고, 본 실시예에서 3개가 배치된다.A plurality of first guide drain grooves are arranged in the longitudinal direction of the
상기 제1 가이드배수홈은 전방에 배치된 제1-1 가이드홈(433)과, 후방에 배치된 제1-3 가이드홈(435)과, 상기 제1-1 가이드홈(433) 및 제1-3 가이드홈(435) 사이에 배치되는 제1-2 가이드홈(434)를 포함한다. The first guide drainage groove includes a 1-1
상기 제1-1 가이드홈(433), 제1-2 가이드홈(434) 및 제1-3 가이드홈(435)이 등간격으로 형성되고, 본 실시예에서 이를 홈간격(R)이라 정의한다. The 1-1
상기 제2 가이드배수홈은 상기 제2 응축가이드(440)의 길이 방향으로 복수개가 배치되고, 본 실시예에서 2개가 배치된다.A plurality of second guide drain grooves are arranged in the longitudinal direction of the
상기 제2 가이드배수홈은 전방에 배치된 제2-1 가이드홈(443)과, 후방에 배치된 제2-2 가이드홈(444)를 포함한다. The second guide drain groove includes a 2-1
상기 제2-1 가이드홈(443) 및 제2-2 가이드홈(444)이 전후 방향으로 이격되너 홈간격(R)을 형성한다.The 2-1
탑뷰로 볼 때, 상기 제1-1 가이드홈(433) 및 제1-2 가이드홈(434) 사이에 상기 제2-1 가이드홈(443)이 배치되고, 상기 제1-2 가이드홈(434) 및 제1-3 가이드홈(435) 사이에 상기 제2-2 가이드홈(444)이 배치된다. When viewed from the top, the 2-1
상기 제1-1 가이드홈(433), 제1-2 가이드홈(434) 및 제1-3 가이드홈(435)을 통해 하측으로 배출된 버블워터는 상기 응축열교환기(420)의 일측을 통해 상기 핀간격의 일측 유입되어 유동될 수 있고, 상기 제2-1 가이드홈(443) 및 제2-2 가이드홈(444)을 통해 하측으로 배출된 버블워터는 상기 응축열교환기(420)의 타측을 통해 상기 핀간격의 타측으로 유입되어 유동될 수 있다. Bubble water discharged downward through the 1-1
이와 같은 제1 응축가이드(430) 및 제2 응축가이드(440)의 배치 및 구조를 통해 상기 하우징입구(411)를 통해 응축공간(415)으로 유입된 버블워터는 자중에 의해 하측으로 이동되면서 상기 응축열교환기(420)를 좌우 방향으로 관통하면서 지그재그 형태로 하향 유동된 후, 상기 하우징출구(412)를 통해 상기 반응공간(201)으로 배출될 수 있다.Through the arrangement and structure of the
이 과정에서 응축열교환기(420)와 충분한 열교환이 이루어질 수 있고, 상기 응축열교환기(420)를 통과하는 냉매의 응축효율을 향상시킬 수 있는 특징이 있다.In this process, sufficient heat exchange can be achieved with the
특히 상기 버블워터가 응축열교환기(420)와 열교환되면서 가열되고, 가열된 버블워터가 상기 광물 또는 산업부산물과 혼합되기 때문에 광물탄산화 반응을 촉진시킬 수 있는 특징이 있다. In particular, the bubble water is heated while exchanging heat with the
상술한 산업부산물 골재의 화학 성분(단위 : 중량%)은 다음과 같다.The chemical composition (unit: weight %) of the above-mentioned industrial by-product aggregate is as follows.
division
Basicity (CaO/SIO 2 )
상기 산업부산물은 다량의 알칼리토금속(Ca2 +, Mg2 +)을 포함하고 있기 때문에, 광물탄산화 원료로 적합하다. Since the industrial by-products contain a large amount of alkaline earth metals (Ca 2 + , Mg 2 + ), they are suitable as raw materials for mineral carbonation.
