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KR102720647B1 - Carbon dioxide capture process processing method with improved capture and purity - Google Patents

Carbon dioxide capture process processing method with improved capture and purity Download PDF

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KR102720647B1
KR102720647B1 KR1020240041118A KR20240041118A KR102720647B1 KR 102720647 B1 KR102720647 B1 KR 102720647B1 KR 1020240041118 A KR1020240041118 A KR 1020240041118A KR 20240041118 A KR20240041118 A KR 20240041118A KR 102720647 B1 KR102720647 B1 KR 102720647B1
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carbon dioxide
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조형민
손부승
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가스테크(주)
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Abstract

본 발명의 일실시예는 입력 가스로부터 흡착제와 진공펌프를 기반으로 이산화탄소를 추출/포집하는 이산화탄소 포집 방법에서, 다수개의 흡착베드를 포함하는 흡착탑을 다단으로 배치하고 가스의 이동 경로를 제어함으로써 이산화탄소의 포집도 및 순도를 개선한 이산화탄소 포집 공정 처리 방법에 관한 것이다.One embodiment of the present invention relates to a carbon dioxide capture process treatment method in which carbon dioxide is extracted/captured from an input gas using an adsorbent and a vacuum pump, wherein an adsorption tower including a plurality of adsorption beds is arranged in multiple stages and the movement path of the gas is controlled to improve the capture rate and purity of carbon dioxide.

Description

포집도 및 순도를 개선한 이산화탄소 포집 공정 처리 방법{CARBON DIOXIDE CAPTURE PROCESS PROCESSING METHOD WITH IMPROVED CAPTURE AND PURITY}{CARBON DIOXIDE CAPTURE PROCESS PROCESSING METHOD WITH IMPROVED CAPTURE AND PURITY}

아래 실시예들은 입력 가스로부터 흡착제와 진공펌프를 기반으로 이산화탄소를 추출/포집하는 이산화탄소 포집 방법에서, 다수개의 흡착베드를 포함하는 흡착탑을 다단으로 배치하고 가스의 이동 경로를 제어함으로써 이산화탄소의 포집도 및 순도를 개선한 이산화탄소 포집 공정 처리 방법에 관한 것이다.The examples below relate to a carbon dioxide capture process treatment method in which carbon dioxide is extracted/captured from an input gas using an adsorbent and a vacuum pump, and in which an adsorption tower including a plurality of adsorption beds is arranged in multiple stages and the movement path of the gas is controlled to improve the capture rate and purity of carbon dioxide.

수소는 이산화탄소나 기타 환경 오염 물질을 배출하지 않는 청정 에너지원으로 관심을 받고 있으며, 이에 따라 수소를 생산하는 플랜트들이 증가하고 있다. Hydrogen is attracting attention as a clean energy source that does not emit carbon dioxide or other environmental pollutants, and accordingly, the number of hydrogen production plants is increasing.

수소는 천연가스 개질을 통해 생산될 수 있으며, 그 중 증기 메탄 개질(Steam Methane Reforming, SMR)은 메탄이 증기와 반응하여 수소가 풍부한 합성가스를 만들어 내는 공정이다.Hydrogen can be produced through natural gas reforming, of which steam methane reforming (SMR) is a process in which methane reacts with steam to produce hydrogen-rich synthesis gas.

개질 반응기(SMR) 내에서 메탄은 수소와 일산화탄소로 전환되고, CO 피독을 막고 발생되는 수소의 양을 증가시키기 위해 수성화 가스 반응기(Water-Gas Shift reactor)에서 일산화탄소가 물과 반응하여 수소와 이산화탄소를 생성한다.Within the SMR, methane is converted to hydrogen and carbon monoxide, and in a water-gas shift reactor, carbon monoxide reacts with water to produce hydrogen and carbon dioxide to prevent CO poisoning and increase the amount of hydrogen produced.

이후, 플래시 드럼에서 수분을 제거하고 압력스윙흡착(PSA) 설비에서 H2를 분리하여 H2를 생산한다.Afterwards, moisture is removed from the flash drum and H2 is separated in a pressure swing adsorption (PSA) facility to produce H2.

이 때 발생하는 Off-gas(이산화탄소 및 기타 불순 가스)는 대기로 방출되거나 별도로 포집/저장된다.Off-gases (carbon dioxide and other impurity gases) generated at this time are released into the atmosphere or captured/stored separately.

Off-gas를 대기로 방출하면서 수소를 생산하는 방법을 그레이 수소 생산 방식, CO2 가스를 포집/저장하면서 수소를 생산하는 방식을 블루 수소 생산 방식으로 지칭한다.The method of producing hydrogen while releasing off-gas into the atmosphere is called gray hydrogen production, and the method of producing hydrogen while capturing/storing CO2 gas is called blue hydrogen production.

수소 생산 과정에서 발생하는 이산화탄소를 그대로 대기로 방출하게 되면 청정 에너지원으로써 수소를 사용하는 의미가 퇴색되므로 이산화탄소를 포집할 필요가 있다.If the carbon dioxide generated during the hydrogen production process is released into the atmosphere as is, the meaning of using hydrogen as a clean energy source will fade, so it is necessary to capture carbon dioxide.

포집된 이산화탄소는 매립되거나 다양한 산업에서 활용될 수 있다.Captured carbon dioxide can be landfilled or utilized in various industries.

이산화탄소의 포집은 일반적으로 VPSA(Vacuum Pressure Swing Adsorption) 시스템을 기반으로 이루어지는데, VPSA 시스템은 가스(공기 등)를 이산화탄소를 흡착시키는 흡착제에 통과시킨 뒤, 진공펌프를 이용하여 흡착제로부터 이산화탄소를 탈착시켜 포집하는 방식으로 동작한다.Carbon dioxide capture is generally based on a Vacuum Pressure Swing Adsorption (VPSA) system. The VPSA system operates by passing gas (air, etc.) through an adsorbent that adsorbs carbon dioxide, and then using a vacuum pump to desorb and capture carbon dioxide from the adsorbent.

KRKR 10-226026910-2260269 BB KRKR 10-246673210-2466732 BB KRKR 10-201677710-2016777 BB

본 발명의 일실시예가 해결하고자 하는 과제는, 전술한 바와 같은 종래 VPSA 시스템보다 이산화탄소의 포집도(포집 량) 및 순도(이산화탄소 농도)를 개선한 포집도 및 순도를 개선한 이산화탄소 포집 시스템과 이를 제어하는 포집도 및 순도를 개선한 이산화탄소 포집 공정 처리 방법을 제공하는 것이다.The problem to be solved by one embodiment of the present invention is to provide a carbon dioxide capture system having improved capture degree (capture amount) and purity (carbon dioxide concentration) of carbon dioxide compared to the conventional VPSA system described above, and a carbon dioxide capture process treatment method having improved capture degree and purity for controlling the system.

일실시예에 따르면, 포집도 및 순도를 개선한 이산화탄소 포집 시스템을 제어하는, 포집도 및 순도를 개선한 이산화탄소 포집 공정 처리 방법에 있어서, 입력 가스로부터 이산화탄소를 포집 및 정제하는 포집 단계; 상기 포집 단계에서 토출된 가스를 압축 및 액화하는 압축 단계; 및 상기 압축 단계에서 토출된 유체를 저장하는 저장 단계;를 포함하는, 포집도 및 순도를 개선한 이산화탄소 포집 공정 처리 방법을 제공한다.According to one embodiment, a method for processing a carbon dioxide capture process with improved capture degree and purity, which controls a carbon dioxide capture system with improved capture degree and purity, is provided, comprising: a capture step of capturing and purifying carbon dioxide from an input gas; a compression step of compressing and liquefying a gas discharged in the capture step; and a storage step of storing a fluid discharged in the compression step.

또한, 상기 포집도 및 순도를 개선한 이산화탄소 포집 시스템은: 입력 가스로부터 이산화탄소를 포집 및 정제하는 포집부; 상기 포집부에서 토출된 가스를 압축 및 액화하는 압축부; 및 상기 압축부에서 토출된 유체를 저장하는 저장부;를 포함하고, 상기 포집부는: 내부에 소정의 이산화탄소 흡착제가 수용되는 제1 흡착탑; 상기 제1 흡착탑에 진공을 형성하여 흡착제로부터 가스를 빨아들이는 제1 진공펌프; 상기 제1 진공펌프로부터 토출된 가스를 저장하는 제1 버퍼탱크; 내부에 소정의 이산화탄소 흡착제가 수용되는 제2 흡착탑; 상기 제2 흡착탑에 진공을 형성하여 흡착제로부터 가스를 빨아들이는 제2 진공펌프; 상기 제2 진공펌프로부터 토출된 가스를 저장하는 제2 버퍼탱크; 내부에 소정의 이산화탄소 흡착제가 수용되는 제3 흡착탑; 상기 제3 흡착탑에 진공을 형성하여 흡착제로부터 가스를 빨아들이는 제3 진공펌프; 및 상기 제3 진공펌프로부터 토출된 가스를 저장하는 제3 버퍼탱크;를 포함하고, 각각의 상기 제1 흡착탑 내지 제3 흡착탑은: 네 개의 흡착베드인 제1 흡착베드, 제2 흡착베드, 제3 흡착베드 및 제4 흡착베드를 포함하고, 상기 포집 단계에서 상기 제1 흡착베드 내지 제4 흡착베드는: 내부에 가스를 통과시켜 흡착제에 이산화탄소를 흡착시키는 흡착공정; 내부의 불순 가스를 제거하며 압력을 상승시키는 압력균등화공정; 진공펌프를 기반으로 흡착제로부터 탈착된 가스를 피드백하는 탈착배기공정; 진공펌프를 기반으로 흡착제로부터 탈착된 가스를 버퍼탱크로 공급하는 탈착저장공정; 및 입력 가스를 기반으로 내부의 압력을 상승시키는 대기공정;을 소정의 사이클에 따라 교번하여 수행할 수 있다.In addition, the carbon dioxide capture system having improved capture efficiency and purity includes: a capture unit for capturing and purifying carbon dioxide from an input gas; a compression unit for compressing and liquefying gas discharged from the capture unit; and a storage unit for storing fluid discharged from the compression unit; wherein the capture unit includes: a first adsorption tower having a predetermined carbon dioxide adsorbent accommodated therein; a first vacuum pump for forming a vacuum in the first adsorption tower to suck gas from the adsorbent; a first buffer tank for storing gas discharged from the first vacuum pump; a second adsorption tower having a predetermined carbon dioxide adsorbent accommodated therein; a second vacuum pump for forming a vacuum in the second adsorption tower to suck gas from the adsorbent; a second buffer tank for storing gas discharged from the second vacuum pump; a third adsorption tower having a predetermined carbon dioxide adsorbent accommodated therein; a third vacuum pump for forming a vacuum in the third adsorption tower to suck gas from the adsorbent; And a third buffer tank storing the gas discharged from the third vacuum pump; wherein each of the first to third adsorption towers includes: four adsorption beds, namely, a first adsorption bed, a second adsorption bed, a third adsorption bed, and a fourth adsorption bed, and in the capturing step, the first to fourth adsorption beds may alternately perform: an adsorption process for adsorbing carbon dioxide onto an adsorbent by passing gas therethrough; a pressure equalization process for removing impure gases inside and increasing pressure; a desorption/exhaust process for feeding back gas desorbed from the adsorbent based on a vacuum pump; a desorption/storage process for supplying gas desorbed from the adsorbent based on a vacuum pump to a buffer tank; and an atmosphere process for increasing the internal pressure based on an input gas; according to a predetermined cycle.

그리고, 상기 사이클은: 상기 제1 흡착베드 및 제2 흡착베드에서 흡착공정을 수행하고 상기 제3 흡착베드 및 제4 흡착베드에서 압력균등화공정을 수행하는 제1 단계; 상기 제1 흡착베드 및 제2 흡착베드에서 흡착공정을 수행하고 상기 제3 흡착베드에서 대기공정을 수행하며 상기 제4 흡착베드에서 탈착배기공정을 수행하는 제2 단계; 상기 제1 흡착베드 및 제2 흡착베드에서 흡착공정을 수행하고 상기 제3 흡착베드에서 대기공정을 수행하며 상기 제4 흡착베드에서 탈착저장공정을 수행하는 제3 단계; 상기 제1 흡착베드 및 제3 흡착베드에서 흡착공정을 수행하고 상기 제2 흡착베드 및 제4 흡착베드에서 압력균등화공정을 수행하는 제4 단계; 상기 제1 흡착베드 및 제3 흡착베드에서 흡착공정을 수행하고 상기 제4 흡착베드에서 대기공정을 수행하며 상기 제2 흡착베드에서 탈착배기공정을 수행하는 제5 단계; 상기 제1 흡착베드 및 제3 흡착베드에서 흡착공정을 수행하고 상기 제4 흡착베드에서 대기공정을 수행하며 상기 제2 흡착베드에서 탈착저장공정을 수행하는 제6 단계; 상기 제3 흡착베드 및 제4 흡착베드에서 흡착공정을 수행하고 상기 제1 흡착베드 및 제2 흡착베드에서 압력균등화공정을 수행하는 제7 단계; 상기 제3 흡착베드 및 제4 흡착베드에서 흡착공정을 수행하고 상기 제2 흡착베드에서 대기공정을 수행하며 상기 제1 흡착베드에서 탈착배기공정을 수행하는 제8 단계; 상기 제3 흡착베드 및 제4 흡착베드에서 흡착공정을 수행하고 상기 제2 흡착베드에서 대기공정을 수행하며 상기 제1 흡착베드에서 탈착저장공정을 수행하는 제9 단계; 상기 제2 흡착베드 및 제4 흡착베드에서 흡착공정을 수행하고 상기 제1 흡착베드 및 제3 흡착베드에서 압력균등화공정을 수행하는 제10 단계; 상기 제2 흡착베드 및 제4 흡착베드에서 흡착공정을 수행하고 상기 제1 흡착베드에서 대기공정을 수행하며 상기 제3 흡착베드에서 탈착배기공정을 수행하는 제11 단계; 및 상기 제2 흡착베드 및 제4 흡착베드에서 흡착공정을 수행하고 상기 제1 흡착베드에서 대기공정을 수행하며 상기 제3 흡착베드에서 탈착저장공정을 수행하는 제12 단계;를 포함할 수 있다.And, the cycle comprises: a first step of performing an adsorption process in the first adsorption bed and the second adsorption bed and performing a pressure equalization process in the third adsorption bed and the fourth adsorption bed; a second step of performing an adsorption process in the first adsorption bed and the second adsorption bed, performing an atmospheric process in the third adsorption bed, and performing a desorption/exhaust process in the fourth adsorption bed; a third step of performing an adsorption process in the first adsorption bed and the second adsorption bed, performing an atmospheric process in the third adsorption bed, and performing a desorption/storage process in the fourth adsorption bed; a fourth step of performing an adsorption process in the first adsorption bed and the third adsorption bed and performing a pressure equalization process in the second adsorption bed and the fourth adsorption bed; a fifth step of performing an adsorption process in the first adsorption bed and the third adsorption bed, performing an atmospheric process in the fourth adsorption bed, and performing a desorption/exhaust process in the second adsorption bed; A sixth step of performing an adsorption process in the first adsorption bed and the third adsorption bed, performing an atmospheric process in the fourth adsorption bed, and performing a desorption storage process in the second adsorption bed; A seventh step of performing an adsorption process in the third adsorption bed and the fourth adsorption bed, and performing a pressure equalization process in the first adsorption bed and the second adsorption bed; An eighth step of performing an adsorption process in the third adsorption bed and the fourth adsorption bed, performing an atmospheric process in the second adsorption bed, and performing a desorption/exhaust process in the first adsorption bed; A ninth step of performing an adsorption process in the third adsorption bed and the fourth adsorption bed, performing an atmospheric process in the second adsorption bed, and performing a desorption/storage process in the first adsorption bed; A tenth step of performing an adsorption process in the second adsorption bed and the fourth adsorption bed, and performing a pressure equalization process in the first adsorption bed and the third adsorption bed; It may include an 11th step of performing an adsorption process in the second adsorption bed and the fourth adsorption bed, performing an atmospheric process in the first adsorption bed, and performing a desorption/exhaust process in the third adsorption bed; and a 12th step of performing an adsorption process in the second adsorption bed and the fourth adsorption bed, performing an atmospheric process in the first adsorption bed, and performing a desorption/storage process in the third adsorption bed.

