[go: up one dir, main page]

KR20190079235A - Carbon dioxide recovery and power generation system - Google Patents

Carbon dioxide recovery and power generation system Download PDF

Info

Publication number
KR20190079235A
KR20190079235A KR1020170181298A KR20170181298A KR20190079235A KR 20190079235 A KR20190079235 A KR 20190079235A KR 1020170181298 A KR1020170181298 A KR 1020170181298A KR 20170181298 A KR20170181298 A KR 20170181298A KR 20190079235 A KR20190079235 A KR 20190079235A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
carbon dioxide
gas
absorbent
regeneration
power generation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
KR1020170181298A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102319957B1 (en
Inventor
엄태형
이중범
김의식
백점인
조현근
Original Assignee
한국전력공사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국전력공사 filed Critical 한국전력공사
Priority to KR1020170181298A priority Critical patent/KR102319957B1/en
Publication of KR20190079235A publication Critical patent/KR20190079235A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102319957B1 publication Critical patent/KR102319957B1/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K17/00Using steam or condensate extracted or exhausted from steam engine plant
    • F01K17/04Using steam or condensate extracted or exhausted from steam engine plant for specific purposes other than heating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/14Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
    • B01D53/1456Removing acid components
    • B01D53/1475Removing carbon dioxide
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K25/00Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for
    • F01K25/08Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for using special vapours
    • F01K25/10Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for using special vapours the vapours being cold, e.g. ammonia, carbon dioxide, ether
    • F01K25/103Carbon dioxide
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02CCAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/40Capture or disposal of greenhouse gases of CO2

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)
  • Gas Separation By Absorption (AREA)

Abstract

According to the present invention, a carbon dioxide recovery and power generation system comprises: an absorption tower provided with an inlet into which exhaust gas flows, and accommodating an absorption agent therein to adsorb carbon dioxide in the exhaust gas; a regeneration tower provided with the absorption agent to adsorb the carbon dioxide from the absorption tower, and heating the absorption agent to separate the carbon dioxide from the absorption tower to generate regeneration gas containing carbon dioxide and water; and a power generation unit provided with the regeneration gas to recover heat from the regeneration gas, and driving a turbine based on the recovered heat to generate power.

Description

이산화탄소 회수 및 발전 시스템{Carbon dioxide recovery and power generation system}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a carbon dioxide recovery and power generation system,

본 발명은 이산화탄소 회수 및 발전 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a carbon dioxide recovery and power generation system.

최근 환경에 대한 중요성이 증가함에 따라 대기 중의 이산화탄소에 대한 규제가 매우 심화되고 있다. 특히 교토의정서의 발효와 함께 세계적으로 대기체류시간 및 온실효과 기여도 그리고 국내 총 배출량이 가장 큰 이산화탄소 발생량의 감축 및 발생 이산화탄소의 처리에 골몰하고 있는 실정에서 국내 각종 산업의 생존을 위해 이러한 규제에 능동적 대응이 필요하다.Recently, as the importance of the environment has increased, regulations on carbon dioxide in the atmosphere have become very severe. In particular, with the entry into force of the Kyoto Protocol, global atmospheric residence time and contribution to greenhouse effect, and the reduction of carbon dioxide emissions, which are the largest in total domestic emissions, and the occurrence of carbon dioxide, Is required.

대표적 온실가스인 이산화탄소의 감축에 따라, 발전소의 이산화탄소 감축이 시급한 상황이며, 현재 이산화탄소를 분리 및 회수하는 기술에 대한 연구가 진행중이다. 이산화탄소를 분리 및 회수하기 위한 설비 운영은 매우 높은 에너지가 소모되며, 이를 활용하여 포집설비의 에너지 이용효율을 향상시키는 것이 필요하다.Reduction of carbon dioxide, which is a representative greenhouse gas, is an urgent need to reduce carbon dioxide in power plants. Currently, research is underway on technologies for separating and recovering carbon dioxide. Operation of facilities for separating and recovering carbon dioxide consumes very high energy and it is necessary to utilize it to improve energy utilization efficiency of collection facilities.

본 발명은 이와 같은 문제들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 과제는 이산화탄소를 분리 및 회수하는 데에 소비되는 열원 및 분리된 이산화탄소를 회수하여 전력을 생산할 수 있는 이산화탄소 회수 및 발전 시스템을 제공한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a carbon dioxide recovery and power generation system capable of recovering a heat source and separated carbon dioxide consumed for separating and recovering carbon dioxide .

본 발명에 따른 이산화탄소 회수 및 발전 시스템은, 배기가스가 유입되는 유입구가 구비되며, 배기가스 중의 이산화탄소를 흡수하기 위한 흡수제가 내부에 수용되는 흡수탑, 흡수탑으로부터 이산화탄소를 흡수한 흡수제를 제공받고, 흡수제를 가열하여, 흡수제로부터 이산화탄소를 분리시킴으로써, 이산화탄소와 수분을 포함한 재생가스를 생성하는 재생탑, 재생가스를 제공받아 재생가스로부터 열을 회수하고, 회수한 열에 기초해서 터빈을 구동하여 발전하는 발전유닛을 포함한다. A carbon dioxide recovery and power generation system according to the present invention includes an absorption tower in which an absorbent for absorbing carbon dioxide in exhaust gas is contained, an absorbent for absorbing carbon dioxide from an absorption tower, A regeneration tower for generating regeneration gas containing carbon dioxide and moisture by heating the absorbent to separate carbon dioxide from the absorbent, a regeneration tower for recovering heat from the regeneration gas by supplying the regeneration gas, driving the turbine based on the recovered heat, Unit.

이에 따라, 이산화탄소를 분리 및 회수하는데 소비되는 열원 및 분리된 이산화탄소를 회수하여 전력을 생산할 수 있어, 에너지 사용의 효율성을 높일 수 있다.Accordingly, the heat source and the separated carbon dioxide consumed for separating and recovering carbon dioxide can be recovered to produce electric power, and the efficiency of energy use can be increased.

도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 이산화탄소 회수 및 발전 시스템을 나타낸 간략도이다.
도 2는 본 발명의 실시예 2에 따른 이산화탄소 회수 및 발전 시스템을 나타낸 간략도이다.
도 3은 본 발명의 실시예 3에 따른 이산화탄소 회수 및 발전 시스템을 나타낸 간략도이다.
도 4는 본 발명의 실시예 4에 따른 이산화탄소 회수 및 발전 시스템을 나타낸 간략도이다.
도 5는 도 2 및 4의 제1 분리기를 나타낸 간략도이다.
도 6은 도 2 및 4의 제2 분리기를 나타낸 간략도이다.
1 is a schematic view showing a carbon dioxide recovery and power generation system according to a first embodiment of the present invention.
2 is a schematic view showing a carbon dioxide recovery and power generation system according to a second embodiment of the present invention.
3 is a schematic view showing a carbon dioxide recovery and power generation system according to a third embodiment of the present invention.
4 is a schematic view showing a carbon dioxide recovery and power generation system according to a fourth embodiment of the present invention.
Figure 5 is a simplified view of the first separator of Figures 2 and 4;
Figure 6 is a simplified view of the second separator of Figures 2 and 4;

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail with reference to exemplary drawings. It should be noted that, in adding reference numerals to the constituent elements of the drawings, the same constituent elements are denoted by the same reference symbols as possible even if they are shown in different drawings. In the following description of the embodiments of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the difference that the embodiments of the present invention are not conclusive.

