KR20240118743A

KR20240118743A - 지역 난방 플랜트의 연도 가스(flue gas)로부터 CO2 포집 방법

Info

Publication number: KR20240118743A
Application number: KR1020247012361A
Authority: KR
Inventors: 스텔란 햄린
Original assignee: 캡솔 테크놀로지스 에이에스에이
Priority date: 2021-09-14
Filing date: 2022-09-13
Publication date: 2024-08-05
Also published as: JP2024532577A; EP4401864C0; EP4401864A1; CA3232125A1; US20240382902A1; EP4401864B1; WO2023041541A1

Abstract

탄소질 연료로 연소되는 지역 난방 플랜트의 연도 가스로부터 CO₂를 포집하는 방법으로서, 상기 연도 가스는, 흡수기(16)로 도입되기 전, 압축되고 그후 냉각되고, 여기서, 상기 연도 가스는 흡수기(16)로 도입되는 수성 CO₂ 흡수제 용액에 역류 흐름으로 유입되어, 상기 흡수기(16)로부터 회수되고, 유입되는 압축된 연도 가스에 대해 재가열되고, 그 후 팽창되어 대기 중으로 방출되는 희박 연도 가스를 제공하고, 여기서, 상기 농후 흡수제는 재생기(30)로 도입되고, CO₂를 방출하기 위해 스트리핑되며, 상기 희박 흡수제는 상기 재생기(30)로부터 회수되고 상기 희박 흡수제는 상기 흡수기(16)로 도입되며, 상기 희박 흡수제의 흐름이 2개로 분할되고, 제1 흐름은 상기 흡수기(16) 내의 흡수 패킹(17)의 상단에 도입되고, 상기 제2 흐름은 상기 지역 난방 플랜트로부터 수신되는 열 유체에 대해 냉각되며, 여기서, 상기 냉각된 흡수제는 유입되는 압축된 연도 가스에 대해 재가열되기 전에 상기 희박 연도 가스의 냉각 및 건조를 위해 상기 흡수기의 상단에 있는 냉각기 패킹(21)의 상단에 도입되고, 그 후 팽창되어 주변으로 방출되며, 상기 방법을 수행하기 위한 플랜트가 기술된다.

Description

지역 난방 플랜트의 연도 가스(flue gas)로부터 CO2 포집 방법

본 발명은 CO₂ 함유 연도 가스(flue gas)로부터 CO₂를 포집하는 것에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 저온 연도 가스로부터의 CO₂ 포집에 관한 것이다. 저온 연도 가스의 전형적인 공급원은 지역 난방용 플랜트 또는 열 및 전력 생산을 위한 열 병합 발전소이다.

지구 기후 변화를 초래하는 대기 중 CO₂ 농도의 증가는 큰 우려 사항이며, 화석 연료의 사용을 중단하거나 적어도 극적으로 줄이고, 재생 가능 에너지 자원으로 변화시키려는 압력을 야기하였다. 그러나 급속하게 증가하는 세계 에너지 수요와 화석 연료에서 재생 가능 에너지 공급원으로의 변화에 시간이 걸리고 비용이 많이 든다는 사실 때문에, 탄소질 연료는 앞으로도 수십 년 동안 에너지 공급원으로 중요할 것으로 예상된다. 이에 따라 탄소 포집 및 저장(Carbon Capture and Storage, CCS)은 지구 CO₂ 배출을 줄이는 데 중요해지고 있다.

CO₂ 포집을 위한 많은 컨셉과 프로젝트가 제안되어 왔지만, 이러한 플랜트에 대한 높은 투자 및 운영 비용, 그리고 정치적 지원의 부족으로 인해 아이디어나 드로잉에서 실제 프로젝트로 발전한 사례는 거의 없다.

CO₂ 포집을 위해 상기 제안된 대부분의 프로젝트는 CO₂ 함유 연도 가스가 흡수기(absorber)에 도입되는 연소 후 CO₂ 포집에 기초하며, 상기 CO₂ 함유 가스는 CO₂ 흡수제(absorbent)와 밀접하게 접촉하여 주변으로 방출되기 전에 상기 연도 가스의 상기 CO₂ 함량을 제거하거나 적어도 실질적으로 감소시킨다. 그 후, CO₂를 흡수한 흡수제를 스트리퍼에 도입하여 재사용을 위해 흡수제를 재생하고, 상기 포집된 CO₂를 제거하여 증착/저장한다.

가장 흔히 제안되는 흡수제들은 무기 흡수제들, 보통 탄산칼륨 수용액, 유기 흡수제들, 보통 1종 이상의 유기 아민 또는 아미노산 수용액들이다. 유기 흡수제들은 사용 중, 특히 산소가 있는 상태에서 분해되기 쉽다. 이러한 플랜트들의 작동으로 알려진 아민의 분해 생성물들 중 일부는 독성 및 발암성으로 알려져 있고, 상기 CO₂가 고갈된 연도 가스와 함께 주변으로 방출될 수 있다. 대기압보다 높은 압력에서 유기 흡수제들을 사용하는 포집 플랜트를 작동시키면, 압축에 의해 산소 분압이 증가함에 따라 열화 문제가 증가한다. 한편, 탄산 칼륨은 상대적으로 저렴하고 포집 플랜트의 작동 조건에서 화학적으로 안정하며, 독성 또는 발암성 분해 산물을 생성하지 않는다.

포집 플랜트에서 CO₂를 포집하기 위한 반응 속도 및 시스템 평형은 상기 흡수기 내의 CO₂의 분압, 즉 CO₂ 함유 가스가 흡수제와 밀접하게 접촉되는 포집 플랜트의 일부에 크게 의존한다. 또한, 고압을 사용하면 가스량이 감소하고, 플랜트의 크기를 크게 줄일 수 있어 공사비를 절감할 수 있다.

Norsk Hydro의 WO 0048709는 1차 발전소, 보다 구체적으로 가스 터빈 기반 발전소의 연도 가스로부터 CO₂를 포집하는 방법에 관한 것이다. 상기 가스 터빈 발전소로부터의 팽창 및 냉각된 연도 가스는 5 ∼ 30 bar, 전형적으로 7 ∼ 20 bar의 압력으로 다시 압축되고, 상기 압축된 가스가 흡수기로 도입되어 CO₂ 포집 플랜트의 흡수기 내의 아민 흡수제와 접촉하기 전에 냉각된다. 상기 CO₂ 고갈된 연도 가스는 유입되는 연도 가스의 압축을 위한 전력을 제공하기 위해 터빈을 거쳐 상기 가스를 팽창시키기 전에 유입되는 연도 가스에 대해 다시 가열된다. 이러한 접근의 단점은 상기 연도 가스 내의 열을 충분히 이용하기 위해 증기 터빈 플랜트와 별도의 HRSG가 필요하다는 점이다.

