초록 ▼

본 발명은 연소가스에 포함되어 배출되는 이산화탄소(C02)를 안전하고 경제적으로 제거하는 방법에 관한 것으로, 이산화탄소를 역삼투막을 통해 농축하고, 바이폴라막 및 이온교환막을 이용한 물분해전기투석장치(WSED; Water-splitting electrodialysis)를 통해 알카리화한 해수속의 성분들과 반응시키면서 분무건조과정을 통해 이를 건조하고, 수분을 제거함으로써 결정화된 탄산염 및 소금의 형태로 회수하고, 건조과정을 통해 나온 수분 및 잔여 이산화탄소를 찬 해수를 이용하여 응축시켜 담수로서 회수하는 방법 및 장치에 관한

본 발명은 연소가스에 포함되어 배출되는 이산화탄소(C02)를 안전하고 경제적으로 제거하는 방법에 관한 것으로, 이산화탄소를 역삼투막을 통해 농축하고, 바이폴라막 및 이온교환막을 이용한 물분해전기투석장치(WSED; Water-splitting electrodialysis)를 통해 알카리화한 해수속의 성분들과 반응시키면서 분무건조과정을 통해 이를 건조하고, 수분을 제거함으로써 결정화된 탄산염 및 소금의 형태로 회수하고, 건조과정을 통해 나온 수분 및 잔여 이산화탄소를 찬 해수를 이용하여 응축시켜 담수로서 회수하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 또한 이를 입경분리기 등을 사용하여 이산화탄소를 탄산칼슘, 탄산나트륨, 탄산마그네슘, 탄산철, 소금 등으로 결정화 상태로 분리하는 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이기도 하다.더욱 상세하게는 이산화탄소(CO2)를 해수에 포함되어 있는 칼슘이온, 마그네슘이온, 철이온, 나트륨이온 등의 양이온과 결합시켜서 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 탄산철, 탄산나트륨 등의 결정체로 회수하는 것을 말한다. 이때 보다 효율적이고 경제적으로 이산화탄소를 반응시키기 위하여 RO막(역삼투막)을 통한 해수의 농축과정과 바이폴라막(Bipolar Membranes) 및 이온교환막을 이용한 물분해전기투석장치를 통한 알카리화 공정을 거칠 필요가 있다. 이 공정은 이산화탄소가 해수 속의 양이온 성분들과 반응하기 위해서는 해수속의 음이온인 황산이온(SO42-), 염소이온(Cl-) 등이 양이온과 결합되어 있는 것을 차단할 필요가 있기 때문이다. 바이폴라막 및 전기투석(이온교환막)의 조합을 통해 해수속의 물을 분해하여 H+와 OH-를 만들고 이를 전기투석(이온교환막)을 통해 해수속의 성분들과 조합하여 한쪽은 OH- 이온과 양이온을 결합시켜서 수산화나트륨(NaOH) 등이 다량 함유된 알카리 해수로 만들고 다른 한쪽은 H+ 이온과 음이온인 황산이온, 염소이온을 결합시켜서 산성해수를 만든 후 알카리 해수를 이용하여 이산화탄소와의 반응성을 높이고 반응량을 획기적으로 증대시키고자 하는 것이다. 이렇게 할 경우 이산화탄소가 해수와 결합하는 양 및 반응하는 속도가 획기적으로 증대하게 되어 목표로 하는 이산화탄소의 제거량이 증가하게 되고 해수의 투입 및 분무건조량을 줄여서 전체공정에서 에너지 및 설비 효율을 높일 수 있다.

대표청구항 ▼

1) 해수를 전처리 후 1차 역삼투막에 통과시켜 농축수와 탈염수를 제조하는 단계; 2) 상기 농축수를 바이폴라막 및 이온교환막을 이용한 물분해전기투석장치에 통과시켜 알카리 농축수로 전환시키는 단계; 3) 알카리화된 농축수를 이산화탄소가 포함된 열풍과 함께 분무하여 이산화탄소와 알카리 농축수에 포함되어 있는 이온들과 반응시키면서 건조과정을 통해 결정화시키는 단계; 4) 건조 결정화되어 생성된 결정체를 수거하여 입경분리기를 통하거나, 용해도 또는 비중에 따라 분리 추출하는 단계; 5) 상기 건조과정을 통해 배출되는 수분을 함유한 공기를

1) 해수를 전처리 후 1차 역삼투막에 통과시켜 농축수와 탈염수를 제조하는 단계; 2) 상기 농축수를 바이폴라막 및 이온교환막을 이용한 물분해전기투석장치에 통과시켜 알카리 농축수로 전환시키는 단계; 3) 알카리화된 농축수를 이산화탄소가 포함된 열풍과 함께 분무하여 이산화탄소와 알카리 농축수에 포함되어 있는 이온들과 반응시키면서 건조과정을 통해 결정화시키는 단계; 4) 건조 결정화되어 생성된 결정체를 수거하여 입경분리기를 통하거나, 용해도 또는 비중에 따라 분리 추출하는 단계; 5) 상기 건조과정을 통해 배출되는 수분을 함유한 공기를 해수의 차가운 온도를 이용하여 냉각하여 응축 액화시킴으로써 담수를 확보하는 단계; 6) 상기 액화 과정에서 잔류 이산화탄소를 수분과 반응시켜 물에 용존된 상태로 회수하는 단계;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 알카리화된 해수를 이용한 연소배출가스 중 이산화탄소 제거 방법.