실시예Example 1 One

도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 이산화탄소 회수 및 발전 시스템을 나타낸 간략도이다.1 is a schematic view showing a carbon dioxide recovery and power generation system according to a first embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 이산화탄소 회수 및 발전 시스템은 흡수탑(100), 재생탑(200), 발전유닛(300)을 포함한다.As shown in FIG. 1, the carbon dioxide recovery and power generation system includes an absorption tower 100, a regeneration tower 200, and a power generation unit 300.

흡수탑(100)은 배기가스가 유입되는 유입구(101)가 구비되며, 배기가스 중의 이산화탄소를 흡착하기 위한 흡수제(미도시)가 내부에 수용된다.재생탑(200)은 흡수탑(100)으로부터 이산화탄소를 흡착한 흡수제를 제공받는다. 재생탑(200)은 흡수제를 가열하여, 흡수제로부터 이산화탄소를 분리시켜, 이산화탄소와 수분이 포함된 재생가스를 생성한다.The absorption tower 100 is provided with an inlet 101 through which exhaust gas is introduced and an absorbent (not shown) for adsorbing carbon dioxide in the exhaust gas is accommodated in the absorption tower 100. The regeneration tower 200 is connected to the absorption tower 100 And an absorbent that absorbs carbon dioxide is provided. The regeneration tower 200 heats the absorbent to separate the carbon dioxide from the absorbent to produce a regeneration gas containing carbon dioxide and moisture.

발전유닛(300)은 재생가스를 제공받아 재생가스로부터 열을 회수하고, 회수한 열에 기초해서 터빈(320)을 구동하여 발전한다.The power generation unit 300 receives the regeneration gas, recovers heat from the regeneration gas, and drives the turbine 320 based on the recovered heat to generate electricity.

흡수탑(100)은 배기가스 중의 이산화탄소를 흡수하는 흡수제가 수용된다라고 기재하였으나, 이에 한정하지 않고, 배기가스 중의 이산화탄소를 흡착하는 흡착제가 내부에 수용된 것 또한 모두 가능하다.The absorber 100 is described as containing an absorbent for absorbing carbon dioxide in the exhaust gas. However, the present invention is not limited thereto, and it is also possible that the absorbent for absorbing carbon dioxide in the exhaust gas is accommodated therein.

발전유닛(300)은 열교환기(310)를 포함할 수 있다. 열교환기(310)는 작동유체가 순환하는 순환라인(303) 중에 마련될 수 있다. 열교환기(310)는 작동유체와 제공받은 재생가스를 열교환시킬 수 있다.The power generation unit 300 may include a heat exchanger 310. The heat exchanger 310 may be provided in the circulation line 303 where the working fluid circulates. The heat exchanger 310 can exchange heat between the working fluid and the supplied regeneration gas.

터빈(320)은 열교환기(310)에서 재생가스에 의해 가열된 작동유체를 제공받아 터빈(320)의 구동으로 발전하도록 구성될 수 있다. The turbine 320 may be configured to receive the working fluid heated by the regeneration gas in the heat exchanger 310 and to generate electricity by driving the turbine 320.

발전유닛(300)은 유기랭킨사이클 장치일 수 있다. 발전유닛(300)은 작동유체를 응축시키는 응축기(340)와, 작동유체를 압축하는 압축기(350)를 더 포함할 수 있다.The power generation unit 300 may be an organic Rankine cycle device. The power generation unit 300 may further include a condenser 340 for condensing the working fluid and a compressor 350 for compressing the working fluid.

열교환기(310), 터빈(320), 응축기(340) 및 압축기(350)는 순환라인(303) 상에 작동유체의 순환방향을 따라 차례차례 위치할 수 있다. 일예로, 작동유체는 톨루엔, 펜탄일 수 있다.The heat exchanger 310, the turbine 320, the condenser 340, and the compressor 350 may be sequentially positioned along the circulation direction of the working fluid on the circulation line 303. For example, the working fluid may be toluene or pentane.

열교환기(310)에 의하여, 작동유체는 재생탑(200)에서 배출된 재생가스로부터 열을 제공받은 후, 터빈(320)을 구동시켜, 발전기(330)를 통해 전력을 생산할 수 있다. The working fluid may be supplied with heat from the regeneration gas discharged from the regeneration tower 200 by the heat exchanger 310 and then the turbine 320 may be generated to generate electric power through the generator 330.

터빈(320)을 통과한 작동유체는 응축기(340)를 통해, 응축된 후, 순환라인(303)을 따라 유동하여, 압축기(350)로 공급될 수 있다. 압축기(350)는 작동유체를 압축시킬 수 있다.The working fluid that has passed through the turbine 320 is condensed through the condenser 340 and then flows along the circulation line 303 and may be supplied to the compressor 350. The compressor 350 can compress the working fluid.

재생가스는 열교환기(310)에 의하여, 발전유닛(300)으로 활용되어, 발전유닛(300)은 전력을 생산하도록 구성될 수 있다.The regeneration gas is utilized by the heat exchanger 310 as the power generation unit 300, so that the power generation unit 300 can be configured to produce power.

본 실시예에 따른 이산화탄소 회수 및 발전 시스템은 제1 분리기(500)를 더 포함할 수 있다.The carbon dioxide recovery and power generation system according to the present embodiment may further include a first separator 500.

제1 분리기(500)는 이산화탄소를 흡착한 흡수제와, 흡수제에 의해 배기가스에서 이산화탄소가 제거된 가스인 잔류가스를 흡수탑(100)으로부터 제공받아, 흡수제와 잔류가스를 분리하여, 흡수제를 재생탑(200)으로 제공하고, 잔류가스를 배출시키도록 구성될 수 있다.The first separator 500 receives the absorbent absorbed by carbon dioxide and the residual gas which is a gas from which carbon dioxide has been removed from the exhaust gas by the absorbent from the absorption tower 100 to separate the absorbent and the residual gas, (200), and is configured to discharge the residual gas.

일예로, 제1 분리기(500)는 싸이클론일 수 있다. 싸이클론에 한정하지 않고, 흡수제와 잔류가스를 분리하는 구조이면 모든 적용가능하다.For example, the first separator 500 may be a cyclone. The present invention is not limited to a cyclone, and can be applied to any structure that separates an absorbent and a residual gas.