본 실시예에 따른 광물탄산화장치는, 용존 이산화탄소가 포함된 버블워터를 산업부산물과 혼합하고, 상기 산업부산물에서 K+, Na+, Ca2 +, Mg2 +의 용출을 촉진하여 광물탄산화 환경을 촉진시킨다. The mineral carbonation device according to this embodiment mixes bubble water containing dissolved carbon dioxide with industrial by-products and promotes the elution of K + , Na + , Ca 2 + , and Mg 2+ from the industrial by-products to create a mineral carbonation environment . promotes
초미세기포를 활용한 광물탄산화 골재의 화학조정은 원재료와 크게 다르지 않고, 포집된 이산화탄소(CO3 2- 형태)와 골재에 포함된 Ca2 +, Mg2 + 이온이 반응하여 골재 표면 또는 중심부에 CaCO3 및 MgCO3가 형성되고, 이를 통해 이산화탄소를 고정시킬 수 있다. The chemical adjustment of mineral carbonated aggregate using ultra-fine bubbles is not much different from the raw material, and the captured carbon dioxide (in the form of CO 3 2- ) reacts with the Ca 2 + and Mg 2 + ions contained in the aggregate to form a carbonate on the surface or center of the aggregate. CaCO 3 and MgCO 3 are formed, through which carbon dioxide can be fixed.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 광물탄산화장치의 제어방법이 도시된 순서도이다. Figure 6 is a flowchart showing a control method of a mineral carbonation device according to the first embodiment of the present invention.
본 실시예에 따른 광물탄산화장치의 제어방법은, 기포저장장치(100)에 저장된 버블워터의 온도를 감지하고, 상기 버블워터의 온도가 기준온도를 초과하는지 판단하는 단계(S10)와, 상기 S10 단계를 만족하는 경우, 온도조절장치(300)의 압축기(310)를 구동시키는 단계(S20)와, 상기 S20 단계 이후에, 상기 기포저장장치(100)의 수위를 감지하고, 감지된 수위가 최저수위 미만인지를 판단하는 단계(S30)와, 상기 S30 단계를 만족하는 경우, 물공급장치(70)를 통해 상기 기포저장장치(100)에 물을 공급하고, 기포발생장치(20)의 버블워터를 상기 기포저장장치(100)에 공급하는 단계(S40)와, 상기 S40 단계 이후에, 상기 기포저장장치의 수위를 다시 감지하고, 상기 감지된 수위가 최저수위 및 최고수위 사이에 배치되는지를 판단하는 단계(S50)와, 상기 S50 단계를 만족하는 경우, 상기 물공급장치(70)를 통한 물공급을 중단하고, 상기 기포발생장치(20)를 통해서 버블워터만을 상기 기포저장장치(100)에 공급하는 단계(S60)와, 상기 S60 단계 이후에, 상기 기포저장장치의 수위를 다시 감지하고, 상기 감지된 수위가 최고수위를 초과하는 지를 판단하는 단계(S70)와, 상기 S70 단계를 만족하는 경우, 상기 기포발생장치(20)의 제3 개폐밸브(38)를 개방상태로 변경하여 상기 기포저장장치(100)의 버블워터를 상기 기포발생장치(20)와 순환시키는 단계(S80)와, 상기 S80 단계 이후에, 상기 기포저장장치(100)의 버블워터 온도를 다시 감지하고, 상기 감지된 버블워터의 온도가 최저온도 및 기준온도 사이로 형성되지는지 판단하는 단계(S90)와, 상기 S90 단계를 만족하지 않는 경우, 상기 압축기(310)를 정지시키는 단계(S100)를 포함한다. The control method of the mineral carbonation device according to this embodiment includes the steps of detecting the temperature of bubble water stored in the
상기 S90 단계를 만족하는 경우, 상기 S10 단계로 리턴된다. If step S90 is satisfied, it returns to step S10.