지역 난방 플랜트의 연도 가스는 상기 지역 난방 시스템에서 순환하는 상기 열 매체를 난방하고, 지역 난방을 위한 더 고온의 열 매체의 생성을 위해 회수된 열 에너지를 사용함으로써 상기 플랜트의 실제 건설에 따라 통상적으로 약 70 ~ 50℃, 전형적으로 약 60℃로 냉각된다. 지역 난방에 사용되는 온도로 상기 열 매체를 난방하기 위한 연도 가스 온도가 60℃ 미만이면 지나치게 비싸다. 지역 난방은 종종 약 60℃의 이슬점을 가지는 연도 가스를 제공하는 폐기물 소각에 기초한다. 따라서, 60℃에서의 폐기물 소각에 기초한 지역 난방 플랜트로부터의 상기 연도 가스는 실질적으로 물로 포화된 상태이다. 다른 연료들을 태우는 플랜트들의 연도 가스는 이슬점이 높거나 낮을 수 있다.

US2021/060478A1은 고압에서의 CO₂ 포집을 위한 플랜트 및 방법을 설명한다. 상기 유입되는 연도 가스는 외부 연소실을 가지는 가스 터빈으로 도입되어 상기 연소실 내의 천연 가스의 연소를 위한 산소 함유 가스로 사용된다. 상기 연소실을 떠나는 상기 압축된 연도 가스는 CO₂ 포집부(CO₂ capture part)를 떠나는 CO₂ 희박 가스(CO₂ lean gas)와 열 교환된 후 플랜트의 CO₂ 포집부로 도입된다. 상기 열 교환기에서 다시 가열된 후, CO₂ 희박 가스는 팽창되어 주변으로 방출된다.

KR20170132623A는 주변 압력에서 작동하는 아민-기반 CO₂ 포집 플랜트에 관한 것이다. 일 실시예에 따르면, 상기 스트리퍼를 떠나는 CO₂ 농후 가스(CO₂ rich gas) 흐름은 지역 난방을 위한 물의 예열을 위한 열 교환기로 도입된 후, 상기 가스를 추가로 냉각하고 플래쉬 탱크에서 플래쉬하여 응축수를 CO₂ 농후 가스상으로부터 분리하여 추가적으로 건조 및 압축한다.

US10227901B2는 메탄화 방법 및 상기 플랜트의 연도 가스 내의 상기 CO₂의 CO₂ 메탄화를 포함하는 발전소에 관한 것이다. 도 1은 상기 흡수기 및 상기 스트리퍼의 상단에 각각 냉각/세정 섹션들 포함하는 상기 플랜트의 CO₂ 포집부의 원리 스케치를 포함한다.

Capsol-EOP AS의 WO2017042163은 CO₂가 고압에서 포집되고, 열 손실 및 대응 에너지 비용을 줄이기 위한 조치들이 CO₂ 포집 비용을 줄이기 위해 구현되는 화석 화력 발전소의 연도 가스와 같은 CO₂ 함유 연도 가스로부터 CO₂ 포집을 위한 플랜트 및 방법을 설명한다. 상기 연도 가스는 상기 연도 가스의 습도를 감소시키고 따라서 상기 연도 가스 압축에 대한 압축기 부하(duty)를 감소시키기 위해 압축 전에 약 70 ~ 50℃, 예컨대 60℃의 상기 연도 가스의 전형적인 온도로부터 전형적으로 약 30℃로 냉각된다. 상기 유입되는 연도 가스의 열 에너지와 응축을 약 30℃의 온도로 만드는 것은 일반적으로 폐열(waste heat)로 간주되어 주변으로 방출된다.

CO₂ 포집 비용은 종종 너무 과다한 것으로 간주되는데, 폐열은 상기 비용의 중요한 부분을 차지한다. 본 발명은 CO₂ 포집 플랜트가 지역 난방용 플랜트와 같은 에너지 플랜트로 열 에너지를 다시 전달할 수 있도록 하여 지역 난방용 고온 열 매체의 발생을 증가시킴으로써 상기 에너지 플랜트의 에너지 출력을 증가시키는 것에 관한 것이다.

제1 측면에 따르면, 본 발명은 탄소질 연료로 연소되는 지역 난방 플랜트의 연도 가스로부터 CO₂를 포집하는 방법에 관한 것으로, 상기 연도 가스는, 흡수기로 도입되기 전, 압축되고 그후 냉각되고, 여기서, 상기 연도 가스는 흡수기로 도입되는 수성 CO₂ 흡수제 용액에 역류 흐름으로 유입되어, 상기 흡수기로부터 회수되고, 유입되는 압축된 연도 가스에 대해 재가열되고, 그 후 팽창되어 대기 중으로 방출되는 희박 연도 가스를 제공하고, 여기서, CO₂를 흡수한 농후 흡수제는 상기 흡수기의 하단에 수집되고, 회수되어 재생기(regenerator)로 도입되며, CO₂ 농후 흡수제는 역류 흐름에 의해 CO₂를 증기로 방출하여 희박 흡수제(lean absorbent)를 제공하기 위해 스트리핑되고, 상기 스트리핑된 혹은 희박 흡수제는 상기 재생기의 하단으로부터 회수되고, 희박 흡수제는 상기 흡수기로 도입되며, 상기 CO₂의 증착을 위한 추가 처리 및 배출을 위해 상기 재생기로부터 CO₂가 스트리핑된 상기 흡수제 및 증기를 회수하되, 희박 흡수제의 상기 흐름은 2개로 분할되고, 제1 흐름은 상기 흡수기 내의 흡수제 패킹의 상단에 도입되고, 제2 흐름은 유입되는 압축된 연도 가스에 대해 재가열되기 전에 상기 희박 연도 가스의 냉각 및 건조를 위해 상기 흡수기의 상단에서 냉각기 패킹의 상단에 도입되고, 그 후에 팽창되어 주변으로 방출되고, 상기 제2 흡수제 흐름은 상기 지역 난방 플랜트로부터 수신되는 열 유체에 대해 냉각되고, 상기 가열된 열 유체는 다시 상기 지역 난방 플랜트로 유도된다.