재생탑(200)은 흡수제를 가열시키기 위하여, 열공급부(290)가 구비될 수 있다. 열공급부(290)는 흡수제로부터 이산화탄소를 분리시키는데 필요한 열을 공급한다. 열공급부(290)는 열 에너지를 공급하는 리보일러, 스팀, 히터, 열수 등일 수 있다. 열공급부(290)는 이산화탄소를 흡착한 흡수제를 분리시키는 재생온도까지 가열시키는 구성이면 모두 만족한다. 열공급부(290)에 의하여, 흡수제는 재생되어, 흡수탑(100)으로 이동할 수 있다.The regeneration tower 200 may be equipped with a thermal supply unit 290 to heat the absorbent. The thermal supply 290 supplies the heat necessary to separate the carbon dioxide from the sorbent. The heat supply unit 290 may be a reboiler, steam, heater, hot water, etc. for supplying heat energy. The heat radiating portion 290 is satisfactory if it is configured to heat the absorbent absorbing carbon dioxide to the regeneration temperature for separating. By the heat supply portion 290, the absorbent can be regenerated and can be moved to the absorption tower 100.

재생탑(200)은 흡수제의 유동을 원활하게 하기 위하여, 유동가스 제공부(미도시)가 더 포함될 수 있다. 유동가스 제공부(미도시)는 재생탑(200)에 구비된 유동가스 유입구(210)로 유동가스를 제공할 수 있다. 재생탑(200)은 유동가스를 배출시키기 위하여, 유동가스 배출구(220)가 구비될 수 있다. 일예로, 유동가스는 공기, 이산화탄소일 수 있다.The regeneration tower 200 may further include a fluidizing gas supply (not shown) to smooth the flow of the absorbent. The fluidized gas supply (not shown) may provide a flowing gas to the fluidized gas inlet 210 provided in the regenerator 200. The regeneration tower 200 may be provided with a flow gas outlet 220 for discharging the flowing gas. For example, the flowing gas may be air, carbon dioxide.

본 실시예에 따른 이산화탄소 회수 및 발전 시스템은 제2 분리기(600)를 더 포함할 수 있다. 제2 분리기(600)는 재생탑(200)에 수용된 흡수제로부터 이산화탄소를 분리시키도록 구성될 수 있다.The carbon dioxide recovery and power generation system according to the present embodiment may further include a second separator 600. The second separator 600 may be configured to separate carbon dioxide from the absorbent contained in the regeneration tower 200.

제2 분리기(600)는 재생탑(200)으로부터 흡수제와 이산화탄소와 수분을 포함한 재생가스를 제공받을 수 있다. The second separator 600 may be provided with a regeneration gas containing absorbent, carbon dioxide, and moisture from the regeneration tower 200.

일예로, 제2 분리기(600)는 싸이클론일 수 있다. 제2 분리기(600)로 재생가스 및 흡수제가 유입될 시, 흡수제는 낙하하여 재생탑(200)으로 재 공급될 수 있으며, 재생가스는 열교환기(310)로 공급될 수 있다.For example, the second separator 600 may be a cyclone. When the regenerant gas and the absorbent are introduced into the second separator 600, the absorbent can be dropped and re-supplied to the regeneration tower 200, and the regeneration gas can be supplied to the heat exchanger 310.

열교환기(310)를 통해, 재생가스는 발전유닛(300)에 활용됨으로써, 에너지를 보다 효율적으로 사용할 수 있다. Through the heat exchanger 310, the regeneration gas is utilized in the power generation unit 300, so that energy can be used more efficiently.

본 실시예에 따른 이산화탄소 회수 및 발전 시스템은 기액분리기(400)를 더 포함할 수 있다. 기액분리기(400)는 열교환기(310)에서 열교환에 의해 냉각된 재생가스를 공급받아, 냉각된 재생가스로부터 이산화탄소와 수분을 분리시키도록 구성될 수 있다. 작동유체와 열교환된 재생가스는 응축되어, 기액분리기(400)에 공급될 수 있으며, 기액분리기(400)를 통해, 수분이 제거된 이산화탄소는 재생탑(200)으로 공급될 수 있다. 재생탑(200)은 수분이 제거된 이산화탄소를 제공받을 수 있다.The carbon dioxide recovery and power generation system according to the present embodiment may further include a gas-liquid separator 400. The gas-liquid separator 400 may be configured to receive the regeneration gas cooled by heat exchange in the heat exchanger 310 and to separate carbon dioxide and moisture from the cooled regeneration gas. The regeneration gas which has been heat-exchanged with the working fluid can be condensed and supplied to the gas-liquid separator 400, and the carbon dioxide from which moisture has been removed can be supplied to the regeneration tower 200 through the gas-liquid separator 400. The regeneration tower 200 can be supplied with the carbon dioxide from which moisture has been removed.

일예로, 기액분리기(400)에서 수분이 제거된 이산화탄소의 일부는 우회라인(420)을 따라 재생탑(200)으로 공급될 수 있으며, 나머지는 후처리부(900)로 공급되어, 정제, 액화, 압축하여, 이산화탄소를 회수할 수 있다.For example, a portion of the carbon dioxide from which moisture has been removed in the gas-liquid separator 400 may be supplied to the regeneration tower 200 along the bypass line 420 and the remainder may be supplied to the post-treatment unit 900 to purify, The carbon dioxide can be recovered by compression.

일예로, 재생탑(200)의 유동가스 제공부(미도시)로부터 유동가스가 유입되는 유동가스 유입라인(211)과 우회라인(420)은 연통될 수 있다. 유입라인(211)과 우회라인(420)의 연결지점에는 밸브(미도시)가 구비될 수 있다.For example, the flowing gas inflow line 211 into which the flowing gas flows from the fluidizing gas supply (not shown) of the regenerator 200 can be communicated with the bypass line 420. A valve (not shown) may be provided at a connection point between the inflow line 211 and the bypass line 420.

밸브(미도시) 조절에 의하여, 우회라인(420)을 통해 수분이 제거된 이산화탄소는 유동가스 유입구(210)로 선택적으로 공급될 수 있다.By the adjustment of the valve (not shown), the carbon dioxide from which moisture has been removed through the bypass line 420 can be selectively supplied to the flow gas inlet 210.

일예로, 흡수제가 과량의 수분과 접촉 시, 흡수제의 고착, 흡수제의 활성성분 침출, 과량의 수분 흡착에 따른 미세기공 차단(Blocking)으로 활성 저하, 수분과 지지체 및 활성성분과 반응으로 부반응물 생성 등이 발생될 수 있다.For example, when the absorbent is in contact with excessive moisture, the active agent is removed by adsorption of the absorbent, active ingredient leaching of the absorbent, micropore blocking due to excessive moisture adsorption, deactivation, Etc. may be generated.

우회라인(420)을 통해 수분이 제거된 이산화탄소는 유동가스 유입구(210)로 선택적으로 공급됨으로써, 수분이 제거된 이산화탄소는 재생탑(200)으로 공급되어, 수분에 의한 흡수제 고착, 흡수제의 물성저하 및 부반응 생성을 방지함으로써, 이산화탄소의 순도를 향상 및 흡수제의 내구성을 향상시킬 수 있다.흡수탑(100)으로부터 재생탑(200)으로 유입된 흡수제는 열공급부(290)에 의하여, 이산화탄소와 물이 분해되는데, 이 경우, 재생탑(200) 내부에 수분을 제거하기 위하여, 수분이 제거된 이산화탄소가 재생탑(200)에 활용됨으로써, 재생탑(200)은 수분을 없애기 위한 추가적인 장치를 설치하지 않아도 되는 특징이 있다. The carbon dioxide from which moisture has been removed through the bypass line 420 is selectively supplied to the flow gas inlet 210 so that the carbon dioxide from which moisture has been removed is supplied to the regeneration tower 200 to cause adhesion of the absorbent by moisture, The absorbent introduced into the regeneration tower 200 from the absorption tower 100 is decomposed by the heat supply part 290 into carbon dioxide and water, In this case, in order to remove moisture in the regeneration tower 200, water removed carbon dioxide is utilized in the regeneration tower 200, so that the regeneration tower 200 does not need an additional device for removing moisture .

