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KR101336778B1 - 다종의 고체입자를 이용하는 건식 이산화탄소 포집장치 - Google Patents

다종의 고체입자를 이용하는 건식 이산화탄소 포집장치 Download PDF

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KR101336778B1
KR101336778B1 KR1020110133102A KR20110133102A KR101336778B1 KR 101336778 B1 KR101336778 B1 KR 101336778B1 KR 1020110133102 A KR1020110133102 A KR 1020110133102A KR 20110133102 A KR20110133102 A KR 20110133102A KR 101336778 B1 KR101336778 B1 KR 101336778B1
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조성호
진경태
선도원
배달희
박재현
류호정
이승용
문종호
이동호
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한국에너지기술연구원
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Abstract

본 발명은 이산화탄소를 흡수하는 흡수제와 반응하여 온도가 상승되는 이산화탄소를 함유하는 배기가스에 대한 흡수율을 유지할 수 있도록 다종의 고체입자를 사용한 건식 이산화탄소 포집장치에 관한 것으로, 배기가스공급관을 통해 외부로부터 공급된 이산화탄소가 함유된 배기가스에 고체흡수제를 접촉하여 이산화탄소를 회수하는 회수반응기; 상기 회수반응기와 연결되어 기체는 배출시키고 이산화탄소를 포집하고 있는 고체흡수제만 분리하는 회수싸이클론; 상기 회수싸이클론으로부터 공급받은 이산화탄소를 포집하고 있는 고체흡수제를 공급받아 유동화가스를 이용하여 고체흡수제에 포집된 이산화탄소를 분리하는 재생반응기; 및 상기 재생반응기와 흡수제공급관을 통해 연결되어 이산화탄소가 분리된 고체흡수제를 냉각시켜 상기 회수반응기로 피드백하는 전처리반응기를 포함하는 건식 이산화탄소 포집부를 2개 이상이 포함하고, 상기 건식 이산화탄소 포집부는, 선행의 건식 이산화탄소 포집부의 회수싸이클론으로부터 고체흡수제가 분리된 기체가 후행의 건식 이산화탄소 포집부의 배기가스공급관을 통해 공급되도록 연결되며, 상기 2개 이상의 이산화탄소 포집부에는 서로 다른 고체흡수제가 사용되는 것을 특징으로 한다.

Description

다종의 고체입자를 이용하는 건식 이산화탄소 포집장치{Dry sorbent CO2 capturing device using multi sorbents}
본 발명은 건식 이산화탄소 포집장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이산화탄소를 흡수하는 흡수제와 반응하여 온도가 상승되는 이산화탄소를 함유하는 배기가스에 대한 흡수율을 유지할 수 있도록 다종의 고체입자를 사용한 건식 이산화탄소 포집장치에 관한 것이다.
종래에 CO2회수 공정으로는 습식법에 의한 공정이 사용되었다. 즉, CO2를 포함하는 가스를 아민류 계통의 용액을 통과시켜 CO2를 흡수하게 하고 재생탑에서 그 용액을 재생하여 사용하는 방법이며, 이러한 습식법은 공정과정에 폐수가 추가로 발생되는 단점이 있다.
따라서 상기 습식법의 단점을 해소하기 위한 대안으로 건식법에 의한 CO2의 회수방법이 제안되었다. 상기 건식법을 이용한 시스템은 두개의 반응기를 이용하여 CO2를 회수하는 것으로, 회수반응기에 공급된 CO2를 고체흡수제(건식흡수제)에 흡착제거하고, 상기 고체흡수제는 재생반응기로 유입되어 흡착된 CO2를 제거하고, 전처리반응기에서 고체흡수제에 H2O를 흡습시켜 다시 회수반응기에 공급하는 과정으로 이루어진다.
도 3에 도시된 바와 같이, 흡수제는 특정의 온도영역에서 이산화탄소의 흡수율이 우수하다. 이러한, 흡수제의 흡수율이 우수한 온도영역은 흡수제의 종류에 따라 상이하다(Esmail R. Monazam & Lawrence J. Shadle and Ranjani Siriwardane, Equilibrium and Absorption Kinetics of Carbon Dioxide by Solid Supported Amine Sorbent, Wiley Online Library, 2010).