아울러, 상기 포집부는: 상기 포집부를 흐르는 가스의 경로가 제1 모드 또는 제2 모드로 형성되고, 상기 압축부는: 상기 포집부에서 토출된 가스를 압축시키는 컴프레서; 및 상기 컴프레서에서 토출된 가스를 액화시키는 칠링유닛;을 포함하고, 상기 제1 모드는: 상기 입력 가스를 상기 제1 흡착탑에 공급하는 제1-1 경로; 상기 제1 흡착탑에서 제1-1 시간동안 토출되는 가스를 배기하는 제1-2 경로; 상기 제1-1 시간 이후, 상기 제1 진공펌프에 의해 상기 제1 흡착탑에서 토출되는 가스를 상기 제1 버퍼탱크로 공급하는 제1-3 경로; 상기 제1 버퍼탱크에 저장된 가스를 상기 제2 흡착탑으로 공급하는 제1-4 경로; 상기 제2 흡착탑에서 제1-2 시간동안 토출되는 가스를 배기하는 제1-5 경로; 상기 제1-2 시간 이후, 상기 제2 진공펌프에 의해 상기 제2 흡착탑에서 토출되는 가스를 상기 제2 버퍼탱크로 공급하는 제1-6 경로; 상기 제2 버퍼탱크에 저장된 가스를 상기 제3 흡착탑으로 공급하는 제1-7 경로; 상기 제3 흡착탑에서 제1-3 시간동안 토출되는 가스를 배기하는 제1-8 경로; 상기 제1-3 시간 이후, 상기 제3 진공펌프에 의해 상기 제3 흡착탑에서 토출되는 가스를 상기 제3 버퍼탱크로 공급하는 제1-9 경로; 및 상기 제3 버퍼탱크에 저장된 가스를 상기 압축부로 공급하는 제1-10 경로;를 포함하고, 상기 제2 모드는: 상기 입력 가스를 상기 제1 흡착탑에 공급하는 제2-1 경로; 상기 제1 흡착탑에서 제2-1 시간동안 토출되는 가스를 상기 제2 흡착탑으로 공급하는 제2-2 경로; 상기 제2-1 시간 이후, 상기 제1 진공펌프에 의해 상기 제1 흡착탑에서 토출되는 가스를 상기 제1 버퍼탱크로 공급하는 제2-3 경로; 상기 제2 흡착탑에서 제2-2 시간동안 토출되는 가스를 상기 제3 흡착탑으로 공급하는 제2-4 경로; 상기 제2-2 시간 이후, 상기 제2 진공펌프에 의해 상기 제2 흡착탑에서 토출되는 가스를 상기 제2 버퍼탱크로 공급하는 제2-5 경로; 상기 제3 흡착탑에서 제2-3 시간동안 토출되는 가스를 배기하는 제2-6 경로; 상기 제2-3 시간 이후, 상기 제3 진공펌프에 의해 상기 제3 흡착탑에서 토출되는 가스를 상기 제3 버퍼탱크로 공급하는 제2-7 경로; 및 상기 제1 버퍼탱크 내지 제3 버퍼탱크에 저장된 가스를 상기 압축부로 공급하는 제2-8 경로;를 포함하고, 상기 제1-3 경로는: 제1-4 시간동안 상기 제1 진공펌프에 의해 상기 제1 흡착탑에서 토출되는 가스를 상기 입력 가스로 피드백하는 제1-3-1 경로; 및 상기 제1-4 시간 이후, 상기 제1 진공펌프에 의해 상기 제1 흡착탑에서 토출되는 가스를 상기 제1 버퍼탱크로 공급하는 제1-3-2 경로;를 포함하고, 상기 제1-6 경로는: 제1-5 시간동안 상기 제2 진공펌프에 의해 상기 제2 흡착탑에서 토출되는 가스를 상기 입력 가스로 피드백하는 제1-6-1 경로; 및 상기 제1-5 시간 이후, 상기 제2 진공펌프에 의해 상기 제2 흡착탑에서 토출되는 가스를 상기 제2 버퍼탱크로 공급하는 제1-6-2 경로;를 포함하고, 상기 제1-9 경로는: 제1-6 시간동안 상기 제3 진공펌프에 의해 상기 제3 흡착탑에서 토출되는 가스를 상기 입력 가스로 피드백하는 제1-9-1 경로; 및 상기 제1-6 시간 이후, 상기 제3 진공펌프에 의해 상기 제3 흡착탑에서 토출되는 가스를 상기 제3 버퍼탱크로 공급하는 제1-9-2 경로;를 포함하고, 상기 제2-3 경로는: 제2-4 시간동안 상기 제1 진공펌프에 의해 상기 제1 흡착탑에서 토출되는 가스를 상기 입력 가스로 피드백하는 제2-3-1 경로; 및 상기 제2-4 시간 이후, 상기 제1 진공펌프에 의해 상기 제1 흡착탑에서 토출되는 가스를 상기 제1 버퍼탱크로 공급하는 제2-3-2 경로;를 포함하고, 상기 제2-5 경로는: 제2-5 시간동안 상기 제2 진공펌프에 의해 상기 제2 흡착탑에서 토출되는 가스를 상기 입력 가스로 피드백하는 제2-5-1 경로; 및 상기 제2-5 시간 이후, 상기 제2 진공펌프에 의해 상기 제2 흡착탑에서 토출되는 가스를 상기 제2 버퍼탱크로 공급하는 제2-5-2 경로;를 포함하고, 상기 제2-7 경로는: 제2-6 시간동안 상기 제3 진공펌프에 의해 상기 제3 흡착탑에서 토출되는 가스를 상기 입력 가스로 피드백하는 제2-7-1 경로; 및 상기 제2-6 시간 이후, 상기 제3 진공펌프에 의해 상기 제3 흡착탑에서 토출되는 가스를 상기 제3 버퍼탱크로 공급하는 제2-7-2 경로;를 포함하고, 상기 제1-4 경로는: 상기 제1 버퍼탱크의 상부로부터 토출되는 가스를 상기 입력 가스로 피드백하는 제1-4-1 경로; 및 상기 제1 버퍼탱크의 하부로부터 토출되는 가스를 상기 제2 흡착탑으로 공급하는 제1-4-2 경로;를 포함하고, 상기 제1-7 경로는: 상기 제2 버퍼탱크의 상부로부터 토출되는 가스를 상기 입력 가스로 피드백하는 제1-7-1 경로; 및 상기 제2 버퍼탱크의 하부로부터 토출되는 가스를 상기 제3 흡착탑으로 공급하는 제1-7-2 경로;를 포함하고, 상기 제1-10 경로는: 상기 제3 버퍼탱크의 상부로부터 토출되는 가스를 상기 입력 가스로 피드백하는 제1-10-1 경로; 및 상기 제3 버퍼탱크의 하부로부터 토출되는 가스를 상기 압축부로 공급하는 제1-10-2 경로;를 포함하고, 상기 제2-8 경로는: 상기 제1 버퍼탱크 내지 제3 버퍼탱크의 상부로부터 토출되는 가스를 상기 입력 가스로 피드백하는 제2-8-1 경로; 및 상기 제1 버퍼탱크 내지 제3 버퍼탱크의 하부로부터 토출되는 가스를 상기 압축부로 공급하는 제2-8-2 경로;를 포함할 수 있다.In addition, the capturing unit includes: a path of a gas flowing through the capturing unit is formed in a first mode or a second mode, and the compression unit includes: a compressor that compresses a gas discharged from the capturing unit; and a chilling unit that liquefies the gas discharged from the compressor; and the first mode includes: a 1-1 path that supplies the input gas to the first adsorption tower; a 1-2 path that exhausts the gas discharged from the first adsorption tower for a 1-1 hour period; a 1-3 path that supplies the gas discharged from the first adsorption tower by the first vacuum pump to the first buffer tank after the 1-1 hour period; a 1-4 path that supplies the gas stored in the first buffer tank to the second adsorption tower; a 1-5 path that exhausts the gas discharged from the second adsorption tower for a 1-2 hour period. After the 1-2 hour period, a 1-6 path for supplying the gas discharged from the 2nd adsorption tower by the 2nd vacuum pump to the 2nd buffer tank; a 1-7 path for supplying the gas stored in the 2nd buffer tank to the 3rd adsorption tower; a 1-8 path for exhausting the gas discharged from the 3rd adsorption tower for 1-3 hours; a 1-9 path for supplying the gas discharged from the 3rd adsorption tower by the 3rd vacuum pump to the 3rd buffer tank after the 1-3 hour period; and a 1-10 path for supplying the gas stored in the 3rd buffer tank to the compression unit; wherein the 2nd mode comprises: a 2-1 path for supplying the input gas to the 1st adsorption tower; a 2-2 path for supplying the gas discharged from the 1st adsorption tower for 2-1 hours to the 2nd adsorption tower; After the 2-1 hour, a 2-3 path for supplying the gas discharged from the first adsorption tower for a 2-2 hour period by the first vacuum pump to the first buffer tank; a 2-4 path for supplying the gas discharged from the second adsorption tower for a 2-2 hour period by the third adsorption tower; a 2-5 path for supplying the gas discharged from the second adsorption tower for a 2-2 hour period by the second vacuum pump to the second buffer tank; a 2-6 path for exhausting the gas discharged from the third adsorption tower for a 2-3 hour period by the third vacuum pump; a 2-7 path for supplying the gas discharged from the third adsorption tower for a 2-3 hour period by the third vacuum pump to the third buffer tank; And a 2-8 path for supplying the gas stored in the first buffer tank to the third buffer tank to the compression unit; wherein the 1-3 path includes: a 1-3-1 path for feeding back the gas discharged from the first adsorption tower by the first vacuum pump for 1-4 hours as the input gas; and a 1-3-2 path for supplying the gas discharged from the first adsorption tower by the first vacuum pump to the first buffer tank after the 1-4 hours; and wherein the 1-6 path includes: a 1-6-1 path for feeding back the gas discharged from the second adsorption tower by the second vacuum pump for 1-5 hours as the input gas. And after the 1-5 hour, a 1-6-2 path for supplying the gas discharged from the second adsorption tower by the second vacuum pump to the second buffer tank; and the 1-9 path includes: a 1-9-1 path for feeding back the gas discharged from the third adsorption tower by the third vacuum pump to the input gas during the 1-6 hour; and a 1-9-2 path for supplying the gas discharged from the third adsorption tower by the third vacuum pump to the third buffer tank after the 1-6 hour; and the 2-3 path includes: a 2-3-1 path for feeding back the gas discharged from the first adsorption tower by the first vacuum pump to the input gas during the 2-4 hour; And after the 2-4th hour, a 2-3-2 path for supplying the gas discharged from the first adsorption tower by the first vacuum pump to the first buffer tank; and the 2-5th path includes: a 2-5-1 path for feeding back the gas discharged from the second adsorption tower by the second vacuum pump to the input gas during the 2-5th hour; and a 2-5-2 path for supplying the gas discharged from the second adsorption tower by the second vacuum pump to the second buffer tank after the 2-5th hour; and the 2-7th path includes: a 2-7-1 path for feeding back the gas discharged from the third adsorption tower by the third vacuum pump to the input gas during the 2-6th hour. And after the 2-6 hour, a 2-7-2 path for supplying the gas discharged from the third adsorption tower by the third vacuum pump to the third buffer tank; wherein the 1-4 path includes: a 1-4-1 path for feeding back the gas discharged from the upper portion of the first buffer tank as the input gas; and a 1-4-2 path for supplying the gas discharged from the lower portion of the first buffer tank to the second adsorption tower; wherein the 1-7 path includes: a 1-7-1 path for feeding back the gas discharged from the upper portion of the second buffer tank as the input gas; and a 1-7-2 path for supplying the gas discharged from the lower portion of the second buffer tank to the third adsorption tower; and wherein the 1-10 path includes: a 1-10-1 path for feeding back the gas discharged from the upper portion of the third buffer tank as the input gas; And a 1-10-2 path for supplying gas discharged from the lower portion of the third buffer tank to the compression unit; and the 2-8 path may include: a 2-8-1 path for feeding back gas discharged from the upper portions of the first to third buffer tanks as the input gas; and a 2-8-2 path for supplying gas discharged from the lower portions of the first to third buffer tanks to the compression unit.

또한, 상기 밸브 시스템은: 상기 제1 흡착베드에 상기 입력 가스를 공급하는 관로에 구비되는 제1 입력밸브; 상기 제2 흡착베드에 상기 입력 가스를 공급하는 관로에 구비되는 제2 입력밸브; 상기 제3 흡착베드에 상기 입력 가스를 공급하는 관로에 구비되는 제3 입력밸브; 상기 제4 흡착베드에 상기 입력 가스를 공급하는 관로에 구비되는 제4 입력밸브; 상기 제1 흡착베드를 다른 흡착베드에 연결시키는 관로에 구비되는 제1 동압밸브; 상기 제2 흡착베드를 다른 흡착베드에 연결시키는 관로에 구비되는 제2 동압밸브; 상기 제3 흡착베드를 다른 흡착베드에 연결시키는 관로에 구비되는 제3 동압밸브; 상기 제4 흡착베드를 다른 흡착베드에 연결시키는 관로에 구비되는 제4 동압밸브; 상기 제1 흡착베드로부터 가스가 토출되는 관로에 구비되는 제1 토출밸브; 상기 제2 흡착베드로부터 가스가 토출되는 관로에 구비되는 제2 토출밸브; 상기 제3 흡착베드로부터 가스가 토출되는 관로에 구비되는 제3 토출밸브; 상기 제4 흡착베드로부터 가스가 토출되는 관로에 구비되는 제4 토출밸브; 상기 제1 진공펌프, 제2 진공펌프, 제3 진공펌프 및 제4 진공펌프의 입력 관로에 구비되는 제1 진공밸브; 상기 제1 진공펌프, 제2 진공펌프, 제3 진공펌프 및 제4 진공펌프의 어느 한 토출 관로에 구비되는 제2 진공밸브; 상기 제1 진공펌프, 제2 진공펌프, 제3 진공펌프 및 제4 진공펌프의 다른 한 토출 관로에 구비되는 제2 진공밸브; 상기 제1 흡착베드로부터 가스가 배기되는 관로에 구비되는 제1 벤트밸브; 상기 제2 흡착베드로부터 가스가 배기되는 관로에 구비되는 제2 벤트밸브; 상기 제3 흡착베드로부터 가스가 배기되는 관로에 구비되는 제3 벤트밸브; 및 상기 제4 흡착베드로부터 가스가 배기되는 관로에 구비되는 제4 벤트밸브;를 포함할 수 있다.In addition, the valve system comprises: a first input valve provided in a conduit for supplying the input gas to the first adsorption bed; a second input valve provided in a conduit for supplying the input gas to the second adsorption bed; a third input valve provided in a conduit for supplying the input gas to the third adsorption bed; a fourth input valve provided in a conduit for supplying the input gas to the fourth adsorption bed; a first dynamic pressure valve provided in a conduit for connecting the first adsorption bed to another adsorption bed; a second dynamic pressure valve provided in a conduit for connecting the second adsorption bed to another adsorption bed; a third dynamic pressure valve provided in a conduit for connecting the third adsorption bed to another adsorption bed; a fourth dynamic pressure valve provided in a conduit for connecting the fourth adsorption bed to another adsorption bed; a first discharge valve provided in a conduit for discharging gas from the first adsorption bed; a second discharge valve provided in a conduit for discharging gas from the second adsorption bed; A third discharge valve provided in a conduit through which gas is discharged from the third adsorption bed; A fourth discharge valve provided in a conduit through which gas is discharged from the fourth adsorption bed; A first vacuum valve provided in an input conduit of the first vacuum pump, the second vacuum pump, the third vacuum pump, and the fourth vacuum pump; A second vacuum valve provided in one discharge conduit of the first vacuum pump, the second vacuum pump, the third vacuum pump, and the fourth vacuum pump; A second vacuum valve provided in another discharge conduit of the first vacuum pump, the second vacuum pump, the third vacuum pump, and the fourth vacuum pump; A first vent valve provided in a conduit through which gas is exhausted from the first adsorption bed; A second vent valve provided in a conduit through which gas is exhausted from the second adsorption bed; A third vent valve provided in a conduit through which gas is exhausted from the third adsorption bed; and a fourth vent valve provided in a conduit through which gas is exhausted from the fourth adsorption bed.