재생가스는 발전유닛(300)에 활용 후, 다시 재생탑(200)으로 재활용될 수 있어, 에너지를 보다 효율적으로 사용할 수 있다. The regeneration gas can be recycled to the regeneration tower 200 after being utilized in the power generation unit 300, and energy can be used more efficiently.

일예로, 실시예 1에 따른 이산화탄소 회수 및 발전 시스템을 구동하고, 작동유체를 펜탄을 사용하였을 시, 재생탑의 재생가스의 온도가 250℃~350℃이고, 터빈(320)의 엔트로피 효율이92%로 측정되었다. 이산화탄소 회수 및 발전 시스템의 전체 압력(상압 운전)은 1bar, 흡수탑(100)에 사용되는 흡수제의 반응성인 흡수능은 2.5wt%, 흡수제가 반응하는 흡수탑(100)의 온도인 흡수온도는 70℃, 재생탑(200)의 온도로 제2분리기(600) 이후 가스 기류 온도인 재생온도는 250~350℃, 에너지 소비량은 포집설비(발전 유닛 제외) 운영에 필요한 전체 소비 에너지는4446.3~6219.5MJ/t, 전력생산량=0.46~0.49MW의 측정값이 나왔다. For example, when the carbon dioxide recovery and power generation system according to the first embodiment is driven and pentane is used as the working fluid, the temperature of the regeneration gas in the regeneration tower is 250 ° C. to 350 ° C. and the entropy efficiency of the turbine 320 is 92 %. The total pressure (atmospheric pressure operation) of the carbon dioxide recovery and power generation system is 1 bar, the absorption capacity of reactivity of the absorbent used in the absorption tower 100 is 2.5 wt%, and the absorption temperature, which is the temperature of the absorption tower 100, , The regeneration temperature of the gas stream temperature after the second separator 600 is 250 to 350 ° C after the second separator 600 and the total energy consumption required for the collection facility (except the power generation unit) is 4446.3 to 6219.5 MJ / t, and power production = 0.46 ~ 0.49MW.

일예로, 발전유닛(300)이 적용되지 않고, 흡수탑(100), 재생탑(200), 제1 분리기(500), 제2 분리기(600), 기수분리기(400)만 배치되고, 이산화탄소 농도가 약 13 vol.%인 배기가스가 흡수탑(100)에 제공된 10MW CO2 포집플랜트일 경우, 재생탑(200)의 재생가스가 열교환기를 거치지 않고, 기수분리기(400)를 통과하여, 수분이 제거된 이산화탄소가 재생탑(200)으로 제공되었을 시, 이산화탄소 제거율은 80% 이상, 재생탑(200) 온도는 250℃, 이산화탄소 순도는 90% 이상 유지되었으며, 압력=1bar, 흡수능=2.5wt%, 흡수온도=70℃, 재생온도=250℃, 에너지소비량=4446.3MJ/t로 측정되었다.For example, only the absorption tower 100, the regeneration tower 200, the first separator 500, the second separator 600, and the water separator 400 are disposed without the power generation unit 300, The regeneration gas in the regeneration tower 200 passes through the water separator 400 without passing through the heat exchanger and the water is removed from the water separator 400. [ The carbon dioxide removal rate was 80% or more, the regenerator 200 temperature was 250 ° C, the carbon dioxide purity was 90% or more, the pressure was 1 bar, the absorption capacity was 2.5 wt%, and the absorbed carbon dioxide Temperature = 70 占 폚, regeneration temperature = 250 占 폚, energy consumption = 4446.3 MJ / t.

실시예Example 2 2

도 2는 본 발명의 실시예 2에 따른 이산화탄소 회수 및 발전 시스템을 나타낸 간략도이며, 도 5 내지 6은 제1 및 2 분리기를 나타낸 간략도이다. 도 2 및 도 5 내지 6을 참고하여 설명한다.FIG. 2 is a schematic view showing a carbon dioxide recovery and power generation system according to a second embodiment of the present invention, and FIGS. 5 to 6 are schematic views showing first and second separators. Will be described with reference to Fig. 2 and Figs. 5 to 6. Fig.

실시예 2에 따른 이산화탄소 회수 및 발전 시스템은 전술한 실시예 1에 따른 이산화탄소 회수 및 발전 시스템과 제1 및 2 분리기(500,600), 냉각기(700)에서 일부 차이가 있다. 이하에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조번호를 사용하고, 중복되는 설명은 생략한다.The carbon dioxide recovery and power generation system according to the second embodiment has some differences in the carbon dioxide recovery and power generation system according to the first embodiment and the first and second separators 500 and 600 and the cooler 700 according to the first embodiment. In the following, the same reference numerals are used for the same constituent elements, and redundant explanations are omitted.

도 2 및 5에 도시된 바와 같이, 제1 분리기(500)는 흡수탑(100)으로부터 이산화탄소를 흡착한 흡수제와 잔류가스를 제공받는 제1 유입구(510)와, 제1 유입구(510)보다 상대적으로 하부에 배치되되 일정한 중량 이상을 낙하시키는 제1 하부 배출구(530)와, 제1 유입구(510)보다 상대적으로 상부에 배치되며, 잔류가스를 배출시키는 제1 상부 배출구(520)가 구비될 수 있다.As shown in FIGS. 2 and 5, the first separator 500 includes a first inlet 510 provided with an absorbent absorbing carbon dioxide from the absorption tower 100 and a residual gas, A first lower discharge port 530 disposed below the first discharge port 530 for dropping a predetermined weight or more and a first upper discharge port 520 disposed above the first inlet 510 and discharging the residual gas, have.

제1 유입구(510) 및 제1 상부 배출구(520) 및 제1 하부 배출구(530)는 서로 연통되게 형성된 제1 내부유로를 형성할 수 있으며, 제1 내부유로의 외측에는 보온부재(540)가 구비될 수 있다.The first inlet port 510 and the first upper outlet port 520 and the first lower outlet port 530 may form a first internal flow path communicating with each other. On the outer side of the first internal flow path, a heat insulating member 540 .