따라서, 기존의 방식으로는 회수반응기에 의한 이산화탄소의 흡수율이 일정한계를 가지며, 회수반응기 내 배기가스의 온도가 상기 온도영역을 벗어나면 흡수제는 제 기능을 충분히 수행하지 못하는 문제점이 있다.
한국특허등록 제10-0898816호
상기의 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 목적은, 이산화탄소를 흡수하는 흡수제와 반응하여 온도가 상승되는 이산화탄소를 함유하는 배기가스에 대한 흡수율을 유지할 수 있도록 다종의 고체입자를 사용한 건식 이산화탄소 포집장치를 제공하는 데에 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 배기가스공급관을 통해 외부로부터 공급된 이산화탄소가 함유된 배기가스에 고체흡수제를 접촉하여 이산화탄소를 회수하는 회수반응기; 상기 회수반응기와 연결되어 기체는 배출시키고 이산화탄소를 포집하고 있는 고체흡수제만 분리하는 회수싸이클론; 상기 회수싸이클론으로부터 공급받은 이산화탄소를 포집하고 있는 고체흡수제를 공급받아 유동화가스를 이용하여 고체흡수제에 포집된 이산화탄소를 분리하는 재생반응기; 및 상기 재생반응기와 흡수제공급관을 통해 연결되어 이산화탄소가 분리된 고체흡수제를 냉각시켜 상기 회수반응기로 피드백하는 전처리반응기를 포함하는 건식 이산화탄소 포집부를 2개 이상이 포함하고, 상기 건식 이산화탄소 포집부는, 선행의 건식 이산화탄소 포집부의 회수싸이클론으로부터 고체흡수제가 분리된 기체가 후행의 건식 이산화탄소 포집부의 배기가스공급관을 통해 공급되도록 연결되며, 상기 2개 이상의 이산화탄소 포집부에는 서로 다른 고체흡수제가 사용되는 것을 특징으로 하는 건식 이산화탄소 포집장치이다.
본 발명에서 다종의 고체입자의 사용은 흡수온도영역이 다른 2 이상의 종류로 이루어진 고체입자를 사용하는 것을 의미한다. 예를 들어, 다종의 고체입자로써 이산화탄소의 흡착력이 좋은 K2CO2 또는 Na2CO3의 2가지 입자를 사용할 수 있으며, 여기서 K2CO2는 흡수온도영역이 60~80℃이고, Na2CO3는 흡수온도영역이 30~50℃이다.
또, 고체입자의 흐름방향을 기준으로 앞서서 위치하는 것이 선행의 건식 이산화탄소 포집부이고, 상기 선행의 건식 이산화탄소 포집부보다 후측에 배치되는 것이 후행의 건식 이산화탄소 포집부이다. 즉, 배가스는 최초로 선행의 건식이산화탄소 포집부로 공급되고, 상기 선행의 건식이산화탄소 포집부의 회수싸이클론으로부터 고체흡수제가 분리된 기체가 후행의 건식 이산화탄소 포집부의 배기가스공급관을 통해 공급되도록 연결된다.
선행의 건식 이산화탄소 포집부에 사용되는 고체흡수제는 후행의 건식 이산화탄소 포집부에 사용되는 고체흡수제에 비해, 이산화탄소를 흡착하는 흡수온도영역이 낮은 것을 특징으로 한다.
또, 선행의 전처리반응기와 후행의 전처리반응기 사이를 전처리열교환기에 의해 열교환시키고, 선행의 재생반응기와 후행의 재생반응기 사이를 재생열교환기에 의해 열교환시키는 것을 특징으로 한다.