상기 S20 단계에서 온도조절장치(300)의 압축기(310)를 구동시켜 냉매를 순환시키고, 이를 통해 상기 증발열교환기(330)에서 증발열을 제공하여 상기 버블워터를 냉각시킨다.In step S20, the
상기 S30 단계에서 상기 증발열교환기(330)가 버블워터에 잠긴상태인지를 판단한다.In step S30, it is determined whether the
수위가 과부족 상태인 경우, 상기 S40 단계에서 상기 물공급장치(70) 및 기포발생장치(20)를 통해 물 및 버블워터를 동시에 공급한다. If the water level is excessive or insufficient, water and bubble water are simultaneously supplied through the
상기 S50 단계는 버블워터의 수위가 최저수위를 초과하는지를 판단하고, 최저수위를 초과하는 경우, 상기 S60 단계에서 물공급을 중단하고, 기포발생장치(20)의 버블워터만을 기포저장장치(100)에 공급하여 저장한다.In step S50, it is determined whether the water level of the bubble water exceeds the minimum water level, and if it exceeds the minimum water level, the water supply is stopped in step S60, and only the bubble water of the bubble generator 20 is used in the
S70 단계에서 버블워터의 수위가 최고수위를 초과하는지를 판단하고, 최고수위를 초과하는 경우, S80 단계에서 버블워터를 기포발생장치 및 기포저장장치에서 순환시킨다. In step S70, it is determined whether the water level of the bubble water exceeds the maximum water level, and if it exceeds the maximum water level, the bubble water is circulated in the bubble generator and bubble storage device in step S80.
광물탄산화장치는 전술한 제어방법을 수행하기 위한 제어부를 포함할 수 있고, 상기 제어부는 적어도 하나의 동작을 수행하는 프로세서; 및 상기 적어도 하나의 동작을 지시하는 명령어들(instructions)을 저장하는 메모리;를 포함하는 하드웨어 유닛으로 구성될 수 있다.The mineral carbonation device may include a control unit for performing the above-described control method, wherein the control unit includes a processor that performs at least one operation. and a memory that stores instructions instructing the at least one operation.
제어부는 제어 유닛 또는 MCU 등으로도 해석될 수 있거나 펌웨어(또는 프로그램이나 애플리케이션) 형태로 전술한 제어방법을 수행하기 위한 명령어들이 패킹된 후, 패킹된 펌웨어(또는 프로그램이나 애플리케이션)가 메모리에 로딩된 후 프로세서에 의해 실행되면서 제어방법이 수행될 수 있다.The control unit can be interpreted as a control unit or MCU, or the instructions for performing the above-described control method are packed in the form of firmware (or program or application), and then the packed firmware (or program or application) is loaded into memory. Afterwards, the control method can be performed while being executed by a processor.
도 7은 광물탄산화에 대한 개념을 설명하기 위한 도면이다. 도 8은 일 실시예에 따른 광물탄산화 장치를 이용하여 광물탄산화를 수행했을 때 결과물의 성능지표 항목들을 나타낸 도면이다. 도 9는 도 8에 따른 성능지표 항목들의 평가방법과 평가환경을 나타낸 도면이다.Figure 7 is a diagram to explain the concept of mineral carbonation. Figure 8 is a diagram showing performance index items of the results when mineral carbonation is performed using a mineral carbonation device according to an embodiment. Figure 9 is a diagram showing the evaluation method and evaluation environment of the performance index items according to Figure 8.
광물탄산화는 광물화 소재와 C02를 직접 반응시키는 직접 광물탄산화와 광물화 소재로부터 C02와 반응할 수 있는 Ca 또는 Mg 성분을 추출한 후 탄산화시키는 간접 광물탄산화로 분류할 수 있다.Mineral carbonation can be classified into direct mineral carbonation, which directly reacts the mineralized material with C0 2 , and indirect mineral carbonation, which extracts Ca or Mg components that can react with C0 2 from the mineralized material and then carbonates them.
직접 광물 탄산화의 경우 광물화 소재 자체에 C02를 고온, 고압의 조건에서 반응시켜 고정화하며, 비교적 공정이 간단하고 고온의 열을 회수할 수 있는 장점이 있다.In the case of direct mineral carbonation, C0 2 is reacted and immobilized on the mineralized material itself under high temperature and high pressure conditions. The process is relatively simple and has the advantage of being able to recover high temperature heat.
