KR101174281B1 - Hybrid system for forward osmosis desalination and co2 capture using exhaust gas - Google Patents

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Abstract

배가스를 이용한 정삼투식 담수 및 CO2 포집 연계 시스템이 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따른 배가스를 이용한 정삼투식 담수 및 CO2 포집 연계 시스템은, 플랜트로부터 공급받은 열에너지를 이용하여, 정삼투압 분리장치로부터 공급받은 저농도 유도용액을 물, 암모니아 및 이산화탄소로 분리하는 유도용액 분리부와, 유도용액 분리부로부터 공급받은 암모니아와, 외부의 물을 공급 받아서 플랜트의 배가스에 포함된 이산화탄소를 포집하여 고농도의 유도용액을 생산하는 이산화탄소 포집부를 포함한다. 그리고 이산화탄소 포집부에서 생산된 고농도의 유도용액은 정삼투압 분리장치에 공급되어 담수에 활용된다. A system for linking forward osmosis freshwater and CO 2 capture using flue gas is disclosed. In accordance with an aspect of the present invention, the forward osmosis freshwater and CO 2 capture linkage system using exhaust gas is characterized by induction that separates the low concentration induction solution supplied from the forward osmosis separator into water, ammonia and carbon dioxide by using thermal energy supplied from the plant. It includes a solution separation unit, ammonia supplied from the induction solution separation unit, and a carbon dioxide collection unit for receiving a supply of external water to collect carbon dioxide contained in the exhaust gas of the plant to produce a high concentration induction solution. In addition, the high concentration induction solution produced by the carbon dioxide collection unit is supplied to the forward osmosis separator is utilized for fresh water.

Figure R1020100125499
Figure R1020100125499

Description

배가스를 이용한 정삼투식 담수 및 ＣＯ2 포집 연계 시스템{HYBRID SYSTEM FOR FORWARD OSMOSIS DESALINATION AND CO2 CAPTURE USING EXHAUST GAS}HYBRID SYSTEM FOR FORWARD OSMOSIS DESALINATION AND CO2 CAPTURE USING EXHAUST GAS}

본 발명은 배가스를 이용한 정삼투식 담수 및 CO2 포집 연계 시스템에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 산업 플랜트에서 나오는 배가스의 배열을 이용하면서 CO2 포집을 효과적으로 연계할 수 있는 배가스를 이용한 정삼투식 담수 및 CO2 포집 연계 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a forward osmosis freshwater and CO 2 capture linkage system using exhaust gas, more specifically forward osmosis fresh water and CO using exhaust gas that can effectively link the CO 2 capture while using the arrangement of the exhaust gas from the industrial plant. It is about 2 collection linkage systems.

발전소와 같은 산업 플랜트에서 배출되는 연도가스는 지구 온난화 및 대기 변화에 영향을 미치는 다량의 이산화탄소를 함유하고 있어서 환경에 악영향을 미친다. 따라서 화석연료 발전소에서 배출되는 연도가스에 포함되어 있는 이산화탄소를 제거하기 위해서 여러 가지 방법이 사용되고 있다. Flue gas emissions from industrial plants, such as power plants, contain large amounts of carbon dioxide, which affect global warming and atmospheric changes, adversely affecting the environment. Therefore, various methods have been used to remove the carbon dioxide contained in the flue gas emitted from the fossil fuel power plant.

산업 플랜트에서 배출되는 연도가스에서 이산화탄소를 분리하는 방법에 대한 종래의 기술로는 한국 공개 번호 10-2009-0038623가 있다. 상기 선행기술에는 화석연료를 이용하는 플랜트의 연도가스를 암모니아수를 이용하여 이산화탄소를 회수하는 방법이 기재되어 있다.A conventional technique for separating carbon dioxide from flue gas discharged from an industrial plant is Korean Publication No. 10-2009-0038623. The prior art describes a method for recovering carbon dioxide using ammonia water in the flue gas of a plant using fossil fuel.