상기 흡수기 하단에 도입되어 수성 탄산 칼륨 흡수제로 역류 흐름으로 유입되는 상기 연도 가스는 상기 CO₂ 흡수가 발열 반응일 때 가열된다. 이렇게 가열된 희박 연도 가스는 가열 중에 물과 밀접하게 접촉하게 되므로 상기 흡수제 패킹을 떠나는 희박 연도 가스는 물로 포화될 것이다. 당업자는 상기 흡수기를 떠나는 희박 배기 가스가 전형적으로 약 100℃의 온도로부터 냉각될 때, 상기 포화된 가스 내의 습도의 상당 부분은 냉각 후 상기 가스의 온도에 따라 응축될 것임을 이해할 것이다. 상기 냉각에 의한 에너지 열과 상기 응축 에너지는 모두 상기 가스의 냉각에 사용되는 상기 열 매체로 전송될 것이며, 이러한 에너지는 예를 들어 지역 난방과 같은 다른 목적으로 사용될 수 있다.

제1 실시예에 따르면, CO₂ 및 증기가 스트리핑된 상기 흡수제는 상기 CO₂가 추가 처리를 위해 회수되기 전에 상기 재생기의 상단에 배치되는 CO₂ 냉각기 내의 냉각수로 역류 흐름에 의하여 냉각되고, 여기서 상기 CO₂ 및 증기로부터 상기 냉각수로 전송되는 열은 직접 또는 간접적으로 상기 지역 난방 플랜트로 전송된다.

또 다른 실시예에 따르면, 상기 CO₂ 냉각기 내의 CO₂ 및 증기를 냉각시키기 위해 사용되는 상기 냉각수는 상기 지역 난방 플랜트 내의 열 유체로 순환되는 물이고, 여기서 상기 지역 난방 플랜트로부터 수신되는 물은 상기 CO₂ 냉각기의 상단으로 냉각수로서 도입되고, 상기 냉각기 아래에 수집되어 사용되고 가열된 냉각수는 상기 지연 난방 플랜트로 복귀한다.

또 다른 실시예에 따르면, 상기 CO₂ 냉각기 내의 CO₂ 및 증기를 냉각시키기 위해 사용되는 상기 냉각수는 루프 내에서 순환하고, 여기서 상기 냉각수는 상기 지역 난방 플랜트로부터 수신되고 다시 순환되는 열 매체에 대해 CO₂ 냉각기 열 교환기에서 냉각되어 상기 열을 전송한다.

일 실시예에 따르면, 상기 흡수기 상단에 있는 상기 냉각기 패킹의 상단으로 도입되는 희박 흡수제의 상기 제2 흐름은 상기 흡수기 컬럼으로 도입되는 희박 흡수제의 전체 흐름의 10 ∼ 60 %, 예를 들어 20 ∼ 50 %를 구성한다.

상기 희박 흡수제의 제2 흐름은 55 ∼ 75℃, 예를 들어 60 ∼ 70℃의 온도로 냉각될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 압축될 상기 유입되는 연도 가스는 포화된 물이고, 50 ∼ 70℃의 온도를 가진다.

제2 측면에 따르면, 탄소질 연료로 연소되는 지역 난방 플랜트의 연도 가스로부터 CO₂를 포집하는 플랜트는 모터(7) 및/또는 증기 터빈(7)과 같은 다른 구동기에 의해 작동되는 연도 가스 압축기(6)로 상기 연도 가스를 도입하기 위한 연도 가스 파이프(1), 상기 압축된 연도 가스를 열 교환부(11)로 도입하기 위한, 압축된 연도 가스 파이프(10) - 상기 압축된 연도 가스는 CO₂ 희박 연도 가스에 대해 냉각됨 -, 상기 냉각된 연도 가스를 회수하고, 패킹된 섹션(17) 아래의 흡수기 컬럼(16)으로 도입하기 위한, 냉각된 연도 가스 파이프(15), 상기 패킹된 섹션(17)의 상단에 희박 흡수제를 도입하기 위한 희박 흡수제 파이프(18), 상기 희박 연도 가스를 상기 흡수기 컬럼(16)으로부터 상기 열 교환부(11)로 유도하여 상기 압축된 연도 가스에 대해 가열되도록 상기 흡수제 컬럼(16)의 상단에 연결되는 희박 연도 가스 파이프(26), 상기 열 교환부(11)로부터 상기 가열된 희박 연도 가스를 희박 연도 가스 팽창기(8)로 유도하기 위한, 가열된 희박 연도 가스 파이프(26'), 상기 희박 연도 가스를 주변으로 방출하기 위한, 팽창된 희박 연소 가스 파이프(27), 상기 흡수기(16)의 하단에 수집되는 농후 흡수제를 유도하여 패킹된 스트리퍼 섹션(31)의 상단에 있는 탈착기 컬럼(30)으로 도입하기 위한 농후 흡수제 파이프(19), 상기 패킹된 스트리퍼 섹션(31) 아래의 상기 탈착기 컬럼(30)으로 증기를 도입하기 위한 증기 파이프들(52', 40', 56'), 추가 처리 및 폐기를 위해 상기 탈착기 컬럼(30)의 상단으로부터 CO₂를 회수하도록 배치되는 CO₂ 회수 파이프(48), 및 상기 탈착기 컬럼(30) 하단에 수집되는 희박 흡수제를 유도하고 상기 흡수기 컬럼(16)으로 도입하기 위한 희박 흡수제 파이프(18, 49)를 포함하되, 상기 희박 흡수제 파이프(18) 내의 상기 희박 흡수제의 일부를 회수하고, 상기 회수된 흡수제를 상기 냉각수 열 교환기(25')로 도입하여 열 매체 파이프(3) 내의 상기 지역 난방 플랜트로부터 수신되는 열 매체에 대해 냉각시키도록 측면 인출 파이프(18')가 배치되고, 여기서, 상기 가열된 열 매체를 상기 지역 난방 플랜트로 복귀시키기 위한 열 매체 복귀 파이프(3')가 배치되고, 상기 냉각된 희박 흡수제를 상기 열 교환기(25')로부터 유도하여 상기 냉각기 패킹(21)의 상단에 도입하기 위한 냉각 매체 도입 파이프(23')가 배치된다.

일 실시예에 따르면, 상기 탈착기(30)의 상단에 배치되는 CO₂ 냉각기(43)의 상단에 냉각수가 도입되도록 CO₂ 냉각기 냉각수 파이프(44)가 배치되어 상기 CO₂ 회수 파이프(48)를 통해 회수되기 전에 물과 상기 CO₂ 및 증기의 역류 흐름에 의해 상기 CO₂ 및 증기를 냉각시키고, 여기서 상기 CO₂ 냉각기(43) 아래에 CO₂ 냉각기 수집판(42)이 배치되어 상기 사용된 냉각수를 수집하고, 상기 CO₂ 냉각기 수집판(42)으로부터 사용된 냉각수를 회수하는 CO₂ 냉각수 회수 파이프(45)가 배치되며, 상기 CO₂ 냉각기 냉각수 회수 파이프(45) 내의 상기 냉각수의 열을 상기 지역 난방 플랜트로 전달하는 수단이 제공된다.