간접 광물탄산화는 반응 대상 이온을 광물화 소재로부터 추출하여 탄산화 반응을 유도하기 때문에 탄산염 전환속도가 빠르며 고순도의 탄산화 물질을 합성할 수 있다.Indirect mineral carbonation induces a carbonation reaction by extracting reaction target ions from mineralized materials, so the carbonate conversion rate is fast and high purity carbonation materials can be synthesized.
이러한 장점에도 불구하고 간접 광물탄산화 과정에서 알칼리 토금속을 추출하기 위해 강산, 암모늄, 가성소다 등 별도의 추출 용매를 사용하여야 하며, 이로 인해 공정이 다소 복잡해지므로 생산비용이 증가하고, 탄산염 생성 이후 잔류 물질이 존재하여 이를 처리하여야 하는 환경 부담으로 인해 전체 공정비용의 추가적인 상승을 초래한다.Despite these advantages, a separate extraction solvent such as strong acid, ammonium, and caustic soda must be used to extract alkaline earth metals in the indirect mineral carbonation process, which makes the process somewhat complicated, increases production costs, and reduces residual substances after carbonate generation. The presence of this causes an additional increase in the overall process cost due to the environmental burden of having to deal with it.
산업 부산물과 건설폐기물을 광물화 소재로 활용하여 간접 광물탄산화를 통해 생산된 건설재료는 저품위 탄산칼슘, 고화제, 아스팔트 채움재 등으로 그 쓰임이 제한적이며, 실제 콘크리트 제조에 사용할 경우 낮은 함량으로 치환하여 사용해야 하는 한계점이 있다.Construction materials produced through indirect mineral carbonation using industrial by-products and construction waste as mineralization materials have limited uses due to low-grade calcium carbonate, solidifying agent, and asphalt filler, and when used in actual concrete production, they must be replaced with a lower content. There are limitations to its use.
이에 콘크리트 자체를 광물화 소재 대상으로 하여 고농도 C02환경에서 양생을 진행하거나 초임계 C02를 활용하여 제강슬래그 골재의 안정화 및 C02고정을 유도하여 순환골재를 생산하는 기술개발이 유리하다.Accordingly, it is advantageous to develop technology to produce recycled aggregate by treating concrete itself as a mineralized material and curing it in a high-concentration C0 2 environment or by using supercritical C0 2 to stabilize the steelmaking slag aggregate and induce C0 2 fixation.
C02양생의 경우 산업공정에서 배출된 온실가스를 콘크리트 2차 제품 생산과정에서 증기양생을 대체할 수 있는 직접탄산화 기술로 양생 시간 단축에 따른 에너지 소비량 저감이 가능하며, 해당 기술을 적용시 콘크리트의 역학 성능 및 내구성능 향상이 가능하다.In the case of C0 2 curing, it is possible to reduce energy consumption by shortening the curing time with direct carbonation technology that can replace steam curing in the production process of secondary concrete products using greenhouse gases emitted from industrial processes. When this technology is applied, the concrete's Mechanical performance and durability can be improved.
초임계 C02를 활용한 직접 광물탄산화 기술 역시 짧은 시간 내에 광물화 소재와의 반응이 가능하며, 특히 초임계 유체 특성상 기체와 같은 전달 특성과 액체와 같은 용매성질을 가지고 있어 적절한 온도 및 압력 조건에서 대상 재료의 내부로 빠르게 침투하여 반응하므로 탄산화 효율이 뛰어난 장점이 있다.Direct mineral carbonation technology using supercritical C0 2 also enables reaction with mineralized materials within a short period of time. In particular, due to the nature of the supercritical fluid, it has gas-like transport characteristics and liquid-like solvent properties, so it can be used under appropriate temperature and pressure conditions. It has the advantage of excellent carbonation efficiency because it quickly penetrates and reacts inside the target material.