상기 선행기술에는 화석연료를 이용하는 플랜트의 연도가스를 연료전지의 캐소드(cathode) 부분에 배타적으로 공급하고, 애노드(anode)에서 나오는 배출가스는 이산화탄소 분리기를 이용하여 이산화탄소를 격리하는 방법이 기재되어 있다. The prior art describes a method of exclusively supplying flue gas of a plant using fossil fuel to a cathode portion of a fuel cell, and separating the carbon dioxide from an anode using a carbon dioxide separator. .

그러나 상기 선행기술에는 이산화탄소를 분리하기 위해서 이산화탄소 분리기를 플랜트에 별도로 설치해야 하는 문제점이 있었다. 이는 플랜트 발전 효율을 저하시킬 뿐만 아니라 설치 비용 상승을 유발하는 문제점이 있었다. 또한, 상기 선행기술은 이산화탄소의 분리 과정이 플랜트와 배열 연계되어 있지 않기 때문에, 기존의 플랜트를 이용할 수 없는 문제점이 있다. However, the prior art had a problem in that a carbon dioxide separator must be separately installed in the plant in order to separate carbon dioxide. This not only lowers the plant power generation efficiency, but also causes a problem of causing an increase in installation cost. In addition, the prior art has a problem that can not use the existing plant because the separation process of carbon dioxide is not associated with the plant arrangement.

따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로서, 기존의 독립적인 담수공정 및 이산화탄소 포집공정을 통합함으로써 공정 효율이 높고 이산화탄소를 효율적으로 포집할 수 있는, 배가스를 이용한 정삼투식 담수 및 CO2 포집 연계 시스템을 제공하고자 한다. Therefore, the present invention was derived to solve the above problems, by integrating the existing independent desalination process and carbon dioxide capture process is high process efficiency and can efficiently capture carbon dioxide, forward osmosis fresh water and CO using exhaust gas 2 To provide a collection linkage system.

본 발명의 다른 목적들은 이하에 서술되는 바람직한 실시예를 통하여 보다 명확해질 것이다.Other objects of the present invention will become more apparent through the preferred embodiments described below.

본 발명의 일 측면에 따른 배가스를 이용한 정삼투식 담수 및 CO2 포집 연계 시스템은, 플랜트(100)로부터 공급받은 열에너지(1)를 이용하여, 정삼투압 분리장치(400)로부터 공급받은 저농도 유도용액(9)을 물, 암모니아 및 이산화탄소로 분리하는 유도용액 분리부(200); 및 상기 유도용액 분리부(200)로부터 공급받은 암모니아와, 외부의 물을 공급 받아서 플랜트의 배가스(2)에 포함된 이산화탄소를 포집하여 고농도의 유도용액(8)을 생산하는 이산화탄소 포집부(300)를 포함한다. 그리고 이산화탄소 포집부(300)에서 생산된 고농도의 유도용액(8)은 정삼투압 분리장치(400)에 공급되어 담수에 활용된다.The forward osmosis fresh water and CO 2 capture linkage system using the exhaust gas according to an aspect of the present invention, using the thermal energy (1) supplied from the plant 100, low concentration induction solution supplied from the forward osmosis separator (400) ( 9) an induction solution separation unit 200 for separating water, ammonia and carbon dioxide; And a carbon dioxide collector 300 which receives ammonia supplied from the induction solution separator 200 and external water to collect carbon dioxide contained in the exhaust gas 2 of the plant to produce a high concentration induction solution 8. It includes. And the high concentration induction solution 8 produced by the carbon dioxide collector 300 is supplied to the forward osmosis separator 400 is utilized for fresh water.

본 발명에 따른 배가스를 이용한 정삼투식 담수 및 CO2 포집 연계 시스템은 다음과 같은 실시예들을 구비할 수 있다. 예를 들면, 유도용액은 중탄산암모늄일 수 있다. The forward osmosis fresh water and CO 2 capture linkage system using the exhaust gas according to the present invention may include the following embodiments. For example, the draw solution may be ammonium bicarbonate.

이산화탄소 포집부에 공급되는 물은 세진수(scrubbing water)일 수 있다. The water supplied to the carbon dioxide collector may be scrubbing water.

유도용액 분리부(200)는 이산화탄소와 암모니아의 끓는 점의 차이를 이용하여 분리할 수 있다. Induction solution separation unit 200 can be separated using the difference in boiling point of carbon dioxide and ammonia.