또 다른 실시예에 따르면, 상기 지역 난방 플랜트로 열을 전달하는 수단은 CO₂ 냉각기 열 교환기(47)를 포함하고, CO₂ 냉각기 유입 열 매체 파이프(4)는 상기 지역 난방 플랜트로부터 상기 CO₂ 냉각기 열 교환기(47)로 열 매체를 전달하도록 배치되고, 상기 CO₂ 냉각기 열 교환기(47)에는 CO₂ 냉각기 열 매체 복귀 파이프(4')가 배치되어 가열된 열 매체를 상기 지역 난방 플랜트로 다시 전달하며, 상기 CO₂ 냉각기 복귀 파이프(47)는 고온의 냉각수를 상기 CO₂ 냉각기 열 교환기(47)에 전달하도록 배치되고, 상기 CO₂ 냉각기 냉각수 파이프(44)는 상기 열 교환기에서 냉각된 냉각수를 상기 CO₂ 냉각기(43)의 상단으로 전달하도록 배치된다.

또 다른 실시예에 따르면, 상기 CO₂ 냉각기 유입 열 매체 파이프(4)에 수신되는 상기 냉각 유체는 물이고, 상기 CO₂ 냉각기 유입 열 매체 파이프(4)는 상기 CO₂ 냉각기 냉각수 파이프와 연결되고, 상기 CO₂ 냉각기 열 매체 복귀파이프(4')는 상기 CO₂ 냉각기 냉각수 복귀 파이프(45)와 연결된다.

도 1은 본 발명에 따른 플랜트의 일 실시예의 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 또 다른 대안적인 실시예의 흐름도이다.

본 발명은 유입되는, 실질적으로 물로 포화된 연도 가스로부터 CO₂를 포집하기 위해 최적화된 CO₂ 포집 방법 및 CO₂ 포집 플랜트에 관한 것이다. 상기 연도 가스의 전형적인 공급원은 지역 난방용 플랜트 또는 지역 난방용 전력과 열의 생산을 위한 복합 플랜트이다. 본 명세서 및 청구범위에서 사용되는 "지역 난방용 플랜트" 또는 "지역 난방 플랜트"라는 표현은 지역 난방용 플랜트와 지역 난방용 전력과 열의 생산을 위한 복합 플랜트를 모두 포함한다.

상기 유입되는 연도 가스의 온도는 연도 가스 발생 플랜트 및 연도 가스를 발생하는 지역 난방용 플랜트의 열 회복 시스템에 따라 달라지며, 일반적으로 50℃보다 높으며(예: 55℃보다 높거나 58℃보다 높음), 70℃보다 낮다(예: 65℃보다 낮거나 62℃보다 낮음(예: 약 60℃)). 상기 유입되는 연도 가스는 전술한 온도 및 주위 압력에서 실질적으로 물로 포화되어 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예를 나타낸 흐름도이다. 상기 연도 가스는 연도 가스 파이프(1)를 통해 본 CO₂ 포집 플랜트로 도입되며, 선택적으로 상기 연도 가스가 본 플랜트로 도입되기 전에 전-처리될 수 있는 전-처리부(2)로 도입된다. 상기 전-처리는 입자를 제거하기 위한 물로 세척하는 것 및/또는 상기 유입 가스의 온도 조절을 위해 냉각하는 것을 포함할 수 있다. 그러나, 상기 전-처리부는 상술한 바와 같이 상기 연도 가스가 세척되고, 물로 포화되어 필요한 온도에 있을 때에는 흔히 생략될 수 있다. 상기 CO₂ 발생 플랜트로부터의 연도 가스는 일반적으로 주변 압력에 가까운 압력에 있고, 상기 전-처리부(2)로부터 연도 가스를 유도하기 위해 상기 연도 가스 파이프 또는 전-처리된 연도 가스 파이프(5)로부터 직접 연도 가스 압축기(6)로 도입되고, 전형적으로 5 ∼ 12 bara의 압력으로 압축된다.

상기 연도 가스 압축기는 전기 모터 및/또는 연도 가스 압축기(6)와 함께 공통 샤프트(9) 상에 배치되는 증기 터빈(7) 및 CO₂ 희박 연도 가스 팽창기(8)와 같은 다른 구동기에 의해 작동되며, 이에 대해서는 아래에서 더 자세히 설명할 것이다. 상기 연도 가스 압축기(6)로 도입되는 연도 가스는 보통 사용되는 것보다 더 높은 온도를 가지며, 물로 포화되어 있기 때문에, 30℃에서 유입되는 것에 비해 압축기(6)의 부하가 늘어나야 한다.

상기 압축된 연도 가스는 압축된 연도 가스 라인(10)에서 열 교환부(11)로 도입되며, 이를 통해 압축되어 가열된 연도 가스는 CO₂ 희박 연도 가스 및 리보일러(57)용 가열 매체와의 열 교환에 의해 냉각되며, 이는 아래에 추가로 설명될 것이다.

상기 열 교환부의 예시된 실시예는 3개의 열 교환기들을 포함한다. 상기 압축되고 고온의 연도 가스는 먼저 CO₂ 희박 연도 가스에 대해 제1 연도 가스 열 교환기(12)로 도입된다. 상기 제1 연도 가스 열 교환기(12)를 떠나는 상기 연도 가스는 그 후 리보일러 열 교환기(13)로 도입된 후 제2 연도 가스 열 교환기(14)로 유도되며, 여기서 상기 가스는 CO₂ 희박 연도 가스에 대해 추가로 냉각된다.

이렇게 냉각된 압축된 연도 가스는 이후 냉각된 연도 가스 파이프(15) 내의 상기 열 교환부(11)에서 흡수기(16)의 하부로 유도된다. 전형적으로 상기 흡수기(16)로 도입되는 상기 냉각되고 압축된 연도 가스는 약 100 ~ 110℃의 온도를 가진다. 상기 흡수기에서, 상기 연도 가스가 충전된 흡수기 섹션들(17) 상부의 희박 흡수 파이프(18)를 통해 도입되는 액상 CO₂ 흡수제로 역류 흐름으로 유입하여 패킹된 섹션에서 위쪽으로 흐르는 연도 가스와 CO₂ 흡수제 간의 밀착 접촉을 확인한다. 당업자는 상기 패킹된 흡수기 섹션이 서로의 상부에 배열되는 여러 개의 패킹된 섹션, 전형적으로 2개 또는 3개를 포함할 수 있음을 이해할 것이다. CO₂를 흡수한 흡수제 또는 농후 흡수제는 상기 흡수기(16)의 하단에 수집되고, 농후 흡수제 파이프(19)를 통해 회수되어 아래에 추가로 설명되는 바와 같이 재생된다. 전형적으로, 상기 흡수기(16)로부터 회수되는 상기 농후 흡수제의 온도는 CO₂의 발열 흡수 반응에 의해 가열됨에 따라 약 105 ~ 115℃이다.