본 연구는 건설 산업에서 탄소중립을 실현하기 위한 기술 개발에 관한 것으로 제철소로부터 발생하는 산업부산물 중 페로니켈슬래그를 골재로서 활용하는 데 있어 초미세기포 기술을 응용하여 포집된 C02와 해당 재료의 반응을 유도하여 결과적으로 MgC03를 형성함으로써 영구히 C02를 저장한다.This study is about the development of technology to realize carbon neutrality in the construction industry. In utilizing ferronickel slag, an industrial by-product from steel mills, as an aggregate, the reaction between the collected C0 2 and the material was conducted by applying ultra-fine bubble technology. induces and eventually forms MgC0 3 to permanently store C0 2 .
건설/건축 재료 분야에서의 기후변화 대응 CCUS 기술을 선도하기 위해 제철소 부산물 활용 C02고정형 인공골재 기반 탄소중립 콘크리트 개발을 최종목표로 하며, 이를 위해 페로니켈슬래그 골재 내에 15% 이상의 C02를 고정시키고 해당 골재를 포함한 콘크리트의 기초물성 및 내구성이 확보된 프리캐스트 철근콘크리트 부재를 제작하는 데 그 일 목적이 있다.In order to lead CCUS technology in response to climate change in the field of construction/building materials, the ultimate goal is to develop carbon-neutral concrete based on C0 2 fixed artificial aggregate using steel mill by-products. To this end, more than 15% of C0 2 is fixed in the ferronickel slag aggregate. The purpose is to manufacture precast reinforced concrete members that ensure the basic properties and durability of concrete including the relevant aggregate.
본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.In the detailed description of the present invention, specific embodiments have been described, but of course, various modifications are possible without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined not only by the scope of the patent claims described later, but also by the scope of this patent claim and equivalents.
10 : 이산화탄소탱크
20 : 기포발생장치
100 : 기포저장장치
200 : 반응장치
300 : 온도조절장치
400 : 응축어셈블리10: carbon dioxide tank 20: bubble generator
100: bubble storage device 200: reaction device
300: Temperature control device 400: Condensation assembly
Claims (8)
이산화탄소가 저장된 이산화탄소탱크(10);
저장된 물에 상기 이산화탄소탱크(10)에서 공급된 이산화탄소를 초미세기포 형태로 분사하여 버블워터를 생성시키는 기포발생장치(20);
상기 기포발생장치(20)에서 발생된 버블워터를 공급받아 저장하는 기포저장장치(100);
광물 또는 산업부산물이 공급되고, 상기 기포저장장치(100)로부터 버블워터를 공급받아 상기 광물 또는 산업부산물과 반응시키는 반응장치(200);
상기 기포발생장치(20) 또는 상기 기포저장장치(100) 중 적어도 어느 하나에 물을 공급하는 물공급장치(70);를 포함하는 광물탄산화장치. In the mineral carbonation device,
A carbon dioxide tank (10) storing carbon dioxide;
A bubble generator (20) that generates bubble water by injecting carbon dioxide supplied from the carbon dioxide tank (10) into stored water in the form of ultra-fine bubbles;
A bubble storage device (100) that receives and stores the bubble water generated by the bubble generator (20);
A reaction device (200) to which minerals or industrial by-products are supplied and which receives bubble water from the bubble storage device (100) to react with the minerals or industrial by-products;
A mineral carbonation device comprising a water supply device (70) that supplies water to at least one of the bubble generating device (20) or the bubble storage device (100).
상기 물공급장치(70)는 상기 기포저장장치(100)에 물을 공급하는 제1 물공급관(71);
상기 기포발생장치(20)에 물을 공급하는 제2 물공급관(72);
상기 제1 물공급관(71)을 개폐하는 제1 물공급밸브(73);
상기 제2 물공급관(72)을 개폐하는 제2 물공급밸브(74);를 포함하고,
상기 제2 물공급관(72)이 상기 제1 물공급관(71)에서 분지되어 상기 기포발생장치(20)에 연결되는 광물탄산화장치. In claim 1,
The water supply device 70 includes a first water supply pipe 71 that supplies water to the bubble storage device 100;
a second water supply pipe (72) supplying water to the bubble generating device (20);
A first water supply valve (73) that opens and closes the first water supply pipe (71);
It includes a second water supply valve 74 that opens and closes the second water supply pipe 72,
A mineral carbonation device in which the second water supply pipe (72) is branched from the first water supply pipe (71) and connected to the bubble generator (20).
