일반기술

화력발전소 연소가스로부터 고순도의 이산화탄소를 회수하기 위한 압력변동 흡착장치 및 이를 이용한 이산화탄소 회수방법

일반적으로 혼합기체를 분리하는데는 흡수, 막분리 및 흡착공정 등을 주로 사용하고 있으며 그 중에서 흡착원리를 이용한 압력변동흡착공정은 중·소규모 공정을 대상으로 하여 투자비와 에너지 비용이 적게 소요되므로 많은 발전을 거듭해왔다. 압력변동 흡착공정의 특징은 특정물질을 잘 흡착하는 흡착제를 사용시 특히, 높은 압력에서의 흡착량이 낮은 압력에서의 흡착량보다 많다는 성질을 이용하여 압력을 변화시키면서 흡착과 탈착을 반복하며 기체 혼합물을 분리하는 흡착기술로서 공정으로 확립된지 약 30년 정도 사용되고 있다.본 기술은 강한 흡착능인 이산화탄소의 회수를 위하여 흡착제로 활성탄을 사용하여 기존의 가압, 흡착, 감압, 진공탈착의 4단계를 기초로 하고 감압단계의 방향에 따른 영향, 감압단계에서 손실되는 이산화탄소의 양을 줄이고자 압력균등화단계를 도입했을 때의 영향, 또한 순도를 높이기 위하여 진공단계에서 회수된 고순도의 생성물을 이용하는 세정단계의 영향 등을 고려하여 성능 향상을 위한 단계들의 조합을 통하여 가압단계와 흡착단계를 거쳐 진공단계에서 이산화탄소가 회수되도록 하는 최적의 공정인 것이다.본 기술은, 유량조절밸브에 의해 조절된 원료기체를 흡착탑 각각에 분기토록 하는 분기관과, 분기관에 의해 공급되는 원료기체의 흐름을 제어하는 자동개폐밸브가 구성되고, 자동 개폐밸브를 통해 도입된 원료기체내의 이산화탄소를 흡착하는 흡착탑이 구성되며, 흡착탑을 통한 질소를 자동 개폐밸브 및 분기관, 압력조절밸브를 통해 압력제어하여 배출하는 흡착 및 작업압력 제어부가 구성되고, 흡착탑으로부터 배출되는 질소를 병류감압하는 자동 개폐밸브, 및 분기관으로 이루어진 질소가스 배출부가 구성되며, 흡착탑 각각과 연결된 자동 개폐밸브를 분기관으로 공통 연결시켜 구성한 압력균등부가 구성되고, 흡착탑 각각과 연결된 자동개폐밸브에 분기관을 연결하고, 분기관의 끝단에 유량조절밸브 및 생성물저장탱크를 연결 구성한 생성물 세정부가 구성되며, 흡착탑 각각과 연결된 자동개폐밸브를 분기관으로 연결시키고, 분기관과 생성물 저장탱크사이에 진공펌프를 설치하여 구성된 이산화탄소 회수부로 구성되어 있다.이와같은 구성으로 이루어진 본 기술은 진공공정에 병류감압, 탑상부 연결형 압력균등화, 생성물을 이용한 세정을 조합하여 구성되는 것이 특징으로서 하나의 진공펌프와 3개의 흡착탑만으로 원하는 순도의 생성물을 얻을 수 있으므로 장치비가 적게들고 진공펌프 1대의 전력비용 만으로 운전이 가능하도록 하였다.