본 명세서에서는 전형적으로 약 95 ~ 105℃의 온도를 가지는, 패킹된 흡수기 섹션(17)을 떠나 CO₂가 흡수된 연도 가스("희박 연도 가스”로 칭함)를 냉각기 패킹(21)으로 유도하고, 여기서 상기 희박 연도 가스는 냉각된 흡수 라인(23')을 통해 냉각기 패킹의 상부로 도입된 냉각된 CO₂ 흡수제로의 역류 흐름으로 유입되어 냉각된다. 상기 냉각기 패킹(21)은 일반적으로 상기 흡수기(16)의 상부에 가깝게 배치되지만 별도의 유닛으로 배열될 수 있다. 당업자는 상기 냉각기 패킹이 하나 이상의 패킹, 일반적으로 1개 내지 3개로 배치될 수 있음을 이해할 것이다.

상기 냉각기 패킹의 상부에 도입되는 상기 냉각 흡수제는 회수 라인(18') 내의 상기 희박 흡수제 라인(18)으로부터 회수되고, 유입 열 매체 파이프(3)를 통해 도입되는 가정용 난방 시스템의 수성 냉각 유체에 대해 희박 흡수제 냉각기(25)에서 냉각되고, 열 매체 복귀 파이프(3')에서 상기 가정용 난방 플랜트로 복귀되어 상기 희박 연도 가스 냉각기(20)로부터 상기 가정용 난방 플랜트로 열에너지를 전달하여 가정용 난방 목적으로 더 많은 열을 생산한다. 상기 냉각된 CO₂ 흡수제는 냉각된 흡수제 파이프(23') 내의 상기 희박 흡수제 냉각기(25)로부터 회수되어 상기 냉각기 패킹(21)의 상부로 도입된다. 상기 냉각 섹션(20) 내의 상기 CO₂ 희박 연도 가스의 냉각은 상기 희박 연도 가스 내의 습도의 일부를 응축시켜 상기 CO₂ 희박 연도 가스 내의 수분 함량을 감소시킨다. 일반적으로 상기 흡수제 라인(18) 내의 상기 희박 흡수제의 약 10 ~ 60 %는 상기 회수 라인(18')을 통해 회수되고, 상기 희박 흡수제 냉각기(25) 내에서 전형적으로 95 ~ 105℃에서 60 ~ 70℃로 냉각된다.

상기 희박 연도 가스 냉각 섹션을 떠나 전형적으로 60 ∼ 75℃의 온도에서 상기 냉각된 CO₂ 희박 연도 가스는 CO₂ 희박 연도 가스 파이프(26)을 통해 회수되고, 먼저 상기 제2 연도 가스 열 교환기(14)에서 전형적으로 120 ∼ 130℃로 먼저 가스가 가열되는 상기 열 교환부(11)로 도입된 후, 유입되는 CO₂ 농후 연도 가스와 열 교환하여 상기 CO₂ 희박 연도 가스가 가열되는 제1 연도 가스 열 교환기(12)로 유입된다. 이렇게 가열된 CO₂ 희박 연도 가스는 전형적으로 약 190 ∼ 200℃의 온도에서 상기 팽창기(8)로 도입되어 상기 희박 연도 가스가 주위 압력으로 팽창됨으로써 전형적으로 약 25 ∼ 35℃, 예를 들어 30℃로 냉각되고, 팽창된 CO₂ 희박 연도 가스 파이프(27)를 통해 주변으로 방출되며, 바람직하게는 스택(도시되지 않음)을 통해 방출된다.

전술한 바와 같이, CO₂ 농후 흡수제는 상기 농후 흡수제 파이프(19)에서 상기 흡수기 하단으로부터 회수되어 농후 흡수제 펌프(28)에 의해 펌핑되어 탈착기 컬럼(30)으로 도입된다. 상기 탈착기 컬럼으로 도입되는 상기 농후 흡수제의 온도는 전형적으로 약 105 ∼ 115℃이다. 농후 흡수제 제어 밸브(29)는 바람직하게는 직렬로 배열되는 패킹된 스트리퍼 섹션(31)의 상단에서 상기 탈착기 컬럼(30)으로 도입되기 전에 상기 농후 용매의 압력을 제어/감소시키도록 배치된다. 당업자는 상기 패킹된 스트리퍼 섹션이 서로의 상부에 배치되는 일반적으로 2개 또는 3개의 여러 개의 패킹된 섹션들을 포함할 수 있음을 이해할 것이다. 상기 패킹된 스트리퍼 섹션(31)에서, 후술하는 바와 같이 상기 패킹된 스트리퍼 섹션(31) 아래의 다양한 증기 공급원들로부터 도입되는 증기의 역류 흐름에 의해 액체 흡수제로부터 CO₂가 스트리핑된다.

상기 패킹된 탈착기 섹션(31)을 떠나 상기 흡수제 및 증기로부터 스트리핑된 CO₂는 전형적으로 약 100 ∼ 120℃의 온도로 하부 탈착기 수집판 (32)을 통해 상기 탈착기 컬럼(30)에서 위쪽으로 흐르고, 패킹된 회복 냉각기 섹션(33)으로 흘러 들어가 상기 증기와 CO₂가 냉각수로 역류 흐름에 의하여 냉각된다. 상기 냉각수는 회복 냉각수 파이프(34)로부터 약 90 ∼ 100℃의 온도로 상기 패킹된 회복 냉각기 섹션(33)의 상단으로 도입된다. 상기 패킹된 회복 냉각기 섹션(33)에서 응축되고, 약 95 ∼ 105℃의 온도를 가지는 냉각수와 물은 상기 하부 탈착기 수집판(32)에서 수집되고, 회복 냉각수 회수 파이프(35)를 통해 회수되고, 회복 냉각수 플래쉬 밸브(36)를 통해 플래쉬(flash)되어 회복 냉각기 플래쉬 탱크(37)로 도입된다.

상기 회복 냉각기 플래쉬 탱크(37)의 하단에서 수집된 물은 회복 냉각수 재순환 파이프(38)를 통해 회수되고, 회복 냉각수 펌프(39)에서 펌핑되어 상기 회복 냉각수 파이프(34)로 펌핑되어 상기 패킹된 회복 냉각기 섹션의 상단에 냉각수로 도입된다.