또 다른 발명은, 2종 이상의 고체흡수제를 사용하지만, 고체흡수제가 서로 섞이는 것을 허용한 것으로, 배기가스공급관을 통해 외부로부터 공급된 이산화탄소가 함유된 배기가스에 고체흡수제를 접촉하여 이산화탄소를 회수하는 회수반응기; 상기 회수반응기와 연결되어 기체는 배출시키고 이산화탄소를 포집하고 있는 고체흡수제만 분리하는 회수싸이클론; 상기 회수싸이클론으로부터 공급받은 이산화탄소를 포집하고 있는 고체흡수제를 공급받아 유동화가스를 이용하여 고체흡수제에 포집된 이산화탄소를 분리하는 재생반응기; 및 상기 재생반응기와 흡수제공급관을 통해 연결되어 이산화탄소가 분리된 고체흡수제를 냉각시켜 상기 회수반응기로 피드백하는 전처리반응기를 포함하는 건식 이산화탄소 포집부를 2개 이상이 포함하고, 상기 건식 이산화탄소 포집부는, 선행의 건식 이산화탄소 포집부의 회수싸이클론으로부터 고체흡수제가 분리된 기체가 후행의 건식 이산화탄소 포집부의 배기가스공급관을 통해 공급되도록 연결되며, 상기 2개 이상의 이산화탄소 포집부에는 서로 다른 고체흡수제가 사용되고, 후행의 건식 이산화탄소 포집부의 전처리반응기에서 배출되는 고체흡수제의 일부는 선행의 건식 이산화탄소 포집부의 전처리반응기에 공급되도록 연결되며, 최하측의 건식 이산화탄소 포집부의 전처리반응기에서 배출되는 고체흡수제의 일부는 고체입자이송부를 통해, 최상측의 건식이산화탄소 포집부의 전처리반응기에 공급되는 것을 특징으로 한다.
상기 고체입자이송부는, 최하측의 건식 이산화탄소 포집부의 전처리반응기와 연결되어 이송기체에 의해 고체흡수제를 이송시키는 고체입자이송관; 및 상기 고체입자이송관과 연결되어 기체를 제거하고, 최상측의 건식이산화탄소 포집부의 전처리반응기에 연결되어 고체입자를 전달하는 이송싸이클론을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명을 통하여, 이산화탄소 흡수율을 종래기술에 비해 획기적으로 증가시킬 수 있다.
그리고, 전후행의 건식 이산화탄소 포집부의 온도차를 이용하여, 열교환을 통해 에너지절감이 가능하다. 또한, 서로 다른 흡수제를 서로 혼합하는 방식의 경우에는 고체흡수제간의 열전달을 통한 에너지절감효과도 기대할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 다종의 고체입자를 이용하는 건식 이산화탄소 포집장치의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예 2에 따른 다종의 고체입자를 이용하는 건식 이산화탄소 포집장치의 개략적인 구성도이다.
도 3은 온도에 따른 흡수제의 흡수능의 그래프이다.
이하, 본 발명을 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 하기의 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하며, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 다종의 고체입자를 이용하는 건식 이산화탄소 포집장치(100)를 도시하며, 상기 건식 이산화탄소 포집장치(100)는 2종의 고체흡수제를 사용하면서, 고체흡수제가 서로 혼합되지 않는 것이 특징이다.
상기 건식 이산화탄소 포집장치(100)는 2개의 건식 이산화탄소 포집부를 포함하고 있으며, 상기 건식 이산화탄소 포집부의 개수의 제한은 없다. 2개의 건식 이산화탄소 포집부는 동일한 구성을 가지며, 선행의 건식 이산화탄소 포집부에서 이산화탄소가 흡수된 배기가스가 후행의 건식 이산화탄소 포집부로 공급되는 것이 주요한 특징이다. 이러한 상기 건식 이산화탄소 포집부는 기본적으로 종래기술에서 공지된 회수반응기(104,120), 회수싸이클론(106,122), 재생반응기(110,126), 및 전처리반응기(116,132)를 포함한다.
여기서, 선행의 건식 이산화탄소 포집부는 회수반응기(104), 회수싸이클론(106), 재생반응기(110), 및 전처리반응기(116)를 포함하여 이루어진다. 선행의 건식 이산화탄소 포집부에 추가적으로 상기 재생반응기(110)에 연결된 재생싸이클론(114)가 포함될 수 있다. 또, 후행의 건식 이산화탄소 포집부는 회수반응기(120), 회수싸이클론(122), 재생반응기(126), 및 전처리반응기(132)를 포함하여 이루어진다. 선행의 건식 이산화탄소 포집부에 추가적으로 상기 재생반응기(126)에 연결된 재생싸이클론(130)가 포함될 수 있다.