플랜트(100)와 유도용액 분리부(200) 사이에는 증발기 또는 배열회수 스팀발생장치(500)가 추가로 구비되어 있고, 증발기 또는 배열회수 스팀발생장치(500)는 플랜트에서 공급되는 열에너지를 이용하여 스팀을 생성한 후 유도용액 분리부(200)에 공급할 수 있다. Between the plant 100 and the induction solution separation unit 200, an evaporator or heat recovery steam generator 500 is further provided, and the evaporator or heat recovery steam generator 500 uses heat energy supplied from the plant. After generating steam may be supplied to the induction solution separation unit 200.

플랜트(100)에서 공급되는 열에너지 또는 배가스가 유도용액 분리부(200)를 직접 가열하도록 구성될 수도 있다.Thermal energy or exhaust gas supplied from the plant 100 may be configured to directly heat the induction solution separator 200.

본 발명은 화석연료를 이용하는 플랜트 및 담수공정을 통합하여 공정 효율을 높이고 이산화탄소를 용이하게 포집할 수 있는 정삼투식 담수 및 CO2 포집 연계 시스템을 제공할 수 있다.The present invention can provide a forward osmosis freshwater and CO 2 capture linkage system that can integrate the plant and desalination process using fossil fuel to increase the process efficiency and easily capture carbon dioxide.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배가스를 이용한 정삼투식 담수 및 CO2 포집 연계 시스템의 블록도이다.1 is a block diagram of a forward osmosis freshwater and CO 2 capture linkage system using exhaust gas according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention is capable of various modifications and various embodiments, and specific embodiments are illustrated in the drawings and will be described in detail in the detailed description. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 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 terminology used herein is for the purpose of describing particular example embodiments only and is not intended to be limiting of the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms "comprise" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, and one or more other features. It is to be understood that the present invention does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, steps, operations, components, components, or a combination thereof.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings, wherein like reference numerals refer to the like elements throughout the specification and claims. The description will be omitted.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배가스를 이용한 정삼투식 담수 및 CO2 포집 연계 시스템에 대한 블록도이다. 1 is a block diagram of a forward osmosis fresh water and CO 2 capture linkage system using exhaust gas according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 정삼투식 담수 및 CO2 포집 연계 시스템은, 발전소와 같은 플랜트(100)와 정삼투압(forward osmosis) 분리장치(400)에 각각 연결되어 있는 것으로, 유도용액 분리부(200)와 이산화탄소 포집부(300)를 포함한다.1, the forward osmosis fresh water and CO 2 capture linkage system according to an embodiment of the present invention, respectively, is connected to the plant 100, such as a power plant and forward osmosis separation device (400) , Induction solution separator 200 and carbon dioxide collecting unit 300.

플랜트(100)는 발전 또는 연료전지 등 화석연료를 이용하여 이산화탄소와 열을 배출하는 모든 플랜트에 해당한다. 플랜트(100)에서는 열에너지(1) 및 배가스(2)가 배출된다. 열에너지(1)는 증발기 또는 배열회수 스팀발생장치(500)에 공급되거나, 이산화탄소가 포함되어 있는 배가스(2)는 이산화탄소 포집부(300)에 공급된다. 열에너지(1) 또는 배가스(2)가 증발기 또는 배열회수 스팀발생장치(500)를 거치지 않고 유도용액 분리부(200)를 직접 가열하도록 구성될 수도 있다.The plant 100 corresponds to all plants that emit carbon dioxide and heat by using fossil fuels such as power generation or fuel cells. In the plant 100, thermal energy 1 and exhaust gas 2 are discharged. The thermal energy 1 is supplied to the evaporator or the heat recovery steam generator 500, or the exhaust gas 2 containing carbon dioxide is supplied to the carbon dioxide collecting unit 300. The thermal energy 1 or the exhaust gas 2 may be configured to directly heat the induction solution separator 200 without passing through the evaporator or the heat recovery steam generator 500.