상기 이산화탄소탱크(10) 및 기포발생장치(20)를 연결하는 제1 배관(31);
상기 기포발생장치(20) 및 기포저장장치(100)를 연결하고, 상기 기포발생장치(20)의 버블워터를 상기 기포저장장치(100)에 공급하는 제2 배관(32);
상기 기포발생장치(20) 및 기포저장장치(100)를 연결하고, 상기 기포저장장치(100)의 물 또는 버블워터를 상기 기포발생장치(20)에 공급하는 제3 배관(33);
상기 기포저장장치(100) 및 이산화탄소탱크(10)를 연결하고, 상기 기포저장장치(100)의 이산화탄소를 회수하는 제4 배관(34);
상기 제1 배관(31)에 배치되고, 상기 이산화탄소탱크(10)에서 상기 기포발생장치(20)에 공급되는 이산화탄소의 유량 또는 질량 중 적어도 어느 하나를 제어하는 제1 제어밸브(40);
상기 제4 배관(34)에 배치되고, 상기 기포저장장치(100)의 이산화탄소 농도에 따라 상기 기포저장장치(100)의 이산화탄소를 상기 이산화탄소탱크(10)로 회수하는 가스회수장치(60);
상기 기포저장장치(100) 및 반응장치(200)를 연결하고, 상기 기포저장장치(100)의 버블워터를 상기 반응장치(200)에 공급하는 제5 배관(35); 및
상기 제5 배관(35)에 배치되고, 상기 제5 배관(35)를 통과하는 버블워터의 유량 또는 질량 중 적어도 어느 하나를 제어하는 제2 제어밸브(50)를 더 포함하는 광물탄산화장치. In claim 2,
A first pipe (31) connecting the carbon dioxide tank (10) and the bubble generator (20);
A second pipe 32 connects the bubble generator 20 and the bubble storage device 100 and supplies bubble water from the bubble generator 20 to the bubble storage device 100;
A third pipe 33 connects the bubble generating device 20 and the bubble storage device 100 and supplies water or bubble water from the bubble storage device 100 to the bubble generating device 20;
A fourth pipe 34 connects the bubble storage device 100 and the carbon dioxide tank 10 and recovers carbon dioxide from the bubble storage device 100;
A first control valve 40 disposed in the first pipe 31 and controlling at least one of the flow rate or mass of carbon dioxide supplied from the carbon dioxide tank 10 to the bubble generator 20;
A gas recovery device 60 disposed in the fourth pipe 34 and recovering carbon dioxide from the bubble storage device 100 to the carbon dioxide tank 10 according to the carbon dioxide concentration of the bubble storage device 100;
A fifth pipe 35 connects the bubble storage device 100 and the reaction device 200 and supplies bubble water from the bubble storage device 100 to the reaction device 200; and
A mineral carbonation device further comprising a second control valve (50) disposed in the fifth pipe (35) and controlling at least one of the flow rate or mass of bubble water passing through the fifth pipe (35).
상기 제3 배관(33) 또는 상기 기포저장장치(100)에 버블워터 또는 물을 상기 기포발생장치(20)로 강제 유동시키는 리턴컴프레서(39)를 더 포함하는, 광물탄산화장치. In claim 3,
A mineral carbonation device further comprising a return compressor (39) that forces bubble water or water to flow through the third pipe (33) or the bubble storage device (100) to the bubble generator (20).