흡수탑(100)과 제1 유입구(510)는 제1 유로(110)를 통해 연결될 수 있으며, 흡수탑(100)으로부터 이산화탄소를 흡착한 흡수제와 잔류가스는 제1 유입구(510)로 안내될 수 있다. 제1 하부 배출구(530)와 재생탑(200)은 제2 유로(120)를 통해 연결될 수 있으며, 제1 유로(110)를 통해, 제1 하부 배출구(530)로 통과된 이산화탄소를 흡착한 흡수제는 재생탑(200)으로 안내될 수 있다. 일예로, 제1 분리기(500)는 싸이클론일 수 있다. 싸이클론에 한정하지 않고, 흡수제와 잔류가스를 분리하는 구조이면 모든 적용가능하다.The absorption tower 100 and the first inlet 510 may be connected to each other through the first flow path 110. The absorbent and the residual gas adsorbing the carbon dioxide from the absorption tower 100 may be guided to the first inlet 510 have. The first bottom outlet 530 and the regenerator 200 may be connected to each other through the second flow path 120. The first bottom outlet 530 may be connected to the absorbent Can be guided to the regeneration tower 200. For example, the first separator 500 may be a cyclone. The present invention is not limited to a cyclone, and can be applied to any structure that separates an absorbent and a residual gas.

제1 분리기(500)는 이산화탄소를 흡착한 흡수제와, 흡수제에 의해 배기가스에서 이산화탄소가 제거된 가스인 잔류가스를 흡수탑(100)으로부터 제공받아, 흡수제와 잔류가스를 분리하여, 흡수제를 재생탑(200)으로 제공하고, 잔류가스를 제1 상부 배출구(520)를 통해 배출할 수 있다.The first separator 500 receives the absorbent absorbed by carbon dioxide and the residual gas which is a gas from which carbon dioxide has been removed from the exhaust gas by the absorbent from the absorption tower 100 to separate the absorbent and the residual gas, (200), and the residual gas can be discharged through the first upper outlet (520).

제1 분리기(500)는 재생가스로부터 열원을 공급받을 수 있다. 제1 분리기(500)는 흡수제와 잔류가스의 분리를 촉진하기 위한 열을 재생가스로부터 공급받을 수 있다. 열교환기(310)는 제1 분리기(500)를 거친 재생가스를 제공받을 수 있다.  The first separator 500 can receive a heat source from the regeneration gas. The first separator 500 may be supplied with heat from the regeneration gas to promote the separation of the absorbent and the residual gas. The heat exchanger 310 may be supplied with the regeneration gas through the first separator 500.

제2 분리기(600)는 재생탑(200)으로유입된 흡수제와 재생과정에서 발생하는 재생가스(이산화탄소 및 수증기)를 분리시키도록 구성될 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 제2 분리기(600)는 재생탑(200)으로부터 흡수제와 이산화탄소와 수분을 포함한 재생가스를 제공받는 제2 유입구(610)와, 제2 유입구(610)보다 상대적으로 하부에 배치되되 일정한 중량 이상을 낙하시키는 제2 하부 배출구(630)와, 제2 유입구(610)보타 상대적으로 상부에 배치되며, 흡수제를 제외한 재생가스를 배출시키는 제2 상부 배출구(620)가 구비될 수 있다.The second separator 600 may be configured to separate the absorbent introduced into the regeneration tower 200 from the regeneration gas (carbon dioxide and water vapor) generated during the regeneration process. 6, the second separator 600 includes a second inlet 610 that receives a regeneration gas containing absorbent, carbon dioxide, and moisture from the regeneration tower 200, and a second inlet 610 that is relatively And a second upper discharge port 620 for discharging the regeneration gas except for the absorbent, which is disposed on the upper portion of the second inlet 610, .

일예로, 제2 유입구(610)로 재생가스 및 흡수제가 유입될 시, 흡수제는 제2 하부 배출구(630)를 통해 낙하되어 재생탑(200)으로 재 공급될 수 있으며, 제2 상부배출구(620)으로 배출되는 재생가스는 보온부재(540)가 설치된 제1 분리기(500)로 유동될 수 있다. For example, when the regeneration gas and the absorbent are introduced into the second inlet 610, the absorbent may be dropped through the second lower outlet 630 and re-supplied to the regenerator 200, and the second upper outlet 620 Can be flowed to the first separator 500 provided with the heat retaining member 540.

열공급부(290)에 의하여, 흡수제는 재생되어, 재생탑(200)으로 재 공급될 수 있으며, 재생가스는 보온부재(540)를 지나 열교환기(310)로 유동될 수 있다.The absorbent can be regenerated and re-supplied to the regeneration tower 200 by the heat supply unit 290 and the regeneration gas can flow to the heat exchanger 310 through the heat retaining member 540. [

재생가스는 보온부재(540)를 통해, 흡수제와 잔류가스의 분리를 촉진하기 위한) 열을 제공한 후, 열교환기(310)로 공급될 수 있다. The regeneration gas may be supplied to the heat exchanger 310 after providing heat (to promote separation of the absorbent and residual gas) through the warming member 540.

이는, 재생가스의 열원은 제1 분리기(500)에 활용된 후, 열교환기(310)로 공급될 수 있다.This is because the heat source of the regeneration gas can be utilized in the first separator 500 and then supplied to the heat exchanger 310.

재생탑(200)에 공급된 유동가스 및 재생가스는 제2 분리기(600), 보온부재(540)를 거쳐, 열교환기(310)로 공급된 후, 기액분리기(400)로 공급될 수 있다.The flowing gas and the regeneration gas supplied to the regeneration tower 200 may be supplied to the gas-liquid separator 400 after being supplied to the heat exchanger 310 via the second separator 600, the warming member 540, and the like.

본 실시예에 따른 이산화탄소 회수 및 발전 시스템은 냉각기(700)를 더 포함할 수 있다. 냉각기(700)는 재생탑(200)에서 재생된 흡수제를 제공받아 냉각시킨 후에 흡수탑(100)으로 제공할 수 있다.The carbon dioxide recovery and power generation system according to the present embodiment may further include a cooler 700. The cooler 700 may be provided with the absorbent regenerated in the regeneration tower 200 and may be cooled and then supplied to the absorption tower 100.

일예로, 우회라인(420)은 냉각기(700)를 거친 후, 유입라인(211)과 연결될 수 있다. 냉각기(700)는 내부 열교환기(미도시)가 구비될 수 있으며, 기액분리기에서 분리된 이산화탄소는 우회라인(420)을 통해, 내부 열교환기로 공급된 후를 유입라인(211)으로 유동될 수 있다.For example, the bypass line 420 may be connected to the inflow line 211 after passing through the cooler 700. The cooler 700 may be equipped with an internal heat exchanger (not shown), and the carbon dioxide separated from the gas-liquid separator may be supplied to the internal heat exchanger through the bypass line 420 and then flow into the inflow line 211 .

기액분리기(400)에서 분리된 이산화탄소는 우회라인(420)을 거쳐 냉각기(700)의 내부 열교환기(미도시)로 공급되어 흡수제를 냉각시킬 수 있다.The carbon dioxide separated from the gas-liquid separator 400 may be supplied to the internal heat exchanger (not shown) of the cooler 700 through the bypass line 420 to cool the absorbent.