정삼투압 분리장치(400)는 유입된 원수(10)를 정삼투압 방식을 이용하여 담수를 생산하는데, 이때 중탄산암모늄(NH4HCO3) 용액이 유도용액으로 사용된다. 정삼투압 분리장치(400)에 유입된 원수(10)는 중탄산암모늄(NH4HCO3)에 의해 담수와 소금물(brine)(11)로 분리된다. 그리고 정삼투압 분리장치(400)에서 담수화에 사용될 고농도의 유도물질(8)은 이산화탄소 포집부(300)에서 공급된 후 담수화를 거쳐 저농도 유도물질(9)로 되고, 이와 같은 저농도 유도물질(9)은 유도용액 분리부(200)에 공급된다. The forward osmosis separator 400 produces fresh water from the introduced raw water 10 using the forward osmosis method, wherein an ammonium bicarbonate (NH 4 HCO 3 ) solution is used as an induction solution. The raw water 10 introduced into the forward osmosis separator 400 is separated into fresh water and brine 11 by ammonium bicarbonate (NH 4 HCO 3 ). In addition, the high concentration inducer (8) to be used for desalination in the forward osmosis separator (400) becomes a low concentration inducer (9) through the desalination after being supplied from the carbon dioxide collecting unit (300), such a low concentration inducer (9) Is supplied to the induction solution separation unit 200.

증발기 또는 배열회수 스팀발생장치(500)에 플랜트(100)의 열에너지(1)가 공급됨으로써 스팀이 생성되고, 이와 같이 생성된 스팀은 유도용액 분리부(200)에 공급되어 유도용액을 분리하고 물을 생산하는데 사용된다. 열에너지(1) 또는 배가스(2)가 증발기 또는 배열회수 스팀발생장치(500)를 거치지 않고 유도용액 분리부(200)를 직접 가열하도록 구성될 수도 있다.Steam is generated by supplying the thermal energy 1 of the plant 100 to the evaporator or the heat recovery steam generator 500, and the generated steam is supplied to the induction solution separator 200 to separate the induction solution and remove water. Used to produce The thermal energy 1 or the exhaust gas 2 may be configured to directly heat the induction solution separator 200 without passing through the evaporator or the heat recovery steam generator 500.

유도용액 분리부(200)는 플랜트(100)의 배열을 회수하여 정삼투압 분리장치(400)에서 유입되는 저농도 유도용액(9)을 분리하고 물(5)을 생산하는 역할을 한다.The induction solution separation unit 200 serves to separate the low concentration induction solution 9 introduced from the forward osmosis separator 400 by recovering the arrangement of the plant 100 and to produce water 5.

유도용액 분리부(200)에는 정삼투압 분리장치(400)로부터 물을 포함하는 저농도 유도용액(9)이 유입된다. 저농도 유도용액(9)은 증발기 또는 배열회수 스팀발생장치(500)에서 공급되는 스팀에 의해 물(H2O), 이산화탄소(CO2) 및 암모니아(NH3)로 분리된다. 이산화탄소 및 암모니아는 끓는 점의 차이에 의해 분리되는데, 공급된 스팀에 의해 끓는 점이 낮은 이산화탄소가 먼저 분리되어 포집 및 저장되고(4), 추후에 끓게 되는 암모니아는 이산화탄소 포집부(300)로 유입된다(3). The low concentration induction solution 9 including water is introduced into the induction solution separation unit 200 from the forward osmosis separator 400. The low concentration induction solution 9 is separated into water (H 2 O), carbon dioxide (CO 2 ) and ammonia (NH 3 ) by steam supplied from an evaporator or a heat recovery steam generator 500. Carbon dioxide and ammonia are separated by the difference in boiling point, the low-boiling carbon dioxide is first separated, collected and stored by the supplied steam (4), and the ammonia, which is subsequently boiled, is introduced into the carbon dioxide collecting unit 300 ( 3).

유도용액에서 이산화탄소 및 암모니아가 제거되면 용매에 해당하는 물(5)이 남게 된다. When carbon dioxide and ammonia are removed from the induction solution, water (5) corresponding to the solvent remains.