상기 기포저장장치(100)는,
내부에 저장공간(105)이 형성된 저장하우징(110);
상기 저장하우징(110)에 저장된 버블워터의 온도를 제어하는 온도조절장치(300);
상기 저장하우징(110)에 배치되고, 상기 저장하우징(110)에 저장된 버블워터의 수위를 감지하는 수위감지장치(130);
상기 저장하우징(110)에 저장된 버블워터의 용존 이산화탄소 농도를 감지하는 제1 감지장치(140);
상기 저장하우징(110)의 이산화탄소 농도를 감지하는 제2 감지장치(150)를 포함하는 광물탄산화장치. In claim 4,
The bubble storage device 100,
A storage housing (110) with a storage space (105) formed therein;
A temperature control device 300 that controls the temperature of the bubble water stored in the storage housing 110;
A water level detection device 130 disposed in the storage housing 110 and detecting the water level of bubble water stored in the storage housing 110;
A first sensing device 140 that detects the dissolved carbon dioxide concentration of the bubble water stored in the storage housing 110;
A mineral carbonation device including a second sensing device (150) that detects the carbon dioxide concentration of the storage housing (110).
저장된 물에 상기 이산화탄소탱크(10)에서 공급된 이산화탄소를 초미세기포 형태로 분사하여 버블워터를 생성시키는 기포발생장치(20);
상기 기포발생장치(20)에서 발생된 버블워터를 공급받아 저장하는 기포저장장치(100);
광물 또는 산업부산물이 공급되고, 상기 기포저장장치(100)로부터 버블워터를 공급받아 상기 광물 또는 산업부산물과 반응시키는 반응장치(200); 및
상기 기포발생장치(20) 또는 상기 기포저장장치(100) 중 적어도 어느 하나에 물을 공급하는 물공급장치(70);를 포함하는 광물탄산화장치의 제어 방법으로서,
상기 기포저장장치(100)에 저장된 버블워터의 온도를 감지하고, 상기 버블워터의 온도가 기준온도를 초과하는지 판단하는 단계(S10);
상기 S10 단계를 만족하는 경우, 온도조절장치(300)의 압축기(310)를 구동시키는 단계(S20);
상기 S20 단계 이후에, 상기 기포저장장치(100)의 수위를 감지하고, 감지된 수위가 최저수위 미만인지를 판단하는 단계(S30);
상기 S30 단계를 만족하는 경우, 상기 물공급장치(70)를 통해 상기 기포저장장치(100)에 물을 공급하고, 상기 기포발생장치(20)의 버블워터를 상기 기포저장장치(100)에 공급하는 단계(S40);
상기 S40 단계 이후에, 상기 기포저장장치(100)의 수위를 다시 감지하고, 감지된 수위가 최저수위 및 최고수위 사이에 배치되는지를 판단하는 단계(S50); 및
상기 S50 단계를 만족하는 경우, 상기 물공급장치(70)를 통한 물공급을 중단하고, 상기 기포발생장치(20)를 통해서 버블워터만을 상기 기포저장장치(100)에 공급하는 단계(S60); 를 포함하는 광물탄산화장치의 제어방법. A carbon dioxide tank (10) storing carbon dioxide;
A bubble generator (20) that generates bubble water by injecting carbon dioxide supplied from the carbon dioxide tank (10) into stored water in the form of ultra-fine bubbles;
A bubble storage device (100) that receives and stores the bubble water generated by the bubble generator (20);
A reaction device (200) to which minerals or industrial by-products are supplied and which receives bubble water from the bubble storage device (100) to react with the minerals or industrial by-products; and
A method of controlling a mineral carbonation device comprising a water supply device (70) that supplies water to at least one of the bubble generating device (20) or the bubble storage device (100),
Detecting the temperature of the bubble water stored in the bubble storage device 100 and determining whether the temperature of the bubble water exceeds the reference temperature (S10);
If the step S10 is satisfied, driving the compressor 310 of the temperature control device 300 (S20);
After step S20, detecting the water level of the bubble storage device 100 and determining whether the detected water level is lower than the minimum water level (S30);
When the step S30 is satisfied, water is supplied to the bubble storage device 100 through the water supply device 70, and bubble water from the bubble generator 20 is supplied to the bubble storage device 100. Step (S40);
After step S40, detecting the water level of the bubble storage device 100 again and determining whether the detected water level is located between the lowest water level and the highest water level (S50); and
If the step S50 is satisfied, stopping the water supply through the water supply device 70 and supplying only bubble water to the bubble storage device 100 through the bubble generating device 20 (S60); A control method of a mineral carbonation device comprising.
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