상기 회수반응기(104,120)는 공지의 건식 이산화탄소 포집장치에 사용되는 회수반응기를 사용할 수 있다. 특히, 유동층 반응기를 사용하면, 배기가스를 이용하여 건식 고체흡수제를 유동화시키는 것에 의해 기체상태의 배기가스와 고체상태의 고체흡수제의 접촉이 활발하여 이산화탄소의 제거능력이 향상되어 바람직하다.
본 발명에서 사용되는 건식 고체흡수제는 공지의 기술에서 사용된 것을 사용할 수 있으며, 특히, 이산화탄소의 흡착력이 좋은 K2CO2 또는 Na2CO3를 사용하는 것이 바람직하다. 그리고, 공지된 바와 같이 Na 계열의 입자는 흡수온도영역이 30~50℃이고, 재생온도영역이 110~130℃이다. 또, 마찬가지로 공지된 바와 같이 K 계열의 입자는 흡수온도영역이 60~80℃이고, 재생온도영역이 140~160℃이다. 따라서, 본 발명에서는 상기 K2CO2 또는 Na2CO3를 고체흡수제로 사용할 수 있으며, 실시예 1에서 선행의 건식 이산화탄소 포집부에서는 Na2CO3를 사용하고, 후행의 건식 이산화탄소 포집부에서는 K2CO2 를 사용할 수 있다.
상기 회수싸이클론(106,122)은 공지의 장치로써, 상기 회수반응기(104,120)에서 이산화탄소를 흡수한 고체흡수제를 원심분리하여, 상기 고체흡수제는 자중에 의해 낙하하고, 가벼운 기체, 즉 이산화탄소가 제거된 배기가스는 상기 회수싸이클론(106,122)에 연결되는 분리가스배출관(108,124)을 통해 이후 단계로 진행된다.
상기 재생반응기(110,126)에서는 이산화탄소를 흡수한 고체흡수제를 가열하여, 상기 고체흡수제가 이산화탄소를 방출할 수 있도록 한다. 이 때, 상기 고체흡수제의 가열온도는 상기 배기가스의 주입온도보다 높다. 상기 재생반응기(110,126)에서 고체흡수제의 가열은 재생가스공급관(112,128)으로부터 유입되는 재생가스에 의해 유동화상태에서 이루어지며, 상기 재생가스로는 스팀을 사용할 수 있다. 스팀을 이용하는 경우, 재생된 가스 중 수분만 제거하면 순수한 이산화탄소를 얻을 수 있으므로 바람직하다. 또, 고체흡수제의 유동화를 위하여 상기 재생반응기(110,126) 내부에 상기 스팀을 확산시키는 확산판이 설치되고, 상기 고체흡수제가 상기 확산판 상부에 배치되며, 상기 확산판의 하측으로 상기 재생가스공급관(112,128)이 연통될 수 있다. 상기 고체흡수제는 상기 확산판을 관통하는 고체흡수제전달관을 설치하여 전처리반응기(116,132)로 이동시키는 것이 가능하다.
상기 재생반응기(110,126)에는 재생싸이클론(114,130)이 추가로 설치될 수 있다. 이는 상기 재생가스에 의해 부유되는 고체흡수제의 유실을 방지하기 위한 것이다. 상기 재생싸이클론(114,130)의 구조는 기본적으로 상기 회수싸이클론(106,122)과 동일하다. 상기 재생반응기(110,126)에 설치되는 이산화탄소배출관(115,133)을 통해 배출되는 기체는 상기 고체흡수제가 흡수했던 이산화탄소이다.
상기 재생반응기(110,126)를 지나친 고체흡수제는 상기 전처리반응기(116,132)에서 이산화탄소를 흡수하기 용이한 온도를 가지게 되고, 상기 회수반응기(104,120)로 이동하게 된다.