플랜트(100)에서 배출되는 배가스(2) 및 유도용액 분리부(200)에 의해 유도용액에서 분리된 암모니아(3)는 이산화탄소 포집부(300)에 공급된다. 그리고 이산화탄소 포집부(300)에는 세진수(scrubbing water)가 공급된다. 이산화탄소 포집부는, 세진수 및 암모니아(3)를 이용해 배가스(2)에 포함되어 있는 이산화탄소를 포집하여, 이산화탄소 및 암모니아가 흡수된 고농도의 유도용액(NH4HCO3)(8)을 생성한다. 이와 같이 생성된 고농도의 유도용액(8)은 정삼투압 분리장치(400)에 공급되어 정삼투식 담수 공정의 유도용액으로 사용된다. 그리고 배가스(2)에서 이산화탄소가 제거된 나머지는 배출가스(7)로서 방출된다. The ammonia 3 separated from the induction solution by the exhaust gas 2 discharged from the plant 100 and the induction solution separation unit 200 is supplied to the carbon dioxide collecting unit 300. In addition, scrubbing water is supplied to the carbon dioxide collecting unit 300. The carbon dioxide collecting unit captures the carbon dioxide contained in the exhaust gas 2 using the wash water and ammonia 3 to generate a high concentration induction solution (NH 4 HCO 3 ) 8 in which carbon dioxide and ammonia are absorbed. The high concentration induction solution 8 thus produced is supplied to the forward osmosis separator 400 and used as the induction solution of the forward osmosis freshwater process. The remainder from which carbon dioxide is removed from the exhaust gas 2 is discharged as the exhaust gas 7.

본 실시예에 따른 배가스를 이용한 정삼투식 담수 및 CO2 포집 연계 시스템은, 담수공정에서 유도용액의 재생성에 필요한 열에너지를 플랜트(100)에서 얻고, 플랜트(100)의 배가스(2)에 포함된 이산화탄소의 포집 공정은 정삼투식 담수공정의 유도용액 생산과정과 결합하여 이산화탄소를 포집한다. 이와 같이 본 실시예에 따른 배가스를 이용한 정삼투식 담수 및 CO2 포집 연계 시스템은 기존의 독립적인 담수공정 및 이산화탄소 포집공정을 통합하여 공정 효율을 향상하고 이산화탄소를 용이하게 포집할 수 있다. In the forward osmosis freshwater and CO 2 capture linkage system using the exhaust gas according to the present embodiment, the thermal energy required for the regeneration of the induction solution in the desalination process is obtained from the plant 100 and the carbon dioxide contained in the exhaust gas 2 of the plant 100. The capture process of is combined with the induction solution production process of the forward osmosis desalination process to capture carbon dioxide. As described above, the forward osmosis freshwater and CO 2 capture linkage system using the exhaust gas may integrate the existing independent desalination process and carbon dioxide collection process to improve process efficiency and easily capture carbon dioxide.

상기에서는 본 발명의 일 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to an embodiment of the present invention, those skilled in the art may vary the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. It will be appreciated that modifications and variations can be made.

1: 열에너지 2: 배가스
3: 암모니아 4: 이산화탄소
5: 생산수 6: 세진수
7: 배출가스 8: 고농도 유도용액
9: 저농도 유도용액 10: 원수
11: 소금물
100: 플랜트 200: 유도용액 분리부
300: 이산화탄소 포집부 400: 정삼투압 분리장치
500: 증발기 또는 배열회수 스팀발생장치1: heat energy 2: exhaust gas
3: ammonia 4: carbon dioxide
5: number of production 6: tax
7: Exhaust gas 8: High concentration solution
9: low concentration solution 10: raw water
11: brine
100: plant 200: induction solution separation unit
300: carbon dioxide collection unit 400: forward osmosis separator
500: evaporator or heat recovery steam generator

Claims (6)