일실시예에 따르면, 입력 가스로부터 최대한 많은 양의 이산화탄소를 포집할 수 있다(종래 VPSA 대비 더 높은 포집도를 가지는 시스템을 구성할 수 있다).In one embodiment, it is possible to capture the maximum amount of carbon dioxide from the input gas (a system having a higher capture rate than conventional VPSA can be configured).

또한, 토출되는 가스(포집된 가스)의 이산화탄소 순도(농도)를 개선할 수 있다.In addition, the carbon dioxide purity (concentration) of the discharged gas (captured gas) can be improved.

그리고, 하나의 흡착탑에 포함되는 다수개의 흡착베드들을 서로 다른 공정으로 교번하여 사용함으로써, 이산화탄소의 포집이 중단되지 않고 지속적으로 수행될 수 있다.In addition, by alternately using multiple adsorption beds included in one adsorption tower for different processes, carbon dioxide capture can be performed continuously without interruption.

아울러, 동일한 시스템 내에서 모드 또는 밸브의 제어 순서를 변경하는 것으로 다른 형태의 다단 구조를 구성할 수 있어서, 이산화탄소를 포집하는 지역/시설의 특성/환경에 보다 더 적합한 모드/제어 방법을 선택할 수 있다.In addition, by changing the control order of the modes or valves within the same system, it is possible to configure different types of multi-stage structures, thereby selecting a mode/control method more suitable to the characteristics/environment of the area/facility where carbon dioxide is captured.

또한, 흡착제에 소정의 가스 충격을 가함으로써 흡착제로부터 불순가스의 분리를 촉진시킬 수 있다.Additionally, separation of impurity gases from the adsorbent can be promoted by applying a predetermined gas shock to the adsorbent.

도 1은 종래 SMR 수소 생산 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 종래 이산화탄소 포집 시스템(VPSA)을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 포집도 및 순도를 개선한 이산화탄소 포집 시스템을 나타낸 개요도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 포집도 및 순도를 개선한 이산화탄소 포집 시스템의 제1 모드를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 포집도 및 순도를 개선한 이산화탄소 포집 시스템의 제2 모드를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 포집도 및 순도를 개선한 이산화탄소 포집 시스템의 제1 모드에서 진공펌프로부터 가스를 피드백하는 실시예를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 포집도 및 순도를 개선한 이산화탄소 포집 시스템의 제2 모드에서 진공펌프로부터 가스를 피드백하는 실시예를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 포집도 및 순도를 개선한 이산화탄소 포집 시스템의 제1 모드에서 버퍼탱크로부터 가스를 피드백하는 실시예를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 포집도 및 순도를 개선한 이산화탄소 포집 시스템의 제2 모드에서 버퍼탱크로부터 가스를 피드백하는 실시예를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 포집도 및 순도를 개선한 이산화탄소 포집 공정 처리 방법을 나타낸 순서도이다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 포집도 및 순도를 개선한 이산화탄소 포집 공정 처리 방법의 사이클을 나타낸 도면이다.
도 12 내지 도 23은 본 발명의 일실시예에 따른 포집도 및 순도를 개선한 이산화탄소 포집 공정 처리 방법의 사이클에 따른 밸브의 개폐 상태 및 가스 유로를 나타낸 도면이다.
도 24는 본 발명의 일실시예에 따른 포집도 및 순도를 개선한 이산화탄소 포집 공정 처리 시스템의 공기 피드백 구조를 나타낸 도면이다.
Figure 1 is a drawing showing a conventional SMR hydrogen production system.
Figure 2 is a drawing showing a conventional carbon dioxide capture system (VPSA).
FIG. 3 is a schematic diagram showing a carbon dioxide capture system with improved capture rate and purity according to one embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a drawing showing a first mode of a carbon dioxide capture system with improved capture rate and purity according to one embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a drawing showing a second mode of a carbon dioxide capture system with improved capture rate and purity according to one embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a drawing showing an example of feeding back gas from a vacuum pump in a first mode of a carbon dioxide capture system with improved capture rate and purity according to one embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a drawing showing an example of feeding back gas from a vacuum pump in a second mode of a carbon dioxide capture system with improved capture rate and purity according to one embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a drawing showing an example of feeding back gas from a buffer tank in a first mode of a carbon dioxide capture system with improved capture rate and purity according to one embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a drawing showing an example of feeding back gas from a buffer tank in a second mode of a carbon dioxide capture system with improved capture rate and purity according to one embodiment of the present invention.
Figure 10 is a flow chart showing a carbon dioxide capture process treatment method with improved capture rate and purity according to one embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a diagram showing a cycle of a carbon dioxide capture process treatment method with improved capture rate and purity according to one embodiment of the present invention.
FIGS. 12 to 23 are drawings showing the open/close state of a valve and a gas path according to a cycle of a carbon dioxide capture process treatment method with improved capture rate and purity according to one embodiment of the present invention.
FIG. 24 is a drawing showing an air feedback structure of a carbon dioxide capture process treatment system with improved capture rate and purity according to one embodiment of the present invention.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the attached drawings. However, since various modifications may be made to the embodiments, the scope of the patent application rights is not limited or restricted by these embodiments. It should be understood that all modifications, equivalents, or substitutes to the embodiments are included in the scope of the rights.

실시예들에 대한 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 예시를 위한 목적으로 개시된 것으로서, 다양한 형태로 변경되어 실시될 수 있다. 따라서, 실시예들은 특정한 개시형태로 한정되는 것이 아니며, 본 명세서의 범위는 기술적 사상에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.Specific structural or functional descriptions of the embodiments are disclosed for illustrative purposes only and may be modified and implemented in various forms. Accordingly, the embodiments are not limited to specific disclosed forms, and the scope of the present disclosure includes modifications, equivalents, or alternatives included in the technical idea.

제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이런 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 해석되어야 한다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.Although the terms first or second may be used to describe various components, such terms should be construed only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, a first component may be referred to as a second component, and similarly, a second component may also be referred to as a first component.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.When it is said that a component is "connected" to another component, it should be understood that it may be directly connected or connected to that other component, but there may also be other components in between.

실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 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 the examples are for the purpose of description only and should not be construed as limiting. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly indicates otherwise. In this specification, the terms "comprises" or "has" and the like are intended to specify the presence of a feature, number, step, operation, component, part or combination thereof described in the specification, but should be understood to not exclude in advance the possibility of the presence or addition of one or more other features, numbers, steps, operations, components, parts or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 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 one of ordinary skill in the art to which the embodiments belong. Terms defined in commonly used dictionaries, such as those defined in common usage dictionaries, should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning they have in the context of the relevant art, and shall not be interpreted in an idealized or overly formal sense, unless expressly defined in this application.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In addition, when describing with reference to the attached drawings, the same components will be given the same reference numerals regardless of the drawing numbers, and redundant descriptions thereof will be omitted. When describing an embodiment, if it is determined that a detailed description of a related known technology may unnecessarily obscure the gist of the embodiment, the detailed description thereof will be omitted.

일실시예에 따르면, 입력 가스로부터 이산화탄소를 포집 및 정제하는 포집부(1); 상기 포집부(1)에서 토출된 가스를 압축 및 액화하는 압축부(2); 및 상기 압축부(2)에서 토출된 유체를 저장하는 저장부(3);를 포함하는, 포집도 및 순도를 개선한 이산화탄소 포집 시스템을 제공한다.According to one embodiment, a carbon dioxide capture system with improved capture efficiency and purity is provided, which includes a capture unit (1) for capturing and purifying carbon dioxide from an input gas; a compression unit (2) for compressing and liquefying gas discharged from the capture unit (1); and a storage unit (3) for storing fluid discharged from the compression unit (2).

상기 포집부(1)에는 다수개의 흡착탑이 구비될 수 있다.The above capturing unit (1) may be equipped with a plurality of adsorption towers.

상기 포집부(1)에는 소정의 열교환기가 구비되어, 입력 가스에 포함된 수분(H2O)을 제거한 뒤 수분이 제거된 입력 가스를 상기 흡착탑에 공급할 수 있다.The above capturing unit (1) is equipped with a predetermined heat exchanger to remove moisture (H2O) contained in the input gas and then supply the input gas from which moisture has been removed to the adsorption tower.

상기 압축부(2)에서는 토출/포집된 이산화탄소를 압축 및 액화한다.In the above compression unit (2), the discharged/captured carbon dioxide is compressed and liquefied.

상기 저장부(3)에서는 액체 상태의 이산화탄소를 저장한다.The above storage unit (3) stores carbon dioxide in a liquid state.

또한, 상기 포집부(1)는: 내부에 소정의 이산화탄소 흡착제가 수용되는 제1 흡착탑(11); 상기 제1 흡착탑(11)에 진공을 형성하여 흡착제로부터 가스를 빨아들이는 제1 진공펌프(111); 상기 제1 진공펌프(111)로부터 토출된 가스를 저장하는 제1 버퍼탱크(112); 내부에 소정의 이산화탄소 흡착제가 수용되는 제2 흡착탑(12); 상기 제2 흡착탑(12)에 진공을 형성하여 흡착제로부터 가스를 빨아들이는 제2 진공펌프(121); 상기 제2 진공펌프(121)로부터 토출된 가스를 저장하는 제2 버퍼탱크(122); 내부에 소정의 이산화탄소 흡착제가 수용되는 제3 흡착탑(13); 상기 제3 흡착탑(13)에 진공을 형성하여 흡착제로부터 가스를 빨아들이는 제3 진공펌프(131); 및 상기 제3 진공펌프(131)로부터 토출된 가스를 저장하는 제3 버퍼탱크(132);를 포함하되, 상기 포집부(1)를 흐르는 가스의 경로가 제1 모드 또는 제2 모드로 형성되고, 상기 압축부(2)는: 상기 포집부(1)에서 토출된 가스를 압축시키는 컴프레서(21); 및 상기 컴프레서(21)에서 토출된 가스를 액화시키는 칠링유닛(22);을 포함하고, 상기 제1 모드는: 상기 입력 가스를 상기 제1 흡착탑(11)에 공급하는 제1-1 경로(P101); 상기 제1 흡착탑(11)에서 제1-1 시간동안 토출되는 가스를 배기하는 제1-2 경로(P102); 상기 제1-1 시간 이후, 상기 제1 진공펌프(111)에 의해 상기 제1 흡착탑(11)에서 토출되는 가스를 상기 제1 버퍼탱크(112)로 공급하는 제1-3 경로(P103); 상기 제1 버퍼탱크(112)에 저장된 가스를 상기 제2 흡착탑(12)으로 공급하는 제1-4 경로(P104); 상기 제2 흡착탑(12)에서 제1-2 시간동안 토출되는 가스를 배기하는 제1-5 경로(P105); 상기 제1-2 시간 이후, 상기 제2 진공펌프(121)에 의해 상기 제2 흡착탑(12)에서 토출되는 가스를 상기 제2 버퍼탱크(122)로 공급하는 제1-6 경로(P106); 상기 제2 버퍼탱크(122)에 저장된 가스를 상기 제3 흡착탑(13)으로 공급하는 제1-7 경로(P107); 상기 제3 흡착탑(13)에서 제1-3 시간동안 토출되는 가스를 배기하는 제1-8 경로(P108); 상기 제1-3 시간 이후, 상기 제3 진공펌프(131)에 의해 상기 제3 흡착탑(13)에서 토출되는 가스를 상기 제3 버퍼탱크(132)로 공급하는 제1-9 경로(P109); 및 상기 제3 버퍼탱크(132)에 저장된 가스를 상기 압축부(2)로 공급하는 제1-10 경로(P110);를 포함하고, 상기 제2 모드는: 상기 입력 가스를 상기 제1 흡착탑(11)에 공급하는 제2-1 경로(P201); 상기 제1 흡착탑(11)에서 제2-1 시간동안 토출되는 가스를 상기 제2 흡착탑(12)으로 공급하는 제2-2 경로(P202); 상기 제2-1 시간 이후, 상기 제1 진공펌프(111)에 의해 상기 제1 흡착탑(11)에서 토출되는 가스를 상기 제1 버퍼탱크(112)로 공급하는 제2-3 경로(P203); 상기 제2 흡착탑(12)에서 제2-2 시간동안 토출되는 가스를 상기 제3 흡착탑(13)으로 공급하는 제2-4 경로(P204); 상기 제2-2 시간 이후, 상기 제2 진공펌프(121)에 의해 상기 제2 흡착탑(12)에서 토출되는 가스를 상기 제2 버퍼탱크(122)로 공급하는 제2-5 경로(P205); 상기 제3 흡착탑(13)에서 제2-3 시간동안 토출되는 가스를 배기하는 제2-6 경로(P206); 상기 제2-3 시간 이후, 상기 제3 진공펌프(131)에 의해 상기 제3 흡착탑(13)에서 토출되는 가스를 상기 제3 버퍼탱크(132)로 공급하는 제2-7 경로(P207); 및 상기 제1 버퍼탱크(112) 내지 제3 버퍼탱크(132)에 저장된 가스를 상기 압축부(2)로 공급하는 제2-8 경로(P208);를 포함할 수 있다.In addition, the capturing unit (1) comprises: a first adsorption tower (11) having a predetermined carbon dioxide adsorbent accommodated therein; a first vacuum pump (111) for forming a vacuum in the first adsorption tower (11) to suck gas from the adsorbent; a first buffer tank (112) for storing gas discharged from the first vacuum pump (111); a second adsorption tower (12) having a predetermined carbon dioxide adsorbent accommodated therein; a second vacuum pump (121) for forming a vacuum in the second adsorption tower (12) to suck gas from the adsorbent; a second buffer tank (122) for storing gas discharged from the second vacuum pump (121); a third adsorption tower (13) having a predetermined carbon dioxide adsorbent accommodated therein; a third vacuum pump (131) for forming a vacuum in the third adsorption tower (13) to suck gas from the adsorbent; And a third buffer tank (132) storing the gas discharged from the third vacuum pump (131); wherein the path of the gas flowing through the capturing unit (1) is formed in a first mode or a second mode, and the compression unit (2) includes: a compressor (21) for compressing the gas discharged from the capturing unit (1); and a chilling unit (22) for liquefying the gas discharged from the compressor (21); and the first mode includes: a 1-1 path (P101) for supplying the input gas to the first adsorption tower (11); a 1-2 path (P102) for exhausting the gas discharged from the first adsorption tower (11) for a 1-1 hour period; a 1-3 path (P103) for supplying the gas discharged from the first adsorption tower (11) by the first vacuum pump (111) after the 1-1 hour period to the first buffer tank (112). A 1-4 path (P104) for supplying gas stored in the first buffer tank (112) to the second adsorption tower (12); A 1-5 path (P105) for exhausting gas discharged from the second adsorption tower (12) for 1-2 hours; A 1-6 path (P106) for supplying gas discharged from the second adsorption tower (12) by the second vacuum pump (121) after the 1-2 hours to the second buffer tank (122); A 1-7 path (P107) for supplying gas stored in the second buffer tank (122) to the third adsorption tower (13); A 1-8 path (P108) for exhausting gas discharged from the third adsorption tower (13) for 1-3 hours; A 1-9 path (P109) for supplying gas discharged from the third adsorption tower (13) by the third vacuum pump (131) to the third buffer tank (132) after the 1-3 hour period; and a 1-10 path (P110) for supplying gas stored in the third buffer tank (132) to the compression unit (2); wherein the second mode comprises: a 2-1 path (P201) for supplying the input gas to the first adsorption tower (11); a 2-2 path (P202) for supplying gas discharged from the first adsorption tower (11) for a 2-1 hour period to the second adsorption tower (12); a 2-3 path (P203) for supplying gas discharged from the first adsorption tower (11) by the first vacuum pump (111) after the 2-1 hour period to the first buffer tank (112); A 2-4 path (P204) for supplying gas discharged from the second adsorption tower (12) for 2-2 hours to the third adsorption tower (13); A 2-5 path (P205) for supplying gas discharged from the second adsorption tower (12) for 2-2 hours by the second vacuum pump (121) to the second buffer tank (122); A 2-6 path (P206) for exhausting gas discharged from the third adsorption tower (13) for 2-3 hours; A 2-7 path (P207) for supplying gas discharged from the third adsorption tower (13) for 2-3 hours by the third vacuum pump (131) to the third buffer tank (132); and may include a 2-8 path (P208) for supplying gas stored in the first buffer tank (112) to the third buffer tank (132) to the compression unit (2).