상기 전처리반응기(116,132)에서 고체흡수제의 냉각을 위해서 상기 전처리반응기(116,132)에는 전처리가스를 공급한다. 상기 전처리가스로는 대기, 또는 질소가스와 같은 불활성기체 등을 사용할 수 있으며, 상기 전처리반응기(116,132)에 설치된 전처리가스공급관(118,134)를 통해 공급된다. 상기 전처리가스의 온도는 적어도 상기 회수반응기(104,120)에 공급되는 배기가스의 주입온도와 같거나 이보다 낮아야 한다. 그리고, 상기 전처리가스는 상기 전처리반응기(116,132) 내에서 고체흡수제를 유동층 운동을 시키는 것에 의해 고체흡수제를 빠르게 냉각시킬 수 있다.
또, H2O를 흡수한 건식 고체흡수제는 이산화탄소가 H2O에 쉽게 용해되는 성질 때문에 이산화탄소의 흡착율을 더욱 높이게 된다. 따라서, 상기 전처리가스를 수증기 포화상태로 공급하여 상기 고체흡수제를 조습시키는 것이 바람직하다.
상기 전처리반응기(116,132)에는 공급된 전처리가스를 배출시키는 전처리가스배출관(117,136)이 설치된다. 그리고, 상기 전처리가스배출관(119,136)을 통해 고체흡수제의 이탈을 방지하기 위하여 재생싸이클론(114,130)과 동일한 구성의 전처리싸이클론(미도시)을 상기 전처리가스배출관(119,136)에 설치할 수 있다. 따라서, 상기 전처리싸이클론에 의해 회수되는 고체흡수제는 다시 상기 전처리반응기(116,132)로 피드백시키면서, 고체흡수제로부터 열에너지를 흡수한 전처리가스만을 방출시키는 것이 가능하다.
이러한 전처리가스와 고체흡수제의 접촉에 의하여 상기 전처리반응기(116,132)에서 배출되는 고체흡수제의 온도는 상기 회수반응기(104,120)의 주입온도와 동일하도록 조절하여야 한다.
상기 건식 이산화탄소 포집부는 기본적으로 상술한 바와 같이 구성된다. 그리고, 상기 2개의 건식 이산화탄소 포집부에서, 선행의 건식 이산화탄소 포집부의 회수싸이클론으로부터 고체흡수제가 분리된 기체가 후행의 건식 이산화탄소 포집부의 배기가스공급관을 통해 공급되도록 연결된다.
상기 2개 이상의 이산화탄소 포집부에는 서로 다른 고체흡수제가 사용되며, 특히 선행의 건식 이산화탄소 포집부에 사용되는 고체흡수제는 후행의 건식 이산화탄소 포집부에 사용되는 고체흡수제에 비해, 이산화탄소를 흡착하는 흡수온도영역이 낮은 것을 사용하여야 한다. 본 발명의 실시예 1에서는 상술한 바와 같이, 선행의 건식 이산화탄소 포집부에서는 Na2CO3를 사용하고, 후행의 건식 이산화탄소 포집부에서는 K2CO2 를 사용하였으며, 이에 제한 되는 것은 아니다.
따라서, 배기가스는 순차적으로 이동하면서, 온도가 상승되고, 배기가스의 온도에 맞는 흡수온도영역을 가지는 고체흡수제와 만나게 되므로, 배기가스 내부의 이산화탄소를 확실하게 흡수할 수 있게 된다.
다음으로, 도 2에 도시된 본 발명의 실시예 2에 따른 건식 이산화탄소 포집장치(101)를 설명한다. 실시예 1과 실시예 2에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 표기하였으며, 이에 대한 설명은 생략한다. 상기 건식 이산화탄소 포집장치(101)는 실시예 1의 건식 이산화탄소 포집장치(101)와 달리 이종(異種)의 고체흡수제가 서로 혼합하게 된다. 이는, 실시예 1에서 선행의 회수반응기(104)에서 후행의 회수반응기(120)의 흡수온도영역까지 상승하는 경우, 회수반응기(104,120)를 교체하거나, 처리해야 하는 배기가스의 양을 조절하지 않고, 이종의 고체흡수제를 혼합하여, 전단에서 온도가 상승한 배기가스로부터 이산화탄소를 흡수할 수 있도록 하였다. 이 때, 각 회수반응기(104,120)에서는 주로 반응하는 고체흡수제(여기서는 선행의 건식 이산화탄소 포집부는 Na2CO3, 후행의 건식 이산화탄소 포집부는 K2CO2)의 중량%를 혼합되는 고체흡수제보다 크게 하도록 조절한다.