플랜트(100)로부터 공급받은 열에너지(1)를 이용하여, 정삼투압 분리장치(400)로부터 공급받은 저농도 유도용액(9)을 물, 암모니아 및 이산화탄소로 분리하는 유도용액 분리부(200); 및
상기 유도용액 분리부(200)로부터 공급받은 암모니아와, 외부의 물을 공급 받아서 플랜트의 배가스(2)에 포함된 이산화탄소를 포집하여 고농도의 유도용액(8)을 생산하는 이산화탄소 포집부(300)를 포함하고,
상기 이산화탄소 포집부(300)에서 생산된 고농도의 유도용액(8)은 상기 정삼투압 분리장치(400)에 공급되어 담수에 활용되는 배가스를 이용한 정삼투식 담수 및 CO2 포집 연계 시스템.An induction solution separation unit 200 for separating the low concentration induction solution 9 supplied from the forward osmosis separator 400 into water, ammonia, and carbon dioxide by using the thermal energy 1 supplied from the plant 100; And
A carbon dioxide collector 300 for collecting ammonia supplied from the induction solution separator 200 and external water to collect carbon dioxide contained in the exhaust gas 2 of the plant to produce a high concentration induction solution 8; Including,
The high concentration induction solution (8) produced by the carbon dioxide collector 300 is supplied to the forward osmosis separator (400) and forward osmosis fresh water and CO 2 capture linkage system using exhaust gas utilized for fresh water. 제1항에 있어서,
상기 유도용액(8)은 중탄산암모늄인 것을 특징으로 하는 배가스를 이용한 정삼투식 담수 및 CO2 포집 연계 시스템.The method of claim 1,
The induction solution (8) is a forward osmosis fresh water and CO 2 capture linkage system using an exhaust gas, characterized in that ammonium bicarbonate. 제1항에 있어서,
상기 이산화탄소 포집부(300)에 공급되는 물은 세진수(scrubbing water)인 것을 특징으로 하는 배가스를 이용한 정삼투식 담수 및 CO2 포집 연계 시스템.The method of claim 1,
Water supplied to the carbon dioxide collector 300 is forward osmosis fresh water and CO 2 capture linkage system using exhaust gas, characterized in that the scrubbing water. 제1항에 있어서,
상기 유도용액 분리부(200)는 이산화탄소와 암모니아의 끓는 점의 차이를 이용하여 분리하는 것을 특징으로 하는 배가스를 이용한 정삼투식 담수 및 CO2 포집 연계 시스템.The method of claim 1,
The induction solution separation unit 200 is a forward osmosis fresh water and CO 2 capture linkage system using exhaust gas, characterized in that to separate using the difference in boiling point of carbon dioxide and ammonia. 제1항에 있어서,
상기 플랜트(100)와 상기 유도용액 분리부(200) 사이에는 증발기 또는 배열회수 스팀발생장치(500)가 추가로 구비되어 있고,
상기 증발기 또는 배열회수 스팀발생장치(500)는 상기 플랜트(100)에서 공급되는 열에너지를 이용하여 스팀을 생성한 후 상기 유도용액 분리부(200)에 공급하는 것을 특징으로 하는 배가스를 이용한 정삼투식 담수 및 CO2 포집 연계 시스템.The method of claim 1,
Between the plant 100 and the induction solution separation unit 200 is further provided with an evaporator or heat recovery steam generator 500,
The evaporator or the heat recovery steam generator 500 generates steam using the heat energy supplied from the plant 100 and then supplies it to the induction solution separation unit 200, and then osmosis fresh water using the exhaust gas. And CO 2 capture linkage system. 제1항에 있어서,
상기 플랜트(100)에서 공급되는 열에너지 또는 배가스가 상기 유도용액 분리부(200)를 직접 가열하는 것을 특징으로 하는 배가스를 이용한 정삼투식 담수 및 CO2 포집 연계 시스템.The method of claim 1,
Thermal energy or exhaust gas supplied from the plant 100 directly heats the induction solution separation unit 200, characterized in that the forward osmosis fresh water and CO 2 collection system using the exhaust gas.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060225420A1 (en) 2003-08-13 2006-10-12 Abdulsalam Al-Mayahi Osmotic energy
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Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060225420A1 (en) 2003-08-13 2006-10-12 Abdulsalam Al-Mayahi Osmotic energy
US20090308727A1 (en) 2007-10-02 2009-12-17 United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Method and Apparatus for Producing Potable Water from Seawater Using Forward Osmosis
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