본 발명의 설명에 기재된 용어 '제~ 시간' 들은, 실시예에 따라 지정된 고정 시간일 수도 있으며, 어떤 실시 예에서는 관로 일측에 배치된 기체 감지 센서 내지 기체 농도 센서를 기반으로 산출되는 가변 시간일 수도 있다. 예를 들어, 이산화탄소 농도가 80% 이상일 때 '제~ 시간'을 종료/마감시키는 실시예도 가능하다.The term 'time' described in the description of the present invention may be a fixed time specified according to an embodiment, and in some embodiments, may be a variable time calculated based on a gas detection sensor or a gas concentration sensor placed on one side of a pipe. For example, an embodiment in which 'time' is terminated/closed when the carbon dioxide concentration is 80% or higher is also possible.

상기 포집부(1)는: 도 3에 도시된 바와 같이, 3개의 흡착탑을 구비할 수 있다.The above capturing unit (1) may be equipped with three adsorption towers, as shown in Fig. 3.

3개의 흡착탑 각각에는 내측에 이산화탄소 흡착제가 구비된다.Each of the three adsorption towers is equipped with a carbon dioxide adsorbent on the inside.

상기 제1 진공펌프(111), 제2 진공펌프(121) 및 제3 진공펌프(131)를 서로 개별적으로 구비하는 형태의 실시예도 가능하며, 도 12 내지 도 23에 도시된 바와 같이 제1 진공펌프(111) 내지 제3 진공펌프(131)가 구조적으로는 동일한 장치이지만 제어 단계에서의 구분을 위해 제1 진공펌프(111) 내지 제3 진공펌프(131)로 지칭되는 실시예도 가능하다.An embodiment in which the first vacuum pump (111), the second vacuum pump (121), and the third vacuum pump (131) are provided individually is also possible, and as shown in FIGS. 12 to 23, an embodiment in which the first vacuum pump (111) to the third vacuum pump (131) are structurally the same devices but are referred to as the first vacuum pump (111) to the third vacuum pump (131) for distinction in the control stage is also possible.

상술한 바와 같은 동일한 구조를 기반으로, 제1 모드 또는 제2 모드 중 어느 하나의 모드로 가스의 경로를 조절/제어할 수 있다.Based on the same structure as described above, the path of gas can be adjusted/controlled in either the first mode or the second mode.

도 4에 도시된 바와 같이, 제1 모드에 따르면, 어느 흡착탑에서 진공펌프를 통해 토출된 가스는 일단 버퍼탱크에 저장되었다가 다시 다른 흡착탑으로 공급된다.As illustrated in Fig. 4, according to the first mode, gas discharged from one adsorption tower through a vacuum pump is first stored in a buffer tank and then supplied to another adsorption tower.

도 5에 도시된 바와 같이, 제2 모드에 따르면, 어느 흡착탑에 입력 가스를 통과시켜 이산화탄소를 흡착시키는 과정에서, 흡착탑을 통과한 배기 가스가 공기 중으로 배출되지 않고 다시 다른 흡착탑으로 공급된다.As illustrated in Fig. 5, according to the second mode, in the process of passing input gas through an adsorption tower to adsorb carbon dioxide, the exhaust gas passing through the adsorption tower is not discharged into the air but is supplied again to another adsorption tower.

이 때, 상기 제1 버퍼탱크(112), 제2 버퍼탱크(122) 및 제3 버퍼탱크(132)는 실시예에 따라 단일한 하나의 버퍼탱크로 구성될 수도 있으며, 개별적인 제1 버퍼탱크(112), 제2 버퍼탱크(122) 및 제3 버퍼탱크(132)가 구비되는 실시예에서는 제1 버퍼탱크(112)의 하부로부터 제2 버퍼탱크(122)의 상부로 연결되는 관로와, 제2 버퍼탱크(122)의 하부로부터 제3 버퍼탱크(132)의 상부로 연결되는 관로와, 제3 버퍼탱크(132)의 하부로부터 저장부(3) 방향으로 토출되는 관로가 구비될 수 있다.At this time, the first buffer tank (112), the second buffer tank (122), and the third buffer tank (132) may be configured as a single buffer tank according to an embodiment, and in an embodiment in which the individual first buffer tanks (112), the second buffer tanks (122), and the third buffer tanks (132) are provided, a conduit connecting from the lower part of the first buffer tank (112) to the upper part of the second buffer tank (122), a conduit connecting from the lower part of the second buffer tank (122) to the upper part of the third buffer tank (132), and a conduit discharged from the lower part of the third buffer tank (132) toward the storage unit (3) may be provided.

상기 압축부(2)는: 상기 포집부(1)에서 토출된 가스를 압축시키는 컴프레서(21); 및 상기 컴프레서(21)에서 토출된 가스를 액화시키는 칠링유닛(22);을 포함하여, 이산화탄소를 압축 및 액화(냉각)시킨다.The above compression unit (2) includes: a compressor (21) that compresses gas discharged from the capturing unit (1); and a chilling unit (22) that liquefies gas discharged from the compressor (21), thereby compressing and liquefying (cooling) carbon dioxide.

이하, 도 4를 참조하여 제1 모드를 상세히 설명한다.Below, the first mode is described in detail with reference to Fig. 4.

입력 가스(Feed Gas)는 첫 번째로 배치된 제1 흡착탑(11)으로 공급된다(제1-1 경로(P101)).The input gas (Feed Gas) is supplied to the first adsorption tower (11) placed first (1-1 path (P101)).

공급되는 입력 가스는 제1 흡착탑(11) 내부에 수용된 흡착제를 통과하면서 이산화탄소 등의 성분들이 제거된 상태로 제1 흡착탑(11)으로부터 배기(vent)된다(제1-2 경로(P102)).The supplied input gas passes through the adsorbent contained inside the first adsorption tower (11) and is exhausted (vented) from the first adsorption tower (11) with components such as carbon dioxide removed (1-2 path (P102)).

흡착제에 이산화탄소가 충분히 흡착되도록 일정 시간(제1-1 시간)이 경과한 뒤, 배기 측의 밸브를 차단한 상태로 제1 흡착탑(11) 내부로부터 제1 진공펌프(111)로 이산화탄소를 포함하고 있는 가스를 빨아들인다(제1-3 경로(P103)).After a certain period of time (1-1 hour) has elapsed to ensure that carbon dioxide is sufficiently adsorbed onto the adsorbent, the valve on the exhaust side is closed and gas containing carbon dioxide is sucked from inside the first adsorption tower (11) by the first vacuum pump (111) (1-3 path (P103)).

제1-3 경로(P103)에 따라 제1 버퍼탱크(112)로 공급된 가스에는 소정의 불순가스가 포함되어, 이산화탄소 순도(농도)가 낮을 수 있다(종래 VPSA 시스템에서 포집된 이산화탄소의 순도와 동등한 수준일 수 있다).The gas supplied to the first buffer tank (112) according to the 1-3 route (P103) may contain certain impure gases, and thus the purity (concentration) of carbon dioxide may be low (it may be at the same level as the purity of carbon dioxide captured in a conventional VPSA system).

이후, 제1 버퍼탱크(112) 내부의 가스를 두 번째로 배치된 제2 흡착탑(12)에 공급하여 흡착 과정을 다시 진행한다. 또한, 제2 버퍼탱크(122)를 통과한 가스를 세 번째로 배치된 제3 흡착탑(13)에 공급하여 흡착 과정을 진행한다.Thereafter, the gas inside the first buffer tank (112) is supplied to the second adsorption tower (12) placed second, and the adsorption process is performed again. In addition, the gas passing through the second buffer tank (122) is supplied to the third adsorption tower (13) placed third, and the adsorption process is performed again.

이에 따라, 이산화탄소의 순도가 매우 높아질 수 있다.Accordingly, the purity of carbon dioxide can be greatly increased.

이러한 흡착 과정을 총 3개의 단(Stage)에 걸쳐 수행(제1-4 경로(P104) 내지 제1-10 경로(P110))함으로써, 이산화탄소의 순도를 종래 기술 대비 현저하게 개선시킬 수 있다.By performing this adsorption process over a total of three stages (Path 1-4 (P104) to Path 1-10 (P110)), the purity of carbon dioxide can be significantly improved compared to the prior art.

이하, 도 5를 참조하여 제2 모드를 상세히 설명한다.Below, the second mode is described in detail with reference to Fig. 5.

입력 가스(Feed Gas)는 첫 번째로 배치된 제1 흡착탑(11)으로 공급된다(제2-1 경로(P201)).The input gas (Feed Gas) is supplied to the first adsorption tower (11) placed first (2-1 path (P201)).

공급되는 입력 가스는 제1 흡착탑(11) 내부에 수용된 흡착제를 통과하면서 이산화탄소 등의 성분들이 제거된 상태로 제1 흡착탑(11)으로부터 토출되며, 토출된 배기가스는 공기 중으로 배출되지 않고 그 다음에 배치된 제2 흡착탑(12)으로 공급된다(제2-2 경로(P202)).The supplied input gas passes through the adsorbent accommodated inside the first adsorption tower (11) and is discharged from the first adsorption tower (11) with components such as carbon dioxide removed, and the discharged exhaust gas is not discharged into the air but is supplied to the second adsorption tower (12) placed next (2-2 path (P202)).

흡착제에 이산화탄소가 충분히 흡착되도록 일정 시간(제2-1 시간)이 경과한 뒤, 배기 측의 밸브를 차단한 상태로 제1 흡착탑(11) 내부로부터 제1 진공펌프(111)로 이산화탄소를 포함하고 있는 가스를 빨아들인다(제2-3 경로(P203)).After a certain period of time (2-1 hour) has elapsed to ensure that carbon dioxide is sufficiently adsorbed into the adsorbent, the valve on the exhaust side is closed and gas containing carbon dioxide is sucked from inside the first adsorption tower (11) by the first vacuum pump (111) (2-3 path (P203)).

이렇게 제1 흡착탑(11)으로부터 탈착된 가스는 제1 버퍼탱크(112)에 저장된다. 이후 저장된 가스는 제2 버퍼탱크(122), 제3 버퍼탱크(132)를 거치면서 이산화탄소 순도가 향상되고, 압축기로 전달된다.The gas desorbed from the first adsorption tower (11) in this way is stored in the first buffer tank (112). Thereafter, the stored gas passes through the second buffer tank (122) and the third buffer tank (132), where the carbon dioxide purity is improved, and is then delivered to the compressor.

제2 흡착탑(12)으로 전달된 배기가스로부터 이산화탄소가 포집되면, 배기가스는 제3 흡착탑(13)으로 공급된다. 제2 흡착탑(12)에서 진공펌프를 통해 탈착된 가스는 제2 버퍼탱크(122)에 임시 저장 후, 제3 버퍼탱크(132)를 거치면서 이산화탄소 순도가 향상되고, 압축기로 전달된다.When carbon dioxide is captured from the exhaust gas delivered to the second adsorption tower (12), the exhaust gas is supplied to the third adsorption tower (13). The gas desorbed by the vacuum pump in the second adsorption tower (12) is temporarily stored in the second buffer tank (122), and then passes through the third buffer tank (132) to improve the carbon dioxide purity and is then delivered to the compressor.

제3 흡착탑(132)으로 전달된 배기가스로부터 이산화탄소가 포집되면, 나머지 가스는 외기로 배기된다. 제3 흡착탑(132)에서 진공펌프를 통해 탈착된 가스는 제3 버퍼탱크(132)에 저장되었다가 압축기로 전달된다.When carbon dioxide is captured from the exhaust gas delivered to the third adsorption tower (132), the remaining gas is exhausted to the outside air. The gas desorbed through the vacuum pump in the third adsorption tower (132) is stored in the third buffer tank (132) and then delivered to the compressor.

이렇게, 입력 가스를 다단으로 배치된 흡착탑들에 순차적으로 통과시킴으로써, 이산화탄소의 포집도 및 순도를 개선할 수 있다.In this way, by sequentially passing the input gas through the adsorption towers arranged in multiple stages, the capture rate and purity of carbon dioxide can be improved.

그리고, 상기 제1-3 경로(P103)는: 제1-4 시간동안 상기 제1 진공펌프(111)에 의해 상기 제1 흡착탑(11)에서 토출되는 가스를 상기 입력 가스로 피드백하는 제1-3-1 경로(P1031); 및 상기 제1-4 시간 이후, 상기 제1 진공펌프(111)에 의해 상기 제1 흡착탑(11)에서 토출되는 가스를 상기 제1 버퍼탱크(112)로 공급하는 제1-3-2 경로(P1032);를 포함하고, 상기 제1-6 경로(P106)는: 제1-5 시간동안 상기 제2 진공펌프(121)에 의해 상기 제2 흡착탑(12)에서 토출되는 가스를 상기 입력 가스로 피드백하는 제1-6-1 경로(P1061); 및 상기 제1-5 시간 이후, 상기 제2 진공펌프(121)에 의해 상기 제2 흡착탑(12)에서 토출되는 가스를 상기 제2 버퍼탱크(122)로 공급하는 제1-6-2 경로(P1062);를 포함하고, 상기 제1-9 경로(P109)는: 제1-6 시간동안 상기 제3 진공펌프(131)에 의해 상기 제3 흡착탑(13)에서 토출되는 가스를 상기 입력 가스로 피드백하는 제1-9-1 경로(P1091); 및 상기 제1-6 시간 이후, 상기 제3 진공펌프(131)에 의해 상기 제3 흡착탑(13)에서 토출되는 가스를 상기 제3 버퍼탱크(132)로 공급하는 제1-9-2 경로(P1092);를 포함하고, 상기 제2-3 경로(P203)는: 제2-4 시간동안 상기 제1 진공펌프(111)에 의해 상기 제1 흡착탑(11)에서 토출되는 가스를 상기 입력 가스로 피드백하는 제2-3-1 경로(P2031); 및 상기 제2-4 시간 이후, 상기 제1 진공펌프(111)에 의해 상기 제1 흡착탑(11)에서 토출되는 가스를 상기 제1 버퍼탱크(112)로 공급하는 제2-3-2 경로(P2032);를 포함하고, 상기 제2-5 경로(P205)는: 제2-5 시간동안 상기 제2 진공펌프(121)에 의해 상기 제2 흡착탑(12)에서 토출되는 가스를 상기 입력 가스로 피드백하는 제2-5-1 경로(P2051); 및 상기 제2-5 시간 이후, 상기 제2 진공펌프(121)에 의해 상기 제2 흡착탑(12)에서 토출되는 가스를 상기 제2 버퍼탱크(122)로 공급하는 제2-5-2 경로(P2052);를 포함하고, 상기 제2-7 경로(P207)는: 제2-6 시간동안 상기 제3 진공펌프(131)에 의해 상기 제3 흡착탑(13)에서 토출되는 가스를 상기 입력 가스로 피드백하는 제2-7-1 경로(P2071); 및 상기 제2-6 시간 이후, 상기 제3 진공펌프(131)에 의해 상기 제3 흡착탑(13)에서 토출되는 가스를 상기 제3 버퍼탱크(132)로 공급하는 제2-7-2 경로(P2072);를 포함할 수 있다.And, the 1-3 path (P103) includes: a 1-3-1 path (P1031) for feeding back the gas discharged from the first adsorption tower (11) by the first vacuum pump (111) for 1-4 hours as the input gas; and a 1-3-2 path (P1032) for supplying the gas discharged from the first adsorption tower (11) by the first vacuum pump (111) to the first buffer tank (112) after the 1-4 hours; and the 1-6 path (P106) includes: a 1-6-1 path (P1061) for feeding back the gas discharged from the second adsorption tower (12) by the second vacuum pump (121) for 1-5 hours as the input gas; And after the 1-5th hour, a 1-6-2 path (P1062) for supplying the gas discharged from the second adsorption tower (12) by the second vacuum pump (121) to the second buffer tank (122); and the 1-9th path (P109) includes: a 1-9-1 path (P1091) for feeding back the gas discharged from the third adsorption tower (13) by the third vacuum pump (131) for the 1-6th hour to the input gas; And after the 1-6th hour, the 1-9-2 path (P1092) for supplying the gas discharged from the 3rd adsorption tower (13) by the 3rd vacuum pump (131) to the 3rd buffer tank (132); and the 2-3rd path (P203) includes: a 2-3-1 path (P2031) for feeding back the gas discharged from the 1st adsorption tower (11) by the 1st vacuum pump (111) for 2-4th hours to the input gas; And after the 2-4th hour, a 2-3-2 path (P2032) for supplying the gas discharged from the first adsorption tower (11) by the first vacuum pump (111) to the first buffer tank (112); and the 2-5th path (P205) includes: a 2-5-1 path (P2051) for feeding back the gas discharged from the second adsorption tower (12) by the second vacuum pump (121) for the 2-5th hour to the input gas; And after the 2-5 hour, a 2-5-2 path (P2052) for supplying the gas discharged from the second adsorption tower (12) by the second vacuum pump (121) to the second buffer tank (122); and the 2-7 path (P207) may include: a 2-7-1 path (P2071) for feeding back the gas discharged from the third adsorption tower (13) by the third vacuum pump (131) for the 2-6 hour as the input gas; and a 2-7-2 path (P2072) for supplying the gas discharged from the third adsorption tower (13) by the third vacuum pump (131) to the third buffer tank (132) after the 2-6 hour.

이하, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 진공펌프를 기반으로 흡착탑으로부터 토출된(탈착된) 가스를 다시 입력 가스 단으로 보내어 입력 가스와 함께 다시 흡착탑으로 공급시키는 실시예를 설명한다.Hereinafter, as shown in FIGS. 6 and 7, an embodiment is described in which gas discharged (desorbed) from an adsorption tower is sent back to an input gas stage based on a vacuum pump and supplied back to the adsorption tower together with the input gas.

상기 제1-1 시간 이후에 제1 진공펌프(111)를 동작시켜 제1 흡착탑(11)으로부터 가스를 탈착하는 과정에서, 가스를 탈착시키는 초기의 일부 시간(제1-4 시간)동안에는 이산화탄소 순도가 낮은 가스가 토출되므로 이를 다시 입력 가스 쪽으로 보내어 입력 가스와 혼합시킨다(제1-3-1 경로(P1031)).In the process of desorbing gas from the first adsorption tower (11) by operating the first vacuum pump (111) after the above 1-1 hour, gas with low carbon dioxide purity is discharged during the initial part of the time (1-4 hours) of desorbing gas, so it is sent back to the input gas side and mixed with the input gas (1-3-1 path (P1031)).

제1-4 시간이 경과한 후에는, 이산화탄소 순도가 높은 가스가 토출되므로 이를 제1 버퍼탱크(112)에 저장한다.After 1-4 hours have passed, high purity carbon dioxide gas is discharged and stored in the first buffer tank (112).

상술한 바와 동일한 방식으로, 제1-6 경로(P106), 제1-9 경로(P109), 제2-3 경로(P203), 제2-5 경로(P205) 및 제2-7 경로(P207)에도 피드백 경로가 포함될 수 있다.In the same manner as described above, feedback paths may also be included in the 1-6 path (P106), the 1-9 path (P109), the 2-3 path (P203), the 2-5 path (P205) and the 2-7 path (P207).

아울러, 상기 제1-4 경로(P104)는: 상기 제1 버퍼탱크(112)의 상부로부터 토출되는 가스를 상기 입력 가스로 피드백하는 제1-4-1 경로(P1041); 및 상기 제1 버퍼탱크(112)의 하부로부터 토출되는 가스를 상기 제2 흡착탑(12)으로 공급하는 제1-4-2 경로(P1042);를 포함하고, 상기 제1-7 경로(P107)는: 상기 제2 버퍼탱크(122)의 상부로부터 토출되는 가스를 상기 입력 가스로 피드백하는 제1-7-1 경로(P1071); 및 상기 제2 버퍼탱크(122)의 하부로부터 토출되는 가스를 상기 제3 흡착탑(13)으로 공급하는 제1-7-2 경로(P1072);를 포함하고, 상기 제1-10 경로(P110)는: 상기 제3 버퍼탱크(132)의 상부로부터 토출되는 가스를 상기 입력 가스로 피드백하는 제1-10-1 경로(P1101); 및 상기 제3 버퍼탱크(132)의 하부로부터 토출되는 가스를 상기 압축부(2)로 공급하는 제1-10-2 경로(P1102);를 포함하고, 상기 제2-8 경로(P208)는: 상기 제1 버퍼탱크(112) 내지 제3 버퍼탱크(132)의 상부로부터 토출되는 가스를 상기 입력 가스로 피드백하는 제2-8-1 경로(P2081); 및 상기 제1 버퍼탱크(112) 내지 제3 버퍼탱크(132)의 하부로부터 토출되는 가스를 상기 압축부(2)로 공급하는 제2-8-2 경로(P2082);를 포함할 수 있다.In addition, the 1-4 path (P104) includes: a 1-4-1 path (P1041) that feeds back gas discharged from the upper portion of the first buffer tank (112) as the input gas; and a 1-4-2 path (P1042) that supplies gas discharged from the lower portion of the first buffer tank (112) to the second adsorption tower (12); and the 1-7 path (P107) includes: a 1-7-1 path (P1071) that feeds back gas discharged from the upper portion of the second buffer tank (122) as the input gas; And a 1-7-2 path (P1072) for supplying gas discharged from the lower portion of the second buffer tank (122) to the third adsorption tower (13); and the 1-10 path (P110) includes: a 1-10-1 path (P1101) for feeding back gas discharged from the upper portion of the third buffer tank (132) as the input gas; and a 1-10-2 path (P1102) for supplying gas discharged from the lower portion of the third buffer tank (132) to the compression unit (2); and the 2-8 path (P208) includes: a 2-8-1 path (P2081) for feeding back gas discharged from the upper portions of the first buffer tank (112) to the third buffer tank (132) as the input gas; and may include a 2-8-2 path (P2082) for supplying gas discharged from the lower portion of the first buffer tank (112) to the third buffer tank (132) to the compression unit (2).

이하, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 버퍼탱크에 저장되어 있었던 가스 중 일부분을 다시 입력 가스 단으로 보내어 입력 가스와 함께 다시 흡착탑으로 공급시키는 실시예를 설명한다.Hereinafter, as illustrated in FIGS. 8 and 9, an embodiment is described in which a portion of the gas stored in the buffer tank is sent back to the input gas stage and supplied back to the adsorption tower together with the input gas.

버퍼탱크는 저장용량에 따라 사이즈가 다르게 설계되는데, 일반적으로 길이(높이방향)가 5m 이상으로 제작된다.Buffer tanks are designed in different sizes depending on their storage capacity, but are generally manufactured to have a length (height) of 5 m or more.

버퍼탱크 내로 유입되는 가스 중 밀도가 상대적으로 큰 CO2 성분은 버퍼탱크의 하부로 모이기 때문에, 버퍼탱크 내에는 길이(높이) 방향의 CO2 순도구배가 발생한다.Since the CO2 component with a relatively high density among the gases flowing into the buffer tank gathers at the bottom of the buffer tank, a CO2 purity gradient in the length (height) direction occurs within the buffer tank.

보다 구체적으로, 버퍼탱크 하부 CO2 순도가 99.9%라고 해도 상부 영역의 CO2 순도는 80% 정도를 형성하게 되므로 상부에 형성된 저순도 CO2 가스를 배출(Vent) 시켜 입력 가스가 유입되는 관로(배관 라인)로 합류 시킬 수 있다.More specifically, even if the CO2 purity at the bottom of the buffer tank is 99.9%, the CO2 purity in the upper region is formed at around 80%, so the low-purity CO2 gas formed at the top can be discharged (Vent) and joined to the pipeline (pipe line) through which the input gas flows in.

이에 따라, 이산화탄소 순도를 기존 70%대에서 95%이상으로 높일 수 있으며, CO2 회수율(포집도; 포집량)도 60%에서 85%까지 개선할 수 있다.Accordingly, the carbon dioxide purity can be increased from the existing 70% to over 95%, and the CO2 recovery rate (capture rate; capture amount) can also be improved from 60% to 85%.

이러한 버퍼탱크 피드백은 상술한 진공펌프 피드백과 개별적으로 또는 복합적으로 적용될 수 있다.This buffer tank feedback can be applied individually or in combination with the vacuum pump feedback described above.

이러한 구성을 위하여, 각 버퍼탱크의 상부 일측과 하부 일측에는 각각 별개의 관로가 연결될 수 있다.For this configuration, separate pipes can be connected to the upper and lower sides of each buffer tank.

상기 제1 버퍼탱크(112)의 상부로부터 토출되는 가스를 상기 입력 가스로 피드백하는 제1-4-1 경로(P1041);에서는 이산화탄소 순도가 낮은 가스가 토출되어 입력 가스 관로로 공급(피드백)된다.In the 1-4-1 path (P1041) that feeds back the gas discharged from the upper portion of the first buffer tank (112) to the input gas, gas with low carbon dioxide purity is discharged and supplied (feedback) to the input gas pipe.

또는, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이 이산화탄소 순도가 낮은 가스를 배기시킬 수도 있다.Alternatively, a gas having a low carbon dioxide purity may be exhausted as illustrated in FIGS. 8 and 9.

상기 제1 버퍼탱크(112)의 하부로부터 토출되는 가스를 상기 제2 흡착탑(12)으로 공급하는 제1-4-2 경로(P1042);에서는 이산화탄소 순도가 높은 가스가 토출되어 다음 버퍼탱크 또는 압축부(2)로 공급된다.In the 1-4-2 path (P1042) that supplies the gas discharged from the lower portion of the first buffer tank (112) to the second adsorption tower (12), gas with high carbon dioxide purity is discharged and supplied to the next buffer tank or compression unit (2).

또한, 각각의 상기 제1 흡착탑(11) 내지 제3 흡착탑(13)은: 네 개의 흡착베드인 제1 흡착베드(B1), 제2 흡착베드(B2), 제3 흡착베드(B3) 및 제4 흡착베드(B4)를 포함하고, 상기 밸브 시스템은: 상기 제1 흡착베드(B1)에 상기 입력 가스를 공급하는 관로에 구비되는 제1 입력밸브(KV01); 상기 제2 흡착베드(B2)에 상기 입력 가스를 공급하는 관로에 구비되는 제2 입력밸브(KV02); 상기 제3 흡착베드(B3)에 상기 입력 가스를 공급하는 관로에 구비되는 제3 입력밸브(KV03); 상기 제4 흡착베드(B4)에 상기 입력 가스를 공급하는 관로에 구비되는 제4 입력밸브(KV04); 상기 제1 흡착베드(B1)를 다른 흡착베드에 연결시키는 관로에 구비되는 제1 동압밸브(KV9); 상기 제2 흡착베드(B2)를 다른 흡착베드에 연결시키는 관로에 구비되는 제2 동압밸브(KV10); 상기 제3 흡착베드(B3)를 다른 흡착베드에 연결시키는 관로에 구비되는 제3 동압밸브(KV11); 상기 제4 흡착베드(B4)를 다른 흡착베드에 연결시키는 관로에 구비되는 제4 동압밸브(KV12); 상기 제1 흡착베드(B1)로부터 가스가 토출되는 관로에 구비되는 제1 토출밸브(KV5); 상기 제2 흡착베드(B2)로부터 가스가 토출되는 관로에 구비되는 제2 토출밸브(KV6); 상기 제3 흡착베드(B3)로부터 가스가 토출되는 관로에 구비되는 제3 토출밸브(KV7); 상기 제4 흡착베드(B4)로부터 가스가 토출되는 관로에 구비되는 제4 토출밸브(KV8); 상기 제1 진공펌프(111), 제2 진공펌프(121), 제3 진공펌프(131) 및 제4 진공펌프의 입력 관로(41)에 구비되는 제1 진공밸브(KV15); 상기 제1 진공펌프(111), 제2 진공펌프(121), 제3 진공펌프(131) 및 제4 진공펌프의 어느 한 토출 관로에 구비되는 제2 진공밸브(KV16); 상기 제1 진공펌프(111), 제2 진공펌프(121), 제3 진공펌프(131) 및 제4 진공펌프의 다른 한 토출 관로에 구비되는 제2 진공밸브(KV16); 상기 제1 흡착베드(B1)로부터 가스가 배기되는 관로에 구비되는 제1 벤트밸브(PV01); 상기 제2 흡착베드(B2)로부터 가스가 배기되는 관로에 구비되는 제2 벤트밸브(PV02); 상기 제3 흡착베드(B3)로부터 가스가 배기되는 관로에 구비되는 제3 벤트밸브(PV03); 및 상기 제4 흡착베드(B4)로부터 가스가 배기되는 관로에 구비되는 제4 벤트밸브(PV04);를 포함할 수 있다.In addition, each of the first to third adsorption towers (11) to (13) includes: four adsorption beds, namely, a first adsorption bed (B1), a second adsorption bed (B2), a third adsorption bed (B3), and a fourth adsorption bed (B4), and the valve system includes: a first input valve (KV01) provided in a conduit for supplying the input gas to the first adsorption bed (B1); a second input valve (KV02) provided in a conduit for supplying the input gas to the second adsorption bed (B2); a third input valve (KV03) provided in a conduit for supplying the input gas to the third adsorption bed (B3); a fourth input valve (KV04) provided in a conduit for supplying the input gas to the fourth adsorption bed (B4); a first pressure-dynamic valve (KV9) provided in a conduit for connecting the first adsorption bed (B1) to another adsorption bed; A second dynamic pressure valve (KV10) provided in a conduit connecting the second adsorption bed (B2) to another adsorption bed; A third dynamic pressure valve (KV11) provided in a conduit connecting the third adsorption bed (B3) to another adsorption bed; A fourth dynamic pressure valve (KV12) provided in a conduit connecting the fourth adsorption bed (B4) to another adsorption bed; A first discharge valve (KV5) provided in a conduit through which gas is discharged from the first adsorption bed (B1); A second discharge valve (KV6) provided in a conduit through which gas is discharged from the second adsorption bed (B2); A third discharge valve (KV7) provided in a conduit through which gas is discharged from the third adsorption bed (B3); A fourth discharge valve (KV8) provided in a conduit through which gas is discharged from the fourth adsorption bed (B4); A first vacuum valve (KV15) provided in an input pipe (41) of the first vacuum pump (111), the second vacuum pump (121), the third vacuum pump (131), and the fourth vacuum pump; A second vacuum valve (KV16) provided in one discharge pipe of the first vacuum pump (111), the second vacuum pump (121), the third vacuum pump (131), and the fourth vacuum pump; A second vacuum valve (KV16) provided in another discharge pipe of the first vacuum pump (111), the second vacuum pump (121), the third vacuum pump (131), and the fourth vacuum pump; A first vent valve (PV01) provided in a pipe through which gas is exhausted from the first adsorption bed (B1); A second vent valve (PV02) provided in a pipe through which gas is exhausted from the second adsorption bed (B2); It may include a third vent valve (PV03) provided in a conduit through which gas is exhausted from the third adsorption bed (B3); and a fourth vent valve (PV04) provided in a conduit through which gas is exhausted from the fourth adsorption bed (B4).

상기 밸브 시스템은 소정의 전자적 제어 수단을 기반으로 자동으로 개폐될 수 있다.The above valve system can be automatically opened and closed based on a predetermined electronic control means.

각각의 상기 제1 흡착탑(11) 내지 제3 흡착탑(13)은: 네 개의 흡착베드인 제1 흡착베드(B1), 제2 흡착베드(B2), 제3 흡착베드(B3) 및 제4 흡착베드(B4)를 포함한다.Each of the first to third adsorption towers (11) to (13) includes four adsorption beds: a first adsorption bed (B1), a second adsorption bed (B2), a third adsorption bed (B3), and a fourth adsorption bed (B4).

다시 말해, 일실시예에 따른 포집도 및 순도를 개선한 이산화탄소 포집 시스템에는 총 12개의 흡착베드(3개의 흡착탑 X 각 4개의 흡착베드)가 구비된다.In other words, a carbon dioxide capture system with improved capture efficiency and purity according to one embodiment is equipped with a total of 12 adsorption beds (3 adsorption towers X 4 adsorption beds each).

상기 흡착베드는 외부로부터 밀폐된 공간이 형성되며, 내부에 흡착제가 수용된다.The above adsorption bed forms a sealed space from the outside, and an adsorbent is accommodated inside.

도 12 내지 도 23에는 상기 밸브 시스템의 연결 구조가 도시되어 있다.Figures 12 to 23 illustrate the connection structure of the valve system.

밸브들 중 흰색으로 표기된 밸브는 개방된 상태, 검은색으로 표기된 밸브는 차단된 상태를 의미한다.Among the valves, the valves marked in white are open, and the valves marked in black are closed.

입력 가스는 네 개의 흡착베드 중 일부분에 공급되며, 이를 위해 제1 입력밸브(KV01) 내지 제4 입력밸브(KV04) 중 일부만이 개방되고 나머지는 차단될 수 있다.The input gas is supplied to some of the four adsorption beds, and for this purpose, only some of the first input valve (KV01) to the fourth input valve (KV04) can be opened and the rest can be closed.

흡착베드들은 서로 연결되어 상호간에 가스를 교환하며 압력이 조절(동압)될 수 있다. 이를 위해 상기 제1 동압밸브(KV9) 내지 제4 동압밸브(KV12)가 구비된다.The adsorption beds are connected to each other to exchange gases with each other and the pressure can be controlled (dynamic pressure). For this purpose, the first dynamic pressure valve (KV9) to the fourth dynamic pressure valve (KV12) are provided.

예를 들어, 제1 동압밸브(KV9) 및 제4 동압밸브(KV12)가 개방된다면, 제1 흡착베드(B1) 및 제4 흡착베드(B4)가 서로 연결되어 구 흡착베드의 압력이 동일하게 조절되며(압력균등화공정) 흡착베드 내에 잔류하는 불순가스들이 다른 흡착베드로 임시로 이동한다.For example, if the first pressure-dynamic valve (KV9) and the fourth pressure-dynamic valve (KV12) are opened, the first adsorption bed (B1) and the fourth adsorption bed (B4) are connected to each other so that the pressures of the adsorption beds are adjusted to the same level (pressure equalization process), and impure gases remaining in the adsorption beds temporarily move to other adsorption beds.

상기 흡착베드로 입력된 입력 가스들은 흡착베드 내부를 통과하며 흡착제와 접촉한 뒤 벤트밸브의 후단으로 배기되거나 피드백될 수 있다.The input gases input into the above adsorption bed pass through the inside of the adsorption bed, come into contact with the adsorbent, and can then be exhausted or fed back through the rear end of the vent valve.

배기가스가 발생하지 않을 때에는 벤트밸브가 차단된다.When no exhaust gas is produced, the vent valve is blocked.

흡착제에 이산화탄소가 충분히 흡착된 흡착베드를 진공펌프와 연결하여 이산화탄소(가스)를 빨아들일 수 있도록 토출밸브가 구비된다.An adsorption bed in which carbon dioxide is sufficiently adsorbed is connected to a vacuum pump and a discharge valve is provided to suck up carbon dioxide (gas).

상기 토출밸브는 진공펌프로부터 가스를 빨아들여야 하는 과정에서만 개방되며, 토출밸브가 개방되었을 때 그 흡착베드에 연결된 입력밸브 및 벤트밸브는 차단된다.The above discharge valve is opened only when gas must be sucked in from the vacuum pump, and when the discharge valve is opened, the input valve and vent valve connected to the adsorption bed are blocked.

상기 진공펌프는 흡착베드로부터 빨아들인 가스를 피드백하여 입력 가스 관로로 보내거나(제1 진공밸브(KV15)) 가스를 버퍼탱크로 공급할 수 있다(제2 진공밸브(KV16)).The above vacuum pump can feed back the gas sucked from the adsorption bed to the input gas line (first vacuum valve (KV15)) or supply the gas to the buffer tank (second vacuum valve (KV16)).

여기서, 본 발명의 설명에서 사용되는 용어 '진공밸브'란, 진공펌프와 동작과 연계되는 밸브를 구분하기 위해서 사용되는 용어이다.Here, the term 'vacuum valve' used in the description of the present invention is a term used to distinguish a valve connected to the operation of a vacuum pump.

그리고, 상기 제1-4-1 경로(P1041), 제1-7-1 경로(P1071), 제1-10-1 경로(P1101) 및 제2-8-1 경로(P2081)는: 소정의 공기 피드백 구조를 기반으로 입력 가스와 피드백 가스를 합류시켜 상기 포집부(1)로 공급하고, 상기 공기 피드백 구조는: 상기 입력 가스가 유입되는 입력 관로(41); 상기 입력 관로(41)의 일측에 배치되는 제1 축류팬(42); 상기 피드백 가스가 유입되는 피드백 관로(43); 상기 피드백 관로(43)의 일측에 배치되는 제2 축류팬(44); 상기 입력 관로(41) 및 피드백 관로(43)로부터 유입되는 가스를 배출시키는 원심팬(45); 및 상기 입력 관로(41)의 일측으로 소정의 가스 충격을 인가하는 가스 충격 발생부;를 포함하고, 상기 가스 충격 발생부는: 상기 피드백 관로(43)로부터 유입되는 가스의 일부를 유입받는 제1 내경의 제1 실린더(461); 상기 제1 실린더(461)의 내측에 배치되는 제1 피스톤(462); 일단이 상기 제1 피스톤(462)의 단부에 고정되는 이격축; 상기 이격축의 타단에 고정되는 제2 피스톤(463); 상기 제2 피스톤(463)을 수용하며, 상기 제1 내경보다 작은 제2 내경을 가지도록 형성되는 제2 실린더(464); 상기 제2 실린더(464)와 상기 입력 관로(41)를 연결시키는 충격 관로(465); 상기 제1 실린더(461)의 내측에 소정의 연료를 분사하는 노즐; 및 상기 제1 실린더(461)의 내측에 소정의 스파크를 발생시키는 점화 플러그;를 포함하여, 상기 제1 실린더(461) 및 제1 피스톤(462) 사이의 공간에서 발생한 폭발을 기반으로 상기 제2 피스톤(463)이 상기 제2 실린더(464) 내부의 가스를 밀어냄으로써 상기 입력 관로(41)에 소정의 가스 충격을 인가할 수 있다.And, the 1-4-1 path (P1041), the 1-7-1 path (P1071), the 1-10-1 path (P1101) and the 2-8-1 path (P2081) are: supplied to the collecting unit (1) by combining the input gas and the feedback gas based on a predetermined air feedback structure, wherein the air feedback structure comprises: an input conduit (41) through which the input gas flows in; a first axial fan (42) arranged on one side of the input conduit (41); a feedback conduit (43) through which the feedback gas flows in; a second axial fan (44) arranged on one side of the feedback conduit (43); a centrifugal fan (45) that discharges the gas flowing in from the input conduit (41) and the feedback conduit (43); And a gas shock generating unit that applies a predetermined gas shock to one side of the input pipe (41); wherein the gas shock generating unit comprises: a first cylinder (461) having a first inner diameter that receives a portion of the gas flowing in from the feedback pipe (43); a first piston (462) arranged inside the first cylinder (461); a separation shaft having one end fixed to an end of the first piston (462); a second piston (463) fixed to the other end of the separation shaft; a second cylinder (464) that accommodates the second piston (463) and is formed to have a second inner diameter smaller than the first inner diameter; a shock pipe (465) that connects the second cylinder (464) and the input pipe (41); a nozzle that injects a predetermined fuel into the inside of the first cylinder (461); And an ignition plug that generates a predetermined spark inside the first cylinder (461); based on an explosion that occurs in the space between the first cylinder (461) and the first piston (462), the second piston (463) pushes gas inside the second cylinder (464), thereby applying a predetermined gas shock to the input pipe (41).

본 발명의 설명에서 사용되는 용어 '피드백'이란, 흡착베드의 어느 관로로부터 토출/배기된 가스 일부분이 다시 입력 가스 관로로 투입되어 새로운 입력 가스와 혼합되는 것을 지칭한다.The term 'feedback' used in the description of the present invention refers to a portion of gas discharged/exhausted from a conduit of an adsorption bed being re-injected into an input gas conduit and mixed with new input gas.

이러한 피드백을 위하여, 원심팬(45) 및 축류팬을 조합하여 여러 방향에서 들어오는 가스를 한 방향으로 혼합하여 이송시키도록 도 24에 도시된 형태의 공기 피드백 구조를 구비할 수 있다.For this feedback, an air feedback structure of the type shown in Fig. 24 can be provided to mix and transport gases coming from various directions in one direction by combining a centrifugal fan (45) and an axial fan.

이 때, 흡착베드에 공급되는 입력 가스의 순간 속력을 가속시킴으로써 동압에 의해 흡착제에 흡착되었던 불순가스 일부가 다시 탈거되어 배기되도록 유도할 수 있다.At this time, by accelerating the instantaneous velocity of the input gas supplied to the adsorption bed, some of the impure gas adsorbed on the adsorbent by the dynamic pressure can be induced to be removed again and exhausted.

이후에 공급되는 입력 가스들에 포함된 이산화탄소들이 다시 흡착제에 흡착됨으로써, 흡착제에 부착된 가스 중 이산화탄소의 비율을 증가시킬 수 있다.Since the carbon dioxide contained in the input gases supplied later is adsorbed again on the adsorbent, the proportion of carbon dioxide among the gases attached to the adsorbent can be increased.

상기 가스 충격 발생부에서는, 폭발에 의해 급격하게 이송된 제1 피스톤(462)이 제1 실린더(461) 및 제2 실린더(464) 사이에 수용된 공기를 가압하면서 제2 피스톤(463)이 이송되며, 제2 피스톤(463)이 제2 실린더(464)의 후단 및 충격 관로(465)의 내부에 수용된 공기를 밀어내며 입력 관로(41)에 소정의 가스 충격을 발생시킬 수 있다.In the above gas shock generating section, the first piston (462) rapidly transferred by the explosion pressurizes the air accommodated between the first cylinder (461) and the second cylinder (464) while the second piston (463) is transferred, and the second piston (463) pushes out the air accommodated at the rear end of the second cylinder (464) and inside the shock conduit (465) to generate a predetermined gas shock in the input conduit (41).

일실시예에 따르면, 포집도 및 순도를 개선한 이산화탄소 포집 시스템을 제어하는, 포집도 및 순도를 개선한 이산화탄소 포집 공정 처리 방법에 있어서, 입력 가스로부터 이산화탄소를 포집 및 정제하는 포집 단계(S100); 상기 포집 단계(S100)에서 토출된 가스를 압축 및 액화하는 압축 단계(S200); 및 상기 압축 단계(S200)에서 토출된 유체를 저장하는 저장 단계(S300);를 포함하는, 포집도 및 순도를 개선한 이산화탄소 포집 공정 처리 방법을 제공한다.According to one embodiment, a method for processing a carbon dioxide capture process with improved capture degree and purity, which controls a carbon dioxide capture system with improved capture degree and purity, is provided, comprising: a capture step (S100) of capturing and purifying carbon dioxide from an input gas; a compression step (S200) of compressing and liquefying gas discharged in the capture step (S100); and a storage step (S300) of storing fluid discharged in the compression step (S200).

상기 포집 단계(S100)는 상술한 포집부(1)에 의해, 상기 압축 단계(S200)는 상술한 압축부(2)에 의해, 상기 저장 단계(S300)는 상술한 저장부(3)에 의해 수행/처리될 수 있다.The above capturing step (S100) can be performed/processed by the above-described capturing unit (1), the above-described compression step (S200) can be performed/processed by the above-described compression unit (2), and the above-described storage step (S300) can be performed/processed by the above-described storage unit (3).

또한, 상기 포집도 및 순도를 개선한 이산화탄소 포집 시스템은: 입력 가스로부터 이산화탄소를 포집 및 정제하는 포집부(1); 상기 포집부(1)에서 토출된 가스를 압축 및 액화하는 압축부(2); 및 상기 압축부(2)에서 토출된 유체를 저장하는 저장부(3);를 포함하고, 상기 포집부(1)는: 내부에 소정의 이산화탄소 흡착제가 수용되는 제1 흡착탑(11); 상기 제1 흡착탑(11)에 진공을 형성하여 흡착제로부터 가스를 빨아들이는 제1 진공펌프(111); 상기 제1 진공펌프(111)로부터 토출된 가스를 저장하는 제1 버퍼탱크(112); 내부에 소정의 이산화탄소 흡착제가 수용되는 제2 흡착탑(12); 상기 제2 흡착탑(12)에 진공을 형성하여 흡착제로부터 가스를 빨아들이는 제2 진공펌프(121); 상기 제2 진공펌프(121)로부터 토출된 가스를 저장하는 제2 버퍼탱크(122); 내부에 소정의 이산화탄소 흡착제가 수용되는 제3 흡착탑(13); 상기 제3 흡착탑(13)에 진공을 형성하여 흡착제로부터 가스를 빨아들이는 제3 진공펌프(131); 및 상기 제3 진공펌프(131)로부터 토출된 가스를 저장하는 제3 버퍼탱크(132);를 포함하고, 각각의 상기 제1 흡착탑(11) 내지 제3 흡착탑(13)은: 네 개의 흡착베드인 제1 흡착베드(B1), 제2 흡착베드(B2), 제3 흡착베드(B3) 및 제4 흡착베드(B4)를 포함하고, 상기 포집 단계(S100)에서 상기 제1 흡착베드(B1) 내지 제4 흡착베드(B4)는: 내부에 가스를 통과시켜 흡착제에 이산화탄소를 흡착시키는 흡착공정(Adsorption; Ads); 내부의 불순 가스를 제거하며 압력을 상승시키는 압력균등화공정(Pressure Equalization; PEQ); 진공펌프를 기반으로 흡착제로부터 탈착된 가스를 피드백하는 탈착배기공정(Evacuation Purge; Evac Purge); 진공펌프를 기반으로 흡착제로부터 탈착된 가스를 버퍼탱크로 공급하는 탈착저장공정(Evacuation Storage; Evac Storage); 및 입력 가스를 기반으로 내부의 압력을 상승시키는 대기공정(Standby; Stby);을 소정의 사이클에 따라 교번하여 수행할 수 있다.In addition, the carbon dioxide capture system with improved capture rate and purity includes: a capture unit (1) for capturing and purifying carbon dioxide from an input gas; a compression unit (2) for compressing and liquefying gas discharged from the capture unit (1); and a storage unit (3) for storing fluid discharged from the compression unit (2); wherein the capture unit (1) includes: a first adsorption tower (11) having a predetermined carbon dioxide adsorbent accommodated therein; a first vacuum pump (111) for forming a vacuum in the first adsorption tower (11) to suck gas from the adsorbent; a first buffer tank (112) for storing gas discharged from the first vacuum pump (111); a second adsorption tower (12) having a predetermined carbon dioxide adsorbent accommodated therein; a second vacuum pump (121) for forming a vacuum in the second adsorption tower (12) to suck gas from the adsorbent; a second buffer tank (122) for storing gas discharged from the second vacuum pump (121). A third adsorption tower (13) having a predetermined carbon dioxide adsorbent accommodated therein; a third vacuum pump (131) forming a vacuum in the third adsorption tower (13) to suck gas from the adsorbent; and a third buffer tank (132) storing gas discharged from the third vacuum pump (131); wherein each of the first to third adsorption towers (11) to (13) comprises: four adsorption beds, namely, a first adsorption bed (B1), a second adsorption bed (B2), a third adsorption bed (B3), and a fourth adsorption bed (B4), and in the capturing step (S100), the first to fourth adsorption beds (B1) to (B4) perform: an adsorption process (Adsorption; Ads) of passing gas therein to adsorb carbon dioxide onto the adsorbent; a pressure equalization process (Pressure Equalization; PEQ) of removing impure gases inside and increasing pressure; An evacuation purge process (Evac Purge) that feeds back gas desorbed from an adsorbent using a vacuum pump; an evacuation storage process (Evac Storage) that supplies gas desorbed from an adsorbent to a buffer tank using a vacuum pump; and a standby process (Stby) that increases internal pressure using an input gas can be alternately performed according to a predetermined cycle.

상기 제1 흡착베드(B1) 내지 제4 흡착베드(B4)는 각각 흡착공정, 압력균등화공정, 탈착배기공정, 탈착저장공정 및 대기공정을 수행할 수 있다.The above first to fourth adsorption beds (B1) can perform an adsorption process, a pressure equalization process, a desorption/exhaust process, a desorption/storage process, and an atmosphere process, respectively.

그리고, 상기 사이클은: 상기 제1 흡착베드(B1) 및 제2 흡착베드(B2)에서 흡착공정을 수행하고 상기 제3 흡착베드(B3) 및 제4 흡착베드(B4)에서 압력균등화공정을 수행하는 제1 단계; 상기 제1 흡착베드(B1) 및 제2 흡착베드(B2)에서 흡착공정을 수행하고 상기 제3 흡착베드(B3)에서 대기공정을 수행하며 상기 제4 흡착베드(B4)에서 탈착배기공정을 수행하는 제2 단계; 상기 제1 흡착베드(B1) 및 제2 흡착베드(B2)에서 흡착공정을 수행하고 상기 제3 흡착베드(B3)에서 대기공정을 수행하며 상기 제4 흡착베드(B4)에서 탈착저장공정을 수행하는 제3 단계; 상기 제1 흡착베드(B1) 및 제3 흡착베드(B3)에서 흡착공정을 수행하고 상기 제2 흡착베드(B2) 및 제4 흡착베드(B4)에서 압력균등화공정을 수행하는 제4 단계; 상기 제1 흡착베드(B1) 및 제3 흡착베드(B3)에서 흡착공정을 수행하고 상기 제4 흡착베드(B4)에서 대기공정을 수행하며 상기 제2 흡착베드(B2)에서 탈착배기공정을 수행하는 제5 단계; 상기 제1 흡착베드(B1) 및 제3 흡착베드(B3)에서 흡착공정을 수행하고 상기 제4 흡착베드(B4)에서 대기공정을 수행하며 상기 제2 흡착베드(B2)에서 탈착저장공정을 수행하는 제6 단계; 상기 제3 흡착베드(B3) 및 제4 흡착베드(B4)에서 흡착공정을 수행하고 상기 제1 흡착베드(B1) 및 제2 흡착베드(B2)에서 압력균등화공정을 수행하는 제7 단계; 상기 제3 흡착베드(B3) 및 제4 흡착베드(B4)에서 흡착공정을 수행하고 상기 제2 흡착베드(B2)에서 대기공정을 수행하며 상기 제1 흡착베드(B1)에서 탈착배기공정을 수행하는 제8 단계; 상기 제3 흡착베드(B3) 및 제4 흡착베드(B4)에서 흡착공정을 수행하고 상기 제2 흡착베드(B2)에서 대기공정을 수행하며 상기 제1 흡착베드(B1)에서 탈착저장공정을 수행하는 제9 단계; 상기 제2 흡착베드(B2) 및 제4 흡착베드(B4)에서 흡착공정을 수행하고 상기 제1 흡착베드(B1) 및 제3 흡착베드(B3)에서 압력균등화공정을 수행하는 제10 단계; 상기 제2 흡착베드(B2) 및 제4 흡착베드(B4)에서 흡착공정을 수행하고 상기 제1 흡착베드(B1)에서 대기공정을 수행하며 상기 제3 흡착베드(B3)에서 탈착배기공정을 수행하는 제11 단계; 및 상기 제2 흡착베드(B2) 및 제4 흡착베드(B4)에서 흡착공정을 수행하고 상기 제1 흡착베드(B1)에서 대기공정을 수행하며 상기 제3 흡착베드(B3)에서 탈착저장공정을 수행하는 제12 단계;를 포함할 수 있다.And, the cycle comprises: a first step of performing an adsorption process in the first adsorption bed (B1) and the second adsorption bed (B2) and performing a pressure equalization process in the third adsorption bed (B3) and the fourth adsorption bed (B4); a second step of performing an adsorption process in the first adsorption bed (B1) and the second adsorption bed (B2), performing an atmospheric process in the third adsorption bed (B3), and performing a desorption/exhaust process in the fourth adsorption bed (B4); a third step of performing an adsorption process in the first adsorption bed (B1) and the second adsorption bed (B2), performing an atmospheric process in the third adsorption bed (B3), and performing a desorption/storage process in the fourth adsorption bed (B4); a fourth step of performing an adsorption process in the first adsorption bed (B1) and the third adsorption bed (B3), and performing a pressure equalization process in the second adsorption bed (B2) and the fourth adsorption bed (B4); A fifth step of performing an adsorption process in the first adsorption bed (B1) and the third adsorption bed (B3), performing an atmospheric process in the fourth adsorption bed (B4), and performing a desorption/exhaust process in the second adsorption bed (B2); A sixth step of performing an adsorption process in the first adsorption bed (B1) and the third adsorption bed (B3), performing an atmospheric process in the fourth adsorption bed (B4), and performing a desorption/storage process in the second adsorption bed (B2); A seventh step of performing an adsorption process in the third adsorption bed (B3) and the fourth adsorption bed (B4), and performing a pressure equalization process in the first adsorption bed (B1) and the second adsorption bed (B2); An eighth step of performing an adsorption process in the third adsorption bed (B3) and the fourth adsorption bed (B4), performing an atmospheric process in the second adsorption bed (B2), and performing a desorption/exhaust process in the first adsorption bed (B1); It may include a ninth step of performing an adsorption process in the third adsorption bed (B3) and the fourth adsorption bed (B4), performing an atmospheric process in the second adsorption bed (B2), and performing a desorption storage process in the first adsorption bed (B1); a tenth step of performing an adsorption process in the second adsorption bed (B2) and the fourth adsorption bed (B4), and performing a pressure equalization process in the first adsorption bed (B1) and the third adsorption bed (B3); an eleventh step of performing an adsorption process in the second adsorption bed (B2) and the fourth adsorption bed (B4), performing an atmospheric process in the first adsorption bed (B1), and performing a desorption/exhaust process in the third adsorption bed (B3); and a twelfth step of performing an adsorption process in the second adsorption bed (B2) and the fourth adsorption bed (B4), performing an atmospheric process in the first adsorption bed (B1), and performing a desorption/exhaust process in the third adsorption bed (B3).

상기 사이클은 도 11에 도시된 바와 같이 구성될 수 있다.The above cycle can be configured as shown in Fig. 11.

다시 말해, 제1 단계를 60초동안 수행하고, 제2 단계를 30초동안 수행하고, 제3 단계를 150초동안 수행하고, 제4 단계를 60초동안 수행하고, 제5 단계를 30초동안 수행하고, 제6 단계를 150초동안 수행하고, 제7 단계를 60초동안 수행하고, 제8 단계를 30초동안 수행하고, 제9 단계를 150초동안 수행하고, 제10 단계를 60초동안 수행하고, 제11 단계를 30초동안 수행하고, 제12 단계를 150초동안 수행한 뒤, 다시 제1 단계를 수행할 수 있다.In other words, you can perform Step 1 for 60 seconds, Step 2 for 30 seconds, Step 3 for 150 seconds, Step 4 for 60 seconds, Step 5 for 30 seconds, Step 6 for 150 seconds, Step 7 for 60 seconds, Step 8 for 30 seconds, Step 9 for 150 seconds, Step 10 for 60 seconds, Step 11 for 30 seconds, Step 12 for 150 seconds, and then perform Step 1 again.

상기 흡착베드들은 동시에 가동되며 서로 다른 공정을 처리함으로써 중단 없이 연속적으로 이산화탄소 포집을 수행할 수 있다.The above adsorption beds are operated simultaneously and perform different processes, thereby enabling carbon dioxide capture to be performed continuously without interruption.

도 12에는 제1 단계에서의 밸브 상태 및 가스 유로가 도시되어 있고, 도 13에는 제2 단계에서의 밸브 상태 및 가스 유로가 도시되어 있고, 도 14에는 제3 단계에서의 밸브 상태 및 가스 유로가 도시되어 있고, 도 15에는 제4 단계에서의 밸브 상태 및 가스 유로가 도시되어 있고, 도 16에는 제5 단계에서의 밸브 상태 및 가스 유로가 도시되어 있고, 도 17에는 제6 단계에서의 밸브 상태 및 가스 유로가 도시되어 있고, 도 18에는 제7 단계에서의 밸브 상태 및 가스 유로가 도시되어 있고, 도 19에는 제8 단계에서의 밸브 상태 및 가스 유로가 도시되어 있고, 도 20에는 제9 단계에서의 밸브 상태 및 가스 유로가 도시되어 있고, 도 21에는 제10 단계에서의 밸브 상태 및 가스 유로가 도시되어 있고, 도 22에는 제11 단계에서의 밸브 상태 및 가스 유로가 도시되어 있고, 도 23에는 제12 단계에서의 밸브 상태 및 가스 유로가 도시되어 있다. FIG. 12 illustrates a valve state and a gas flow path in the first stage, FIG. 13 illustrates a valve state and a gas flow path in the second stage, FIG. 14 illustrates a valve state and a gas flow path in the third stage, FIG. 15 illustrates a valve state and a gas flow path in the fourth stage, FIG. 16 illustrates a valve state and a gas flow path in the fifth stage, FIG. 17 illustrates a valve state and a gas flow path in the sixth stage, FIG. 18 illustrates a valve state and a gas flow path in the seventh stage, FIG. 19 illustrates a valve state and a gas flow path in the eighth stage, FIG. 20 illustrates a valve state and a gas flow path in the ninth stage, FIG. 21 illustrates a valve state and a gas flow path in the tenth stage, FIG. 22 illustrates a valve state and a gas flow path in the eleventh stage, and FIG. 23 illustrates a valve state and a gas flow path in the twelfth stage.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.Although the embodiments have been described with limited drawings as described above, those skilled in the art can apply various technical modifications and variations based on the above. For example, even if the described techniques are performed in a different order than the described method, and/or the components of the described system, structure, device, circuit, etc. are combined or combined in a different form than the described method, or are replaced or substituted by other components or equivalents, appropriate results can be achieved.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다. Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also included in the scope of the claims described below.

1 : 포집부
11 : 제1 흡착탑
111 : 제1 진공펌프
112 : 제1 버퍼탱크
12 : 제2 흡착탑
121 : 제2 진공펌프
122 : 제2 버퍼탱크
13 : 제3 흡착탑
131 : 제3 진공펌프
132 : 제3 버퍼탱크
2 : 압축부
21 : 컴프레서
22 : 칠링유닛
3 : 저장부
P101 : 제1-1 경로
P102 : 제1-2 경로
P103 : 제1-3 경로
P1031 : 제1-3-1 경로
P1032 : 제1-3-2 경로
P104 : 제1-4 경로
P1041 : 제1-4-1 경로
P1042 : 제1-4-2 경로
P105 : 제1-5 경로
P106 : 제1-6 경로
P1061 : 제1-6-1 경로
P1062 : 제1-6-2 경로
P107 : 제1-7 경로
P1071 : 제1-7-1 경로
P1072 : 제1-7-2 경로
P108 : 제1-8 경로
P109 : 제1-9 경로
P1091 : 제1-9-1 경로
P1092 : 제1-9-2 경로
P110 : 제1-10 경로
P1101 : 제1-10-1 경로
P1102 : 제1-10-2 경로
P201 : 제2-1 경로
P202 : 제2-2 경로
P203 : 제2-3 경로
P2031 : 제2-3-1 경로
P2032 : 제2-3-2 경로
P204 : 제2-4 경로
P205 : 제2-5 경로
P2051 : 제2-5-1 경로
P2052 : 제2-5-2 경로
P206 : 제2-6 경로
P207 : 제2-7 경로
P2071 : 제2-7-1 경로
P2072 : 제2-7-2 경로
P208 : 제2-8 경로
P2081 : 제2-8-1 경로
P2082 : 제2-8-2 경로
41 : 입력 관로
42 : 제1 축류팬
43 : 피드백 관로
44 : 제2 축류팬
45 : 원심팬
461 : 제1 실린더
462 : 제1 피스톤
463 : 제2 피스톤
464 : 제2 실린더
465 : 충격 관로
S100 : 포집 단계
S200 : 압축 단계
S300 : 저장 단계
B1 : 제1 흡착베드
B2 : 제2 흡착베드
B3 : 제3 흡착베드
B4 : 제4 흡착베드
B1 : 제1 흡착베드
B2 : 제2 흡착베드
B3 : 제3 흡착베드
B4 : 제4 흡착베드
KV01 : 제1 입력밸브
KV02 : 제2 입력밸브
KV03 : 제3 입력밸브
KV04 : 제4 입력밸브
KV9 : 제1 동압밸브
KV10 : 제2 동압밸브
KV11 : 제3 동압밸브
KV12 : 제4 동압밸브
KV5 : 제1 토출밸브
KV6 : 제2 토출밸브
KV7 : 제3 토출밸브
KV8 : 제4 토출밸브
KV15 : 제1 진공밸브
KV16 : 제2 진공밸브
PV01 : 제1 벤트밸브
PV02 : 제2 벤트밸브
PV03 : 제3 벤트밸브
PV04 : 제4 벤트밸브
1: Capture section
11: 1st adsorption tower
111: 1st vacuum pump
112: 1st buffer tank
12: 2nd adsorption tower
121: 2nd vacuum pump
122: Second buffer tank
13: 3rd absorption tower
131: 3rd vacuum pump
132: Third Buffer Tank
2: Compression section
21 : Compressor
22: Chilling Unit
3: Storage
P101: Route 1-1
P102: Route 1-2
P103: Route 1-3
P1031: Route 1-3-1
P1032: Route 1-3-2
P104: Route 1-4
P1041: Route 1-4-1
P1042: Route 1-4-2
P105: Route 1-5
P106: Route 1-6
P1061: Route 1-6-1
P1062: Route 1-6-2
P107: Route 1-7
P1071: Route 1-7-1
P1072: Route 1-7-2
P108: Route 1-8
P109: Route 1-9
P1091: Route 1-9-1
P1092: Route 1-9-2
P110: Route 1-10
P1101: Route 1-10-1
P1102: Route 1-10-2
P201: Route 2-1
P202 : Route 2-2
P203: Route 2-3
P2031: Route 2-3-1
P2032: Route 2-3-2
P204 : Route 2-4
P205: Route 2-5
P2051: Route 2-5-1
P2052: Route 2-5-2
P206: Route 2-6
P207: Route 2-7
P2071: Route 2-7-1
P2072: Route 2-7-2
P208: Route 2-8
P2081: Route 2-8-1
P2082: Route 2-8-2
41 : Input line
42: 1st axial fan
43: Feedback channel
44: Second axial fan
45: Centrifugal fan
461 : Cylinder 1
462: 1st piston
463: 2nd piston
464 : Cylinder 2
465 : Shock duct
S100: Capture stage
S200: Compression stage
S300: Save Step
B1: 1st adsorption bed
B2: Second adsorption bed
B3: Third absorption bed
B4: 4th absorption bed
B1: 1st adsorption bed
B2: Second adsorption bed
B3: Third absorption bed
B4: 4th absorption bed
KV01: 1st input valve
KV02: 2nd input valve
KV03 : 3rd input valve
KV04 : 4th input valve
KV9: 1st pressure relief valve
KV10: 2nd dynamic pressure valve
KV11: 3rd pressure relief valve
KV12: 4th dynamic pressure valve
KV5: 1st discharge valve
KV6: Second discharge valve
KV7: 3rd discharge valve
KV8: 4th discharge valve
KV15: 1st vacuum valve
KV16: Second vacuum valve
PV01: 1st vent valve
PV02: 2nd vent valve
PV03: 3rd vent valve
PV04: 4th vent valve

Claims (3)

포집도 및 순도를 개선한 이산화탄소 포집 시스템을 제어하는, 포집도 및 순도를 개선한 이산화탄소 포집 공정 처리 방법에 있어서,
입력 가스로부터 이산화탄소를 포집 및 정제하는 포집 단계;
상기 포집 단계에서 토출된 가스를 압축 및 액화하는 압축 단계; 및
상기 압축 단계에서 토출된 유체를 저장하는 저장 단계;를 포함하고,
상기 포집도 및 순도를 개선한 이산화탄소 포집 시스템은:
입력 가스로부터 이산화탄소를 포집 및 정제하는 포집부;
상기 포집부에서 토출된 가스를 압축 및 액화하는 압축부; 및
상기 압축부에서 토출된 유체를 저장하는 저장부;를 포함하고,
상기 포집부는:
내부에 소정의 이산화탄소 흡착제가 수용되는 제1 흡착탑;
상기 제1 흡착탑에 진공을 형성하여 흡착제로부터 가스를 빨아들이는 제1 진공펌프;
상기 제1 진공펌프로부터 토출된 가스를 저장하는 제1 버퍼탱크;
내부에 소정의 이산화탄소 흡착제가 수용되는 제2 흡착탑;
상기 제2 흡착탑에 진공을 형성하여 흡착제로부터 가스를 빨아들이는 제2 진공펌프;
상기 제2 진공펌프로부터 토출된 가스를 저장하는 제2 버퍼탱크;
내부에 소정의 이산화탄소 흡착제가 수용되는 제3 흡착탑;
상기 제3 흡착탑에 진공을 형성하여 흡착제로부터 가스를 빨아들이는 제3 진공펌프; 및
상기 제3 진공펌프로부터 토출된 가스를 저장하는 제3 버퍼탱크;를 포함하고,
각각의 상기 제1 흡착탑 내지 제3 흡착탑은:
네 개의 흡착베드인 제1 흡착베드, 제2 흡착베드, 제3 흡착베드 및 제4 흡착베드를 포함하고,
상기 포집 단계에서 상기 제1 흡착베드 내지 제4 흡착베드는:
내부에 가스를 통과시켜 흡착제에 이산화탄소를 흡착시키는 흡착공정;
내부의 불순 가스를 제거하며 압력을 상승시키는 압력균등화공정;
진공펌프를 기반으로 흡착제로부터 탈착된 가스를 피드백하는 탈착배기공정;
진공펌프를 기반으로 흡착제로부터 탈착된 가스를 버퍼탱크로 공급하는 탈착저장공정; 및
입력 가스를 기반으로 내부의 압력을 상승시키는 대기공정;을 소정의 사이클에 따라 교번하여 수행하는,
포집도 및 순도를 개선한 이산화탄소 포집 공정 처리 방법
In a method for processing a carbon dioxide capture process with improved capture efficiency and purity, which controls a carbon dioxide capture system with improved capture efficiency and purity,
A capture step for capturing and purifying carbon dioxide from an input gas;
A compression step for compressing and liquefying the gas discharged in the above capturing step; and
A storage step for storing the fluid discharged in the above compression step;
The carbon dioxide capture system with improved capture and purity is:
A capture unit for capturing and purifying carbon dioxide from input gas;
A compression unit that compresses and liquefies the gas discharged from the above capturing unit; and
A storage unit for storing the fluid discharged from the compression unit is included;
The above capturing part:
A first adsorption tower having a predetermined carbon dioxide adsorbent contained therein;
A first vacuum pump that forms a vacuum in the first adsorption tower and sucks gas from the adsorbent;
A first buffer tank for storing gas discharged from the first vacuum pump;
A second adsorption tower having a predetermined amount of carbon dioxide adsorbent contained therein;
A second vacuum pump that forms a vacuum in the second adsorption tower and sucks gas from the adsorbent;
A second buffer tank for storing gas discharged from the second vacuum pump;
A third adsorption tower having a predetermined amount of carbon dioxide adsorbent contained therein;
A third vacuum pump that forms a vacuum in the third adsorption tower to suck gas from the adsorbent; and
A third buffer tank for storing gas discharged from the third vacuum pump;
Each of the first to third adsorption towers:
It comprises four adsorption beds, namely, a first adsorption bed, a second adsorption bed, a third adsorption bed and a fourth adsorption bed,
In the above capturing step, the first to fourth adsorption beds:
An adsorption process that adsorbs carbon dioxide onto an adsorbent by passing gas through it;
Pressure equalization process that removes impure gases inside and increases pressure;
A desorption/exhaust process that feeds back the gas desorbed from the adsorbent using a vacuum pump;
A desorption storage process that supplies gas desorbed from an adsorbent to a buffer tank based on a vacuum pump; and
An atmospheric process that increases the internal pressure based on the input gas; is performed alternately according to a predetermined cycle.
Method for processing carbon dioxide capture process with improved capture rate and purity
청구항 1항에 있어서,
상기 사이클은:
상기 제1 흡착베드 및 제2 흡착베드에서 흡착공정을 수행하고 상기 제3 흡착베드 및 제4 흡착베드에서 압력균등화공정을 수행하는 제1 단계;
상기 제1 흡착베드 및 제2 흡착베드에서 흡착공정을 수행하고 상기 제3 흡착베드에서 대기공정을 수행하며 상기 제4 흡착베드에서 탈착배기공정을 수행하는 제2 단계;
상기 제1 흡착베드 및 제2 흡착베드에서 흡착공정을 수행하고 상기 제3 흡착베드에서 대기공정을 수행하며 상기 제4 흡착베드에서 탈착저장공정을 수행하는 제3 단계;
상기 제1 흡착베드 및 제3 흡착베드에서 흡착공정을 수행하고 상기 제2 흡착베드 및 제4 흡착베드에서 압력균등화공정을 수행하는 제4 단계;
상기 제1 흡착베드 및 제3 흡착베드에서 흡착공정을 수행하고 상기 제4 흡착베드에서 대기공정을 수행하며 상기 제2 흡착베드에서 탈착배기공정을 수행하는 제5 단계;
상기 제1 흡착베드 및 제3 흡착베드에서 흡착공정을 수행하고 상기 제4 흡착베드에서 대기공정을 수행하며 상기 제2 흡착베드에서 탈착저장공정을 수행하는 제6 단계;
상기 제3 흡착베드 및 제4 흡착베드에서 흡착공정을 수행하고 상기 제1 흡착베드 및 제2 흡착베드에서 압력균등화공정을 수행하는 제7 단계;
상기 제3 흡착베드 및 제4 흡착베드에서 흡착공정을 수행하고 상기 제2 흡착베드에서 대기공정을 수행하며 상기 제1 흡착베드에서 탈착배기공정을 수행하는 제8 단계;
상기 제3 흡착베드 및 제4 흡착베드에서 흡착공정을 수행하고 상기 제2 흡착베드에서 대기공정을 수행하며 상기 제1 흡착베드에서 탈착저장공정을 수행하는 제9 단계;
상기 제2 흡착베드 및 제4 흡착베드에서 흡착공정을 수행하고 상기 제1 흡착베드 및 제3 흡착베드에서 압력균등화공정을 수행하는 제10 단계;
상기 제2 흡착베드 및 제4 흡착베드에서 흡착공정을 수행하고 상기 제1 흡착베드에서 대기공정을 수행하며 상기 제3 흡착베드에서 탈착배기공정을 수행하는 제11 단계; 및
상기 제2 흡착베드 및 제4 흡착베드에서 흡착공정을 수행하고 상기 제1 흡착베드에서 대기공정을 수행하며 상기 제3 흡착베드에서 탈착저장공정을 수행하는 제12 단계;를 포함하는,
포집도 및 순도를 개선한 이산화탄소 포집 공정 처리 방법
In claim 1,
The above cycle is:
A first step of performing an adsorption process in the first adsorption bed and the second adsorption bed and performing a pressure equalization process in the third adsorption bed and the fourth adsorption bed;
A second step of performing an adsorption process in the first adsorption bed and the second adsorption bed, performing an atmospheric process in the third adsorption bed, and performing a desorption/exhaust process in the fourth adsorption bed;
A third step of performing an adsorption process in the first adsorption bed and the second adsorption bed, performing a waiting process in the third adsorption bed, and performing a desorption storage process in the fourth adsorption bed;
A fourth step of performing an adsorption process in the first adsorption bed and the third adsorption bed and performing a pressure equalization process in the second adsorption bed and the fourth adsorption bed;
A fifth step of performing an adsorption process in the first and third adsorption beds, performing an atmospheric process in the fourth adsorption bed, and performing a desorption/exhaust process in the second adsorption bed;
A sixth step of performing an adsorption process in the first and third adsorption beds, performing a waiting process in the fourth adsorption bed, and performing a desorption storage process in the second adsorption bed;
A seventh step of performing an adsorption process in the third and fourth adsorption beds and performing a pressure equalization process in the first and second adsorption beds;
An eighth step of performing an adsorption process in the third and fourth adsorption beds, performing an atmospheric process in the second adsorption bed, and performing a desorption/exhaust process in the first adsorption bed;
A ninth step of performing an adsorption process in the third and fourth adsorption beds, performing a waiting process in the second adsorption bed, and performing a desorption storage process in the first adsorption bed;
A tenth step of performing an adsorption process in the second adsorption bed and the fourth adsorption bed and performing a pressure equalization process in the first adsorption bed and the third adsorption bed;
An 11th step of performing an adsorption process in the second adsorption bed and the fourth adsorption bed, performing an atmospheric process in the first adsorption bed, and performing a desorption/exhaust process in the third adsorption bed; and
A 12th step comprising: performing an adsorption process in the second adsorption bed and the fourth adsorption bed, performing an atmospheric process in the first adsorption bed, and performing a desorption storage process in the third adsorption bed;
Carbon dioxide capture process treatment method with improved capture rate and purity
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