상기 회복 냉각기 플래쉬 탱크(37)에서 플래쉬되어 형성된 증기는, 약 140 ∼ 150℃의 온도에서 스트리핑된 증기로서 상기 패킹된 스트리퍼 섹션(31) 아래의 상기 탈착기로 도입되기 전에, 회복 냉각기 증기 파이프(40)를 통해 회수되고, 회복 냉각기 증기 압축기(41)에서 압축된다.

상기 패킹된 회복 냉각기 섹션(33) 상단을 떠나는 증기와 CO₂는 CO₂ 냉각기 수집판(42)을 통해 상기 탈착기(30) 내에서 상방으로 계속되고, CO₂ 냉각기 패킹된 섹션(43) 내의 냉각수에 대한 역류 흐름에 의해 약 90 ∼ 100℃에서 약 30℃의 온도로 추가로 냉각된다. 상기 냉각수는 CO₂ 냉각기 냉각수 파이프(44)로부터 상기 CO₂ 냉각기 패킹된 섹션(43)의 상단으로 도입된다. 상기 냉각수는 CO₂ 냉각기 수집판(42) 상에 수집되고, CO₂ 냉각기 냉각수 펌프(46)에 의해 CO₂ 냉각기 열 교환기(47)로 펌핑되는, CO₂ 냉각수 복귀 파이프(45)를 통해 회수되고, 유입 열 매체 파이프(4) 내의 지역 난방 플랜트로부터 수신하는 열 매체에 대해 물을 냉각시킨다. 상기 CO₂ 냉각기 열 교환기에서 가열된 열 매체는 열 매체 복귀 파이프(4')를 통해 회수되어 가열된 열 매체로서 상기 지역 난방 플랜트로 복귀된다. 상기 CO₂ 냉각기 열 교환기(47)에서 냉각된 물은 CO₂ 냉각기 냉각수 파이프(44)를 통해 CO₂ 냉각기로 재도입된다.

당업자라면 이해할 수 있는 바와 같이, 상기 회복 냉각기 플래쉬 탱크(37)에서 상기 회복 냉각수의 플래쉬로 인한 증기 발생 효율은 상기 플래쉬 탱크(37)를 떠나는 수상(water phase)이 제2 플래쉬 밸브를 거쳐 제2 플래쉬 탱크로 플래쉬되는 2단계 플래쉬 공정에 의해 증가될 수 있다. 이와 같은 2단계 플래쉬 공정에서 상기 제2 플래쉬 탱크에서 발생한 가스상(gas phase)은 제2 회복 냉각기 증기 압축기에서 가스상과 동일한 압력으로 압축되어 상기 회복 냉각기 증기 압축기(41)를 떠나 추가적인 스트리핑 증기로서 상기 탈착기 컬럼(30)으로 도입된다.

위에서 언급한 바와 같이, 상기 CO₂ 냉각기 열 교환기(47) 내의 상기 CO₂ 냉각기 패킹된 섹션(43)에서 상기 CO₂와 증기를 냉각하는 냉각수는 CO₂ 냉각기 유입 열 매체 파이프(4)에서 상기 지역 난방으로부터 수신하는 냉각 매체에 대해 약 60℃와 같은 약 50 ∼ 70℃의 온도로 냉각되고, 약 90℃와 같은 약 80 ∼ 100℃의 온도로 CO₂ 냉각기 열 매체 복귀 파이프(4')의 CO₂ 발전 플랜트로 복귀하여, 상기 CO₂ 냉각기 패킹된 섹션(43)에서 상기 CO₂ 발생 플랜트로 열 에너지를 전달하여 가정 난방을 목적으로 더 많은 열을 생산한다. 당업자는 CO₂ 냉각기 열 매체 파이프(4)에서 상기 유입되는 열 매체의 온도는 상기 지역 난방 플랜트에 따라 달라질 수 있으며, 표시된 온도는 이러한 플랜트들로부터의 냉 열 매체의 온도의 통상적인 범위임을 이해할 것이다.

상기 냉각된 CO₂와 증기는 CO₂ 회수 파이프(48)에서 상기 탈착기(30)의 상단에서 회수되고, 포집된 CO₂를 건조, 압축, 냉각하기 위한 모듈(도시되지 않음)로 도입되어 상기 플랜트에서 배출된다.

희박 흡수제, 즉 CO₂를 제거하기 위해 스트리핑되는 흡수제는 상기 탈착기(30)의 하단에 수집되고, 약 110 ~ 120℃의 온도에서 스트리핑되는 흡수제 파이프(49)를 통해 회수되어 희박 플래쉬 밸브(50)를 통해 플래쉬되어 플래쉬 탱크(51)로 도입된다. 약 95 ~ 105℃의 온도를 가지는 상기 플래쉬 탱크(51)의 하단에 수집되는 액체는 펌프(54)에 의해 상기 희박 흡수제 파이프(18)로 펌핑된다. 희박 흡수제 제어 밸브(55)는 바람직하게는 상기 희박 흡수제 펌프(54)를 떠나는 희박 흡수제의 흐름을 제어하도록 배치된다.

증기는 상기 희박 플래쉬 탱크(51)로부터 희박 플래쉬 파이프(52)를 통해 회수되고, 희박 플래쉬 압축기(53)에서 압축되며, 약 150 ~ 200℃의 온도에서 압축된 희박 플래쉬 파이프(52')를 통해 스트리핑 증기로서 상기 패킹된 섹션(31) 아래의 상기 탈착기로 도입된다.

상기 탈착기(30)의 하단에 수집된 상기 스트리핑되는 흡수제의 일부는 리보일러 파이프(56)를 통해 회수되고, 리보일러(57)로 유입되며, 상기 리보일러(57)에서 상기 스트리핑되는 흡수제가 가열되어 리보일러 증기 파이프(56')를 통해 상기 탈착기(30)로 스트리핑 증기로서 도입되는 증기를 발생시킨다. 상기 리보일러(57)는 리보일러 열 파이프(58) 내의 상기 리보일러 열 교환기(13)로부터 약 128℃ 이상의 온도로 가열하기 위한 고온의 증기를 수신하고, 상기 리보일러에서 가열하는데 사용된 상기 증기는 리보일러 물 복귀 파이프(59)에 의해 약 126℃의 온도로 리보일러 열 교환기(13)로 물의 형태로 복귀된다. 이러한 리보일러 열 교환기(13)에서 상기 리보일러(57)로의 열 전달은 오일과 같은 물 이외의 다른 열 전달 매체에 의해 이루어질 수 있다.