일예로, 우회라인(420)은 흡수탑(100)을 거친후, 냉각기(700)와 연결된 구성 또한 가능하다. 흡수탑(100)의 경우, 발열반응 시 50~70°C가 적합하나, 흡수탑(100)의 온도가 120°C 일 경우, 기액분리기(400)에서 분리된 이산화탄소는 흡수탑(100)을 냉각시킨 후, 냉각기(700)의 내부 열교환기(미도시)로 공급될 수 있다. 이는, 기액분리기(400)에서 분리된 이산화탄소가 흡수탑(100)에 활용됨으로써, 흡수탑(100)은 추가적인 냉각유체를 사용하지 않아도 되는 특징이 있다.For example, the bypass line 420 may also be connected to the cooler 700 after passing through the absorption tower 100. When the temperature of the absorption tower 100 is 120 ° C, the carbon dioxide separated from the gas-liquid separator 400 is separated into the absorption tower 100 Cooled, and then supplied to an internal heat exchanger (not shown) of the cooler 700. This is because the carbon dioxide separated in the gas-liquid separator 400 is utilized in the absorption tower 100, so that the absorption tower 100 does not need to use an additional cooling fluid.

재생가스는 발전유닛(300)에 활용된 후, 냉각기(700)를 거쳐 흡수제의 냉각에 활용된 후에, 다시 재생탑(200)으로 제공됨으로써, 에너지를 보다 효율적으로 사용할 수 있으며, 흡수제가 냉각됨으로써, 재생 효율을 높일 수 있다.The regeneration gas is utilized in the power generation unit 300 and then used for cooling the absorbent through the cooler 700 and then supplied to the regeneration tower 200 so that energy can be used more efficiently and the absorbent is cooled , The reproduction efficiency can be increased.

이는, 수분이 제거된 이산화탄소를 재생탑(200)으로 공급시킴으로써, 수분에 의한 흡수제 고착, 흡수제의 물성저하 및 부반응 생성을 방지함으로써, 이산화탄소의 순도를 향상시킬 수 있다.This can improve the purity of carbon dioxide by preventing the adsorption of the absorbent by moisture, the lowering of the physical properties of the absorbent and the generation of side reactions by supplying the carbon dioxide from which moisture has been removed to the regenerator 200.

실시예Example 3 3

도 3은 본 발명의 실시예 3에 따른 이산화탄소 회수 및 발전 시스템을 나타낸 간략도이다. 실시예 3에 따른 이산화탄소 회수 및 발전 시스템은 전술한 실시예 1에 따른 이산화탄소 회수 및 발전 시스템과 발전유닛에서 일부 차이가 있다. 이하에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조번호를 사용하고, 중복되는 설명은 생략한다.3 is a schematic view showing a carbon dioxide recovery and power generation system according to a third embodiment of the present invention. The carbon dioxide recovery and power generation system according to the third embodiment is different in some respects from the carbon dioxide recovery and power generation system according to the first embodiment and the power generation unit. In the following, the same reference numerals are used for the same constituent elements, and redundant explanations are omitted.

도 3에 도시된 바와 같이, 발전유닛(301)은 초임계 이산화탄소 발전장치일 수 있다. 작동유체는 초임계 이산화탄소일 수 있다. As shown in Fig. 3, the power generation unit 301 may be a supercritical carbon dioxide power generation apparatus. The working fluid may be supercritical carbon dioxide.

발전유닛(301)은 압축기(380), 복열기(360)를 더 포함할 수 있다. 압축기(380)는 작동유체인 초임계 이산화탄소를 압축하도록 구성될 수 있으며, 복열기(360)는 압축기(380)에서 배출되는 작동유체와, 터빈(320)에서 배출되는 작동유체를 열교환시키도록 구성될 수 있다. The power generation unit 301 may further include a compressor 380 and a heat recovery unit 360. The compressor 380 may be configured to compress supercritical carbon dioxide, which is the hydraulic fluid, and the heat recovery unit 360 is configured to heat-exchange the working fluid discharged from the compressor 380 and the working fluid discharged from the turbine 320 .

복열기(360)에 의하여, 압축기(380)로부터 압축된 작동유체는 터빈(320) 구동후 배출되는 작동유체에 의하여 예열될 수 있다.The working fluid compressed from the compressor 380 can be preheated by the working fluid discharged after driving the turbine 320 by the heat exchanger 360. [

순환라인(303) 상에 열교환기(310), 터빈(320) 및 압축기(380)는 작동유체의 순환방향을 따라 차례차례 위치할 수 있다. 순환라인(303)을 따라 유동하는 작동유체는 열교환기(310)에 의하여, 재생가스로부터 열을 제공받은 후, 터빈(320)을 구동시켜, 발전기(330)를 통해 전력을 생산할 수 있다. On the circulation line 303, the heat exchanger 310, the turbine 320, and the compressor 380 can be sequentially positioned along the circulation direction of the working fluid. The working fluid flowing along the circulation line 303 can be supplied with heat from the regeneration gas by the heat exchanger 310 and then driven by the turbine 320 to produce electric power through the generator 330.

터빈(320)을 통과한 작동유체는 복열기(360)를 거쳐, 응축기(370)로 공급될 수 있으며, 응축기(370)를 통해, 작동유체는 응축되어 냉각된 후, 압축기(380)로 공급될 수 있다. 순환라인(303)을 따라 유동하여, 압축기(380)로 공급될 수 있다.The working fluid that has passed through the turbine 320 can be supplied to the condenser 370 via the heat exchanger 360 and the working fluid is condensed and cooled through the condenser 370 and then supplied to the compressor 380 . Flows along the circulation line 303 and can be supplied to the compressor 380. [

일예로, 실시예 3에 따른 이산화탄소 회수 및 발전 시스템을 구동하고, 작동유체를 초임계 이산화탄소를 사용하였을 시, 재생탑의 재생가스의 온도가 250℃~350℃이고, 터빈(320)의 엔트로피 효율이 92%로 측정되었으며, 압력=1bar, 흡수능=2.5wt%, 흡수온도=70℃, 재생온도=250~350℃, 에너지소비량=4446.3~6219.5MJ/t, 전력생산량=0.14~0.29MW로 측정되었다.For example, when the carbon dioxide recovery and power generation system according to the third embodiment is operated and supercritical carbon dioxide is used as the working fluid, the temperature of the regeneration gas in the regeneration tower is 250 ° C. to 350 ° C. and the entropy efficiency And the power consumption was 0.14 to 0.29 MW. The measured values were as follows: pressure = 1 bar, absorption capacity = 2.5 wt%, absorption temperature = 70 ° C., regeneration temperature = 250 to 350 ° C., energy consumption = 4446.3 to 6219.5 MJ / .

실시예Example 4 4

도 4는 본 발명의 실시예 4에 따른 이산화탄소 회수 및 발전 시스템을 나타낸 간략도이다. 실시예 4에 따른 이산화탄소 회수 및 발전 시스템은 전술한 실시예 2에 따른 이산화탄소 회수 및 발전 시스템과 발전유닛에서 일부 차이가 있다. 이하에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조번호를 사용하고, 중복되는 설명은 생략한다.4 is a schematic view showing a carbon dioxide recovery and power generation system according to a fourth embodiment of the present invention. The carbon dioxide recovery and power generation system according to the fourth embodiment is different in some respects from the carbon dioxide recovery and power generation system according to the second embodiment and the power generation unit. In the following, the same reference numerals are used for the same constituent elements, and redundant explanations are omitted.