이러한 작용을 수행하기 위하여, 후행의 건식 이산화탄소 포집부의 전처리반응기(132)에서 배출되는 고체흡수제의 일부는 선행의 건식 이산화탄소 포집부의 전처리반응기(116)에 공급되도록, 상기 전처리반응기(132)의 배출관에 분배기(142)를 설치하여, 상기 분배기(142)의 제1출력측은 회수반응기(120)와 연결시키고, 제2출력측은 후행의 전처리반응기(116)의 유입관에 설치되는 분배기(144)를 통해 연결된다. 상기 분배기(142,144)는 생략될 수 있다.
그리고, 선행의 건식 이산화탄소 포집부의 전처리반응기(116)에서 배출된 고체흡수제의 일부는 상기 전처리반응기(116)의 배출관에 설치되는 분배기(146)에 의해 상기 회수반응기(104)에 공급되고, 잔부는 고체입자이송부에 공급된다. 이는 선행의 건식 이산화탄소 포집부를 향해 공급되는 고체흡수제를 후단으로 회송시키기 위한 것이다.
상기 고체입자이송부는, 최하측의 건식 이산화탄소 포집부의 전처리반응기와 연결되어 이송기체에 의해 고체흡수제를 이송시키는 고체입자이송관(148)과, 상기 고체입자이송관(148)과 연결되어 기체를 제거하고, 후행의 건식 이산화탄소 포집부의 전처리반응기(132)에 연결되어 고체입자를 전달하는 이송싸이클론(152)을 포함하여 구성된다.
상기 이송기체는, 공기나 불활성기체를 사용할 수 있으며, 상기 고체입자이송관(148)의 하부에 설치되는 이송기체공급관(150)을 통해 공급된다. 그리고, 상기 이송싸이클론(152)을 지나면서 이송기체는 이송기체배출관(154)을 통해 배출되고, 고체흡수제만이 상기 전처리반응기(132)로 공급된다. 상기 전처리반응기(132)의 유입관 측에는 분배기(140)가 설치되어, 상기 이송싸이클론(152)으로부터 공급되는 고체흡수제와 상기 재생반응기(126)으로부터 공급되는 고체흡수제를 혼합하게 된다.
이러한, 고체흡수제의 혼합을 통해, 후단에서 주로 활동하는 고체흡수제가 전단으로 공급되는 경우에 전단에서 주로 활동하는 고체흡수제의 온도를 상승시키게 된다. 따라서, 고체흡수제를 선행의 회수반응기(104)에 투입될 때 요구되는 반응온도까지 가열하는 열에너지를 줄일 수 있는 장점이 있다.
또, 각각의 전처리반응기(116,132)와 재생반응기(110,126)는 온도차를 항상 유지하므로, 선행의 전처리반응기(116)와 후행의 전처리반응기(132) 사이를 전처리열교환기에 의해 열교환시키고, 선행의 재생반응기(110)와 후행의 재생반응기(126) 사이를 재생열교환기에 의해 열교환시키는 것이 가능하다. 이를 통해, 본 발명을 통한 추가적인 열에너지 감소효과가 있다. 상기 재생열교환기 및 상기 전처리열교환기는 공지의 기술을 사용할 수 있으며, 열교환은 열매체를 순환시키는 열냉매자켓 및 열매체루프관을 통해 수행할 수 있으며, 필요한 경우 순환을 위한 열매체펌프를 추가할 수 있다.