50 ~ 70℃, 전형적으로 약 60℃와 같이 이전에 제안된 것보다 더 높은 온도에서 물로 포화된 연도 가스를 상기 연도 가스 압축기(6)로 도입하는 것은 이전에 제안된 30℃ 이하의 온도에 비해 상기 연도 가스 압축기(6)의 부하를 증가시킨다(예를 들어, WO2017042163 참조). 압축기 부하가 증가하면 상기 모터(7)에 더 많은 전력 공급이 요구된다. 그러나, 이전에 제안된 것보다 비교적 높은 온도에서 물로 포화된 연도 가스를 압축하고 더 고온 및 고압에서 연도 가스를 응축시킴으로써, 응축으로부터의 에너지는 더 고온에서 얻어 질 수 있다. 그 결과, 냉각수 열 교환기(25)와 CO₂ 냉각수 냉각기(47)는 모두 80℃ 이상, 바람직하게는 약 90℃의 온도에서 가정용 난방 플랜트와 같은 다른 목적으로 온수를 전달할 수 있다. 또한, 상기 흡수기(16)와 상기 탈착기(30) 모두의 온도가 상승한다. 이와 같이 온도가 상승하여 상기 흡수기와 탈착기 내의 증기의 흐름이 증가하게 되는 결과, 상기 희박 플래쉬 탱크(51)와 회복 냉각기 플래쉬 탱크(37) 내의 상기 희박 흡수제의 플래쉬는 더 효율적으로 스트리핑될 필요가 있는 상기 증기량을 발생시킨다. 상기 발생된 증기량은 전술한 바와 같이 압축되어 스트리핑된 증기로서 상기 탈착기(30)로 복귀된다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예로서, 상기 CO₂가 냉각기(43)에서 상기 지역 난방 플랜트의 상기 열 유체와 직접 접촉하여 냉각되는 것을 예시한다. 지역 난방 시스템에서 순환하는 상기 열 유체는 일반적으로 물이다. 본 실시예에 따르면, 상기 CO₂ 냉각기(43)는 전형적으로 약 50 ~ 70℃, 예를 들면 60℃의 온도에서 상기 지역 난방 냉수의 물과 직접 접촉하여 냉각되고, 상기 열 매체 파이프(4)로부터 상기 CO₂ 냉각기(43)의 상단으로 도입되어 현재 상기 CO₂ 냉각기(43)에서 위쪽으로 흐르는 CO₂와 반대 방향으로 흐른다. 상기 CO₂를 냉각하여 가열된 물은 상기 수집판(42)에서 수집되고, 상기 냉각수 파이프(45)를 통해 회수되어 상기 냉각수 펌프(46)에 의해 상기 열 매체 복귀 라인(4')으로 펌핑된다. 상기 라인(4')으로 복귀되는 상기 물의 온도는 전형적으로 약 80 ~ 100℃ 예를 들어, 약 90℃ 이다.

당업자는 지역 난방용 플랜트가 상기 열 발생이 수요보다 높은 기간에 열 에너지를 저장하고, 상기 열 발생이 수요보다 낮을 때 열 에너지를 전달하기 위한 에너지 저장부를 포함할 수 있음을 이해할 것이다. 열은 잘 단열된 대형 탱크 혹은 융점이 70 ~ 100℃인 소금 용액에 온수로 저장될 수 있다.