도 4에 도시된 바와 같이, 발전유닛(301)은 초임계 이산화탄소 발전장치일 수 있으며, 작동유체는 초임계 이산화탄소일 수 있다. 도 4의 발전유닛(301)은 도 3의 발전유닛(301)과 동일할 수 있다.As shown in Fig. 4, the power generation unit 301 may be a supercritical carbon dioxide generator, and the working fluid may be supercritical carbon dioxide. The power generation unit 301 of FIG. 4 may be the same as the power generation unit 301 of FIG.

순환라인(303)을 따라 유동하는 초임계 이산화탄소는 열교환기(310)에 의하여, 재생가스로부터 열을 제공받은 후, 터빈(320)을 구동시켜, 발전기(330)를 통해 전력을 생산할 수 있다. The supercritical carbon dioxide flowing along the circulation line 303 can be supplied with heat from the regeneration gas by the heat exchanger 310 and then can drive the turbine 320 to generate electric power through the generator 330.

터빈(320)을 통과한 작동유체는 복열기(360)를 거쳐, 응축기(370)로 공급될 수 있으며, 응축기(370)를 통해, 작동유체는 응축되어 냉각된 후, 압축기(380)로 공급될 수 있다. The working fluid that has passed through the turbine 320 can be supplied to the condenser 370 via the heat exchanger 360 and the working fluid is condensed and cooled through the condenser 370 and then supplied to the compressor 380 .

도 1 내지 도 4의 발전유닛(300,301)의 구조에 한정하지 않고, 전력을 생산할 수 있는 구조이면 모든 적용이 가능하다. The present invention is not limited to the structure of the power generating units 300 and 301 shown in Figs. 1 to 4, and can be applied to any structure capable of generating electric power.

이는, 이산화탄소를 분리 및 회수하는데 소비되는 열원을 발전유닛(300,301)을 통해 전력을 생산할 수 있어, 에너지 사용의 효율성을 높일 수 있는 특징이 있다.This is because the heat source consumed for separating and recovering carbon dioxide can generate electric power through the power generation units 300 and 301, thereby improving the efficiency of energy use.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.

100: 흡수탑 200: 재생탑
300, 301: 발전유닛 310: 열교환기
500: 제1 분리기 600: 제2 분리기
700: 냉각부 900: 후처리부
100: absorption tower 200: regeneration tower
300, 301: power generation unit 310: heat exchanger
500: first separator 600: second separator
700: Cooling section 900: Postprocessing section

Claims (8)

배기가스가 유입되는 유입구가 구비되며, 상기 배기가스 중의 이산화탄소를 흡착하기 위한 흡수제가 내부에 수용되는 흡수탑;
상기 흡수탑으로부터 상기 이산화탄소를 흡착한 흡수제를 제공받고, 상기 흡수제를 가열하여, 상기 흡수제로부터 상기 이산화탄소를 분리시킴으로써, 상기 이산화탄소와 수분을 포함한 재생가스를 생성하는 재생탑;
상기 재생가스를 제공받아 상기 재생가스로부터 열을 회수하고, 회수한 열에 기초해서 터빈을 구동하여 발전하는 발전유닛;
을 포함하는 이산화탄소 회수 및 발전 시스템.
An absorption tower having an inlet through which exhaust gas is introduced and in which an absorbent for adsorbing carbon dioxide in the exhaust gas is accommodated;
A regeneration tower that receives the absorbent absorbing the carbon dioxide from the absorption tower and heats the absorbent to separate the carbon dioxide from the absorbent to generate a regeneration gas containing the carbon dioxide and moisture;
A power generation unit that receives the regeneration gas, recovers heat from the regeneration gas, and generates power by driving the turbine based on the recovered heat;
Wherein the carbon dioxide recovery and power generation system comprises:
청구항 1에 있어서,
상기 발전유닛은, 작동유체가 순환하는 순환라인 중에 마련되고, 상기 작동유체와, 상기 제공받은 재생가스를 열교환시키는 열교환기를 포함하며,
상기 터빈은, 상기 열교환기에서 상기 재생가스에 의해 가열된 작동유체를 제공받아 작동하는 이산화탄소 회수 및 발전 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the power generation unit is provided in a circulation line through which a working fluid circulates and includes a heat exchanger for exchanging heat between the working fluid and the supplied regeneration gas,
Wherein the turbine is operated by receiving a working fluid heated by the regeneration gas in the heat exchanger.
청구항 2에 있어서,
상기 발전유닛은, 상기 작동유체를 응축시키는 응축기와, 상기 작동유체를 압축하는 압축기를 더 포함하는 유기랭킨사이클 장치이며,
상기 열교환기, 상기 터빈, 상기 응축기 및 상기 압축기는 상기 순환라인 상에 상기 작동유체의 순환방향을 따라 차례차례 위치하는 이산화탄소 회수 및 발전 시스템.
The method of claim 2,
Wherein the power generation unit further comprises a condenser for condensing the working fluid and a compressor for compressing the working fluid,
Wherein the heat exchanger, the turbine, the condenser, and the compressor are sequentially positioned along the circulation direction of the working fluid on the circulation line.
청구항 2에 있어서,
상기 발전유닛은,
상기 작동유체인 초임계 이산화탄소를 압축하는 압축기; 및
상기 압축기에서 배출되는 작동유체와, 상기 터빈에서 배출되는 작동유체를 열교환시키는 복열기를 더 포함하는 초임계 이산화탄소 발전장치이며,
상기 열교환기, 상기 터빈 및 상기 압축기는 상기 순환라인 상에 상기 작동유체의 순환방향을 따라 차례차례 위치하는 이산화탄소 회수 및 발전 시스템.
The method of claim 2,
The power generation unit includes:
A compressor for compressing supercritical carbon dioxide as the hydraulic oil; And
Further comprising a recuperator for exchanging heat between a working fluid discharged from the compressor and a working fluid discharged from the turbine, the supercritical carbon dioxide generating device comprising:
Wherein the heat exchanger, the turbine, and the compressor are sequentially positioned along the circulation direction of the working fluid on the circulation line.
청구항 2에 있어서,
상기 이산화탄소를 흡착한 흡수제와, 상기 흡수제에 의해 상기 배기가스에서 상기 이산화탄소가 제거된 가스인 잔류가스를 상기 흡수탑으로부터 제공받아, 상기 흡수제와 상기 잔류가스를 분리하고, 상기 흡수제를 상기 재생탑으로 제공하기 위한 제1 분리기를 더 포함하며,
상기 제1 분리기는, 상기 흡수제와 상기 잔류가스의 분리를 촉진하기 위한 열을 상기 재생가스로부터 공급받고,
상기 열교환기는, 상기 제1 분리기를 거친 재생가스를 제공받는 이산화탄소 회수 및 발전 시스템.
The method of claim 2,
The absorbent absorbing the carbon dioxide and the residual gas being the gas from which the carbon dioxide has been removed from the exhaust gas by the absorbent is supplied from the absorption tower to separate the absorbent and the residual gas, Further comprising a first separator for delivering the first liquid,
Wherein the first separator is supplied with heat for promoting the separation of the absorbent and the residual gas from the regeneration gas,
Wherein the heat exchanger is provided with a regeneration gas passing through the first separator.
청구항 2에 있어서,
상기 열교환기에서 열교환에 의해 냉각된 재생가스를 공급받아, 상기 냉각된 재생가스로부터 상기 이산화탄소와 상기 수분을 분리시키는 기액분리기를 더 포함하며,
상기 재생탑은, 상기 기액분리기에서 분리된 이산화탄소를 제공받는 이산화탄소 회수 및 발전 시스템.
The method of claim 2,
Further comprising a gas-liquid separator for receiving the regeneration gas cooled by heat exchange in the heat exchanger and separating the carbon dioxide and the water from the cooled regeneration gas,
The regeneration tower is provided with carbon dioxide separated from the gas-liquid separator.
청구항 6에 있어서,
상기 재생탑에서 재생된 상기 흡수제를 제공받아 냉각시킨 후에 상기 흡수탑으로 제공하기 위한 냉각기를 더 포함하고,
상기 냉각기는, 상기 기액분리기에서 분리된 이산화탄소를 제공받아 상기 흡수제의 냉각에 활용하고,
상기 재생탑은, 상기 냉각기를 거친 이산화탄소를 제공받는 이산화탄소 회수 및 발전 시스템.
The method of claim 6,
Further comprising a cooler for receiving and regenerating the absorbent recovered in the regeneration tower and providing it to the absorption tower,
The cooler may be provided with carbon dioxide separated from the gas-liquid separator and used for cooling the absorbent,
Wherein the regeneration tower is provided with carbon dioxide through the cooler.
청구항 1에 있어서,
상기 재생탑은 상기 흡수제를 가열시키기 위하여, 열공급부가 구비된 이산화탄소 회수 및 발전 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the regeneration tower is provided with a heat supply unit for heating the absorbent.
KR1020170181298A 2017-12-27 2017-12-27 Carbon dioxide recovery and power generation system Active KR102319957B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170181298A KR102319957B1 (en) 2017-12-27 2017-12-27 Carbon dioxide recovery and power generation system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170181298A KR102319957B1 (en) 2017-12-27 2017-12-27 Carbon dioxide recovery and power generation system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190079235A true KR20190079235A (en) 2019-07-05
KR102319957B1 KR102319957B1 (en) 2021-11-01