상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100,101: 건식 이산화탄소 포집장치 102: 배기가스공급관
104,120: 회수반응기 106,122: 회수싸이클론
108,124: 분리가스배출관 110,126 : 재생반응기
112, 128: 재생가스공급관 114,130: 재생싸이클론
115,133: 이산화탄소배출관 116,132: 전처리반응기
118,134: 전처리가스공급관 119,136: 전처리가스배출관
140,142,144,146: 분배기 148: 고체입자이송관
150: 이송기체공급관 152: 이송싸이클론
154: 이송기체배출관

Claims (5)

  1. 배기가스공급관을 통해 외부로부터 공급된 이산화탄소가 함유된 배기가스에 고체흡수제를 접촉하여 이산화탄소를 회수하는 회수반응기;
    상기 회수반응기와 연결되어 기체는 배출시키고 이산화탄소를 포집하고 있는 고체흡수제만 분리하는 회수싸이클론;
    상기 회수싸이클론으로부터 공급받은 이산화탄소를 포집하고 있는 고체흡수제를 공급받아 유동화가스를 이용하여 고체흡수제에 포집된 이산화탄소를 분리하는 재생반응기; 및
    상기 재생반응기와 흡수제공급관을 통해 연결되어 이산화탄소가 분리된 고체흡수제를 냉각시켜 상기 회수반응기로 피드백하는 전처리반응기를 포함하는 건식 이산화탄소 포집부를 2개 이상이 포함하고,
    상기 건식 이산화탄소 포집부는, 선행의 건식 이산화탄소 포집부의 회수싸이클론으로부터 고체흡수제가 분리된 기체가 후행의 건식 이산화탄소 포집부의 배기가스공급관을 통해 공급되도록 연결되며,
    상기 2개 이상의 이산화탄소 포집부에는 서로 다른 고체흡수제가 사용되는 것을 특징으로 하는 건식 이산화탄소 포집장치.
  2. 제1항에 있어서, 선행의 건식 이산화탄소 포집부에 사용되는 고체흡수제는 후행의 건식 이산화탄소 포집부에 사용되는 고체흡수제에 비해, 이산화탄소를 흡착하는 흡수온도영역이 낮은 것을 특징으로 하는 건식 이산화탄소 포집장치.
  3. 제1항에 있어서, 선행의 전처리반응기와 후행의 전처리반응기 사이를 전처리열교환기에 의해 열교환시키고, 선행의 재생반응기와 후행의 재생반응기 사이를 재생열교환기에 의해 열교환시키는 것을 특징으로 하는 건식 이산화탄소 포집장치.
  4. 배기가스공급관을 통해 외부로부터 공급된 이산화탄소가 함유된 배기가스에 고체흡수제를 접촉하여 이산화탄소를 회수하는 회수반응기;
    상기 회수반응기와 연결되어 기체는 배출시키고 이산화탄소를 포집하고 있는 고체흡수제만 분리하는 회수싸이클론;
    상기 회수싸이클론으로부터 공급받은 이산화탄소를 포집하고 있는 고체흡수제를 공급받아 유동화가스를 이용하여 고체흡수제에 포집된 이산화탄소를 분리하는 재생반응기; 및
    상기 재생반응기와 흡수제공급관을 통해 연결되어 이산화탄소가 분리된 고체흡수제를 냉각시켜 상기 회수반응기로 피드백하는 전처리반응기를 포함하는 건식 이산화탄소 포집부를 2개 이상이 포함하고,
    상기 건식 이산화탄소 포집부는, 선행의 건식 이산화탄소 포집부의 회수싸이클론으로부터 고체흡수제가 분리된 기체가 후행의 건식 이산화탄소 포집부의 배기가스공급관을 통해 공급되도록 연결되며,
    상기 2개 이상의 이산화탄소 포집부에는 서로 다른 고체흡수제가 사용되고,
    후행의 건식 이산화탄소 포집부의 전처리반응기에서 배출되는 고체흡수제의 일부는 선행의 건식 이산화탄소 포집부의 전처리반응기에 공급되도록 연결되며,
    최하측의 건식 이산화탄소 포집부의 전처리반응기에서 배출되는 고체흡수제의 일부는 고체입자이송부를 통해, 최상측의 건식이산화탄소 포집부의 전처리반응기에 공급되는 것을 특징으로 하는 건식 이산화탄소 포집장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 고체입자이송부는, 최하측의 건식 이산화탄소 포집부의 전처리반응기와 연결되어 이송기체에 의해 고체흡수제를 이송시키는 고체입자이송관; 및
    상기 고체입자이송관과 연결되어 기체를 제거하고, 최상측의 건식이산화탄소 포집부의 전처리반응기에 연결되어 고체입자를 전달하는 이송싸이클론을 포함하는 것을 특징으로 하는 건식 이산화탄소 포집장치.
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