Claims

탄소질 연료로 연소되는 지역 난방 플랜트의 연도 가스(flue gas)로부터 CO₂를 포집하는 방법으로서,
상기 연도 가스가 흡수기(16)로 도입되기 전에 압축되고 그후 냉각되고,
여기서, 상기 연도 가스가 상기 흡수기(16)로 도입되는 수성 CO₂ 흡수제 용액에 역류 흐름으로 유입되어 희박 연도 가스(lean flue gas)를 제공하며, 상기 희박 연도 가스는 상기 흡수기(16)로부터 회수되고, 유입되는 압축된 연도 가스에 대해 재가열되고, 그 후 팽창되어 대기 중으로 방출되고,
여기서, 흡수된 CO₂를 가지는 농후 흡수제(rich absorbent)가 상기 흡수기(16)의 하단에 수집되고, 상기 흡수기(16)의 하단으로부터 회수되어 재생기(30)로 도입되며, 상기 CO₂ 농후 흡수제는 역류 흐름에 의해 CO₂를 증기로 방출하도록 스트리핑되어 희박 흡수제(lean absorbent)를 제공하고, 상기 스트리핑된 혹은 희박 흡수제는 상기 재생기(30)의 하단으로부터 회수되고, 상기 희박 흡수제는 상기 흡수기(16)로 도입되며,
상기 CO₂의 증착을 위한 추가 처리 및 배출을 위해 상기 재생기(30)로부터 상기 흡수제 및 증기에서 스트리핑된 CO₂를 회수하되,
희박 흡수제의 상기 흐름은 2개로 분할되는데, 제1 흐름은 상기 흡수기(16) 내의 흡수제 패킹(17)의 상단에 도입되고, 제2 흐름은 유입되는 압축된 연도 가스에 대해 재가열되기 전에 상기 희박 연도 가스의 냉각 및 건조를 위해 상기 흡수기의 상단의 냉각기 패킹(21)의 상단에 도입되고, 그후에 팽창되어 주변으로 방출되고,
흡수제의 상기 제2 흐름은 상기 지역 난방 플랜트로부터 수신되는 열 유체에 대해 냉각되고,
이렇게 가열된 상기 열 유체는 다시 상기 지역 난방 플랜트로 인도되는, 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 흡수제에서 스트리핑 된 CO₂ 및 증기는 추가 처리를 위해 상기 CO₂가 회수되기 전에 상기 재생기의 상단에 배치되는 CO₂ 냉각기 내의 수성 냉각 유체로의 역류하여 냉각되고,
여기서 상기 CO₂ 및 증기로부터 상기 수성 냉각 유체로 전송되는 열은 직접 또는 간접적으로 상기 지역 난방 플랜트로 전송되는, 방법.
제 2 항에 있어서,
상기 CO₂ 냉각기 내의 상기 CO₂ 및 증기를 냉각시키기 위해 사용되는 상기 수성 냉각 유체는 상기 지역 난방 플랜트 내에서 열 유체로서 순환되는 물이며,
여기서 상기 지역 난방 플랜트로부터 수신되는 물은 상기 CO₂ 냉각기의 상단으로 수성 냉각 유체로서 도입되고, 상기 냉각기 아래에서 수집된 상기 사용되고 이로써 가열된 수성 냉각 유체는 상기 지역 난방 플랜트로 복귀되는, 방법.
제 2 항에 있어서,
상기 CO₂ 냉각기 내의 상기 CO₂ 및 증기를 냉각시키는데 사용된 상기 수성 냉각 액체는 루프로 순환하고,
여기서 상기 수성 냉각 유체는 상기 지역 난방 플랜트로부터 수신되고 다시 상기 지역 난방 플랜트로 순환되는 열 매체(heat medium)에 대해 CO₂ 냉각기 열 교환기에서 냉각되어 상기 열을 전송하는, 방법.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 흡수기 상단에 있는 상기 냉각기 패킹의 상단으로 도입되는 희박 흡수제의 상기 제2 흐름은 상기 흡수기 컬럼으로 도입되는 희박 흡수제의 전체 흐름 중 10 ∼ 60 %, 예를 들어 20 ∼ 50 %를 구성하는, 방법.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
희박 흡수제의 상기 제2 흐름은 55 ∼ 75℃, 예를 들어 60 ∼ 70℃의 온도로 냉각되는, 방법.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
압축 대상으로서 상기 유입되는 연도 가스는 포화된 물이고, 50 ∼ 70℃의 온도를 가지는, 방법.
탄소질 연료로 연소되는 지역 난방 플랜트의 연도 가스로부터 CO₂를 포집하는 플랜트로서,
상기 플랜트는:
모터(7) 및/또는 증기 터빈(7)과 같은 다른 구동기에 의해 작동되는 연도 가스 압축기(6)로 상기 연도 가스를 도입하기 위한 연도 가스 파이프(1);
상기 압축된 연도 가스를 열 교환부(11)로 도입하기 위한, 압축된 연도 가스 파이프(10) - 상기 압축된 연도 가스는 CO₂ 희박 연도 가스에 대해 냉각됨 - ;
상기 냉각된 연도 가스를 회수하고, 패킹된 섹션(17) 아래의 흡수기 컬럼(16)으로 도입하기 위한, 냉각된 연도 가스 파이프(15);
상기 패킹된 섹션(17)의 상단에 희박 흡수제를 도입하기 위한 희박 흡수제 파이프(18);
상기 희박 연도 가스를 상기 흡수기 컬럼(16)으로부터 상기 열 교환부(11)로 유도하여 상기 압축된 연도 가스에 대해 가열되도록 상기 흡수제 컬럼(16)의 상단에 연결되는 희박 연도 가스 파이프(26);
상기 가열된 희박 연도 가스를 상기 열 교환부(11)로부터 희박 연도 가스 팽창기(8)로 유도하기 위한, 가열된 희박 연도 가스 파이프(26');
상기 희박 연도 가스를 주변으로 방출하기 위한, 팽창된 희박 연소 가스 파이프(27);
상기 흡수제(16)의 하단에 수집되는 농후 흡수제를 유도하고, 패킹된 스트리퍼 섹션(31)의 상단에 있는 탈착기 컬럼(30)으로 도입하기 위한 농후 흡수제 파이프(19);
상기 패킹된 스트리퍼 섹션(31) 아래의 상기 탈착기 컬럼(30)으로 증기를 도입하기 위한 증기 파이프들(52', 40', 56');
추가 처리 및 폐기를 위해 상기 탈착기 컬럼(30)의 상단으로부터 CO₂를 회수하도록 배치되는 CO₂ 회수 파이프(48); 및
상기 탈착기 컬럼(30) 하단에 수집되는 희박 흡수제를 유도하고, 상기 흡수기 컬럼(16)으로 도입하기 위한 희박 흡수제 파이프(18, 49);
를 포함하되,
상기 희박 흡수제 파이프(18) 내의 상기 희박 흡수제의 일부를 회수하고, 상기 회수된 흡수제를 상기 냉각수 열 교환기(25')로 도입하여, 열 매체 파이프(3) 내의 상기 지역 난방 플랜트로부터 수신되는 열 매체에 대해 냉각시키기 위한 측면 인출 파이프(18')가 배치되고,
상기 가열된 열 매체를 상기 지역 난방 플랜트로 복귀시키기 위한 열 매체 복귀 파이프(3'); 및
상기 냉각된 희박 흡수제를 상기 열 교환기(25')로부터 유도하고 상기 냉각기 패킹(21)의 상단에 도입하기 위한 냉각 매체 도입 파이프(23');
가 배치되는, 플랜트.
제 8 항에 있어서,
상기 탈착기(30)의 상단에 배치되는 CO₂ 냉각기(43)의 상단에 냉각수가 도입되도록 배치되어 상기 CO₂ 회수 파이프(48)를 통해 회수되기 전에 물과 상기 CO₂ 및 증기의 역류 흐름에 의해 상기 CO₂ 및 증기를 냉각시키는, CO₂ 냉각기 냉각수 파이프(44)가 배치되고,
여기서 상기 CO₂ 냉각기(43) 아래에 상기 사용된 냉각수를 수집하는 CO₂ 냉각기 수집판(42)이 배치되고,
상기 CO₂ 냉각기 수집판(42)으로부터 사용된 냉각수를 회수하는 CO₂ 냉각수 회수 파이프(45)가 배치되며,
상기 CO₂ 냉각기 냉각수 회수 파이프(45) 내의 상기 냉각수의 상기 열을 상기 지역 난방 플랜트로 전달하는 수단이 제공되는, 플랜트.
제 9 항에 있어서,
상기 지역 난방 플랜트로 열을 전달하는 수단은 CO₂ 냉각기 열 교환기(47)를 포함하되,
CO₂ 냉각기 유입 열 매체 파이프(4)는 상기 지역 난방 플랜트로부터 상기 CO₂ 냉각기 열 교환기(47)로 열 매체를 전달하도록 배치되고,
CO₂ 냉각기 열 매체 복귀 파이프(4')는 가열된 열 매체를 상기 지역 난방 플랜트로 다시 전달하도록 상기 CO₂ 냉각기 열 교환기(47)에 배치되며,
상기 CO₂ 냉각기 복귀 파이프(47)는 고온의 냉각수를 상기 CO₂ 냉각기 열 교환기(47)에 전달하도록 배치되고,
상기 CO₂ 냉각기 냉각수 파이프(44)는 상기 열 교환기에서 냉각된 냉각수를 상기 CO₂ 냉각기(43)의 상단으로 전달하도록 배치되는, 플랜트.
제 9 항에 있어서,
상기 CO₂ 냉각기 유입 열 매체 파이프(4)에 수신되는 상기 냉각 유체는 물이고,
상기 CO₂ 냉각기 유입 열 매체 파이프(4)는 상기 CO₂ 냉각기 냉각수 파이프와 연결되고,
상기 CO₂ 냉각기 열 매체 복귀파이프(4')는 상기 CO₂ 냉각기 냉각수 복귀 파이프(45)와 연결되는, 플랜트.