Family

ID=67225289

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170181298A Active KR102319957B1 (en) 2017-12-27 2017-12-27 Carbon dioxide recovery and power generation system

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102319957B1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115324876A (en) * 2022-08-31 2022-11-11 泉州装备制造研究所 Compressed air energy storage and carbon capture coupling system
KR20240047156A (en) * 2022-10-04 2024-04-12 주식회사 에코프로에이치엔 Carbon dioxide recovery system
KR102741284B1 (en) * 2023-09-27 2024-12-10 고등기술연구원연구조합 Carbon dioxide separation and recovery system

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002011326A (en) * 2000-06-30 2002-01-15 Toshiba Corp Carbon dioxide recovering apparatus
JP2012087759A (en) * 2010-10-22 2012-05-10 Toshiba Corp Carbon dioxide recovery method and carbon-dioxide-recovery-type steam power generation system
JP2012106180A (en) * 2010-11-17 2012-06-07 Toshiba Corp Carbon dioxide recovery apparatus and carbon dioxide recovery method
KR20140129891A (en) * 2013-04-30 2014-11-07 현대제철 주식회사 Carbon dioxide scrubber and apparatus for treating bfg having the same
KR20160059730A (en) * 2014-11-19 2016-05-27 한국에너지기술연구원 Supercritical carbon dioxide power plant

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002011326A (en) * 2000-06-30 2002-01-15 Toshiba Corp Carbon dioxide recovering apparatus
JP2012087759A (en) * 2010-10-22 2012-05-10 Toshiba Corp Carbon dioxide recovery method and carbon-dioxide-recovery-type steam power generation system
JP2012106180A (en) * 2010-11-17 2012-06-07 Toshiba Corp Carbon dioxide recovery apparatus and carbon dioxide recovery method
KR20140129891A (en) * 2013-04-30 2014-11-07 현대제철 주식회사 Carbon dioxide scrubber and apparatus for treating bfg having the same
KR20160059730A (en) * 2014-11-19 2016-05-27 한국에너지기술연구원 Supercritical carbon dioxide power plant

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115324876A (en) * 2022-08-31 2022-11-11 泉州装备制造研究所 Compressed air energy storage and carbon capture coupling system
KR20240047156A (en) * 2022-10-04 2024-04-12 주식회사 에코프로에이치엔 Carbon dioxide recovery system
KR102741284B1 (en) * 2023-09-27 2024-12-10 고등기술연구원연구조합 Carbon dioxide separation and recovery system

Also Published As

Publication number Publication date
KR102319957B1 (en) 2021-11-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5725992B2 (en) CO2 recovery equipment
CN102562191B (en) Carbon dioxide recovery method and carbon-dioxide-recovery-type steam power generation system
CN103501876B (en) Process for carbon dioxide recovery and device
CA2800191C (en) Co2 capture system by chemical absorption
JP5922451B2 (en) CO2 recovery device
US9433890B2 (en) Dehydration equipment, gas compression system, and dehydration method
JP5638262B2 (en) CO2 recovery apparatus and CO2 recovery method
CN108679682B (en) It recycles thermal power plant dry method and traps CO2Process waste heat and the system for being used for heat supply
JP2011000525A (en) Co2 recovering device and co2 recovering method
JP6820639B1 (en) Carbon dioxide recovery system
WO2011132660A1 (en) Exhaust gas treatment system having carbon dioxide removal device
CN108136321A (en) For CO2The method and apparatus of trapping
JP2012000538A (en) Method and apparatus for recovering carbon dioxide
KR20130039185A (en) Dry sorbent co2 capturing device with improving energy efficiency
WO2012067101A1 (en) Method and device for controlling system for chemically absorbing carbon dioxide
JP2012037180A (en) Thermal power generation system with co2 removing facility
KR20190079235A (en) Carbon dioxide recovery and power generation system
CN218077173U (en) Coke oven flue gas carbon dioxide capture system
CA2894307C (en) Co2 recovery system
WO2013114937A1 (en) Carbon dioxide recovery system
CA2814470C (en) Co2 recovery system
CN215486191U (en) Device system for capturing energy of carbon dioxide analysis tower by amine method
JP2013202612A (en) Exhaust gas treatment system
KR101951047B1 (en) Apparatus for capturing CO2 using chemical solvent
CN221376002U (en) Coal-fired cogeneration system integrating absorption heat pump and carbon trapping device

Legal Events

Date Code Title Description
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20171227

PG1501 Laying open of application
PA0201 Request for examination

Patent event code: PA02012R01D

Patent event date: 20201023

Comment text: Request for Examination of Application

Patent event code: PA02011R01I

Patent event date: 20171227

Comment text: Patent Application

E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20210722

Patent event code: PE09021S01D

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20211022

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20211026

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20211027

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration