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이산화탄소 배출원에서 배출된 이산화탄소를 포집하는 이산화탄소 포집 장치에 있어서,상기 이산화탄소를 포함하는 혼합용액을 수용하여 가열하는 증류탑;상기 증류탑의 하단부에 연결되어 상기 하단부에서 추출된 혼합용액을 가열하고 발생한 증기를 상기 증류탑에 제공하는 리보일러;상기 증류탑의 상단부에 연결되어 상기 상단부에서 추출된 혼합용액의 증기를 응축시켜 이산화탄소를 분리하는 콘덴서;상기 콘덴서에서 분리된 상기 이산화탄소를 압축하는 압축기; 및상기 증류탑, 상기 리보일러, 상기 콘덴서, 및 상기 압축기를 제어하는 제어부를 포함하고,상기 제어부는 상기 이산화탄소 포집 장치의 운전 에너지를 계산하여 상기 운전 에너지의 최소값에 대응하는 상기 증류탑의 운전 압력을 결정하는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 포집 장치
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제 1 항에 있어서,상기 제어부는 상기 증류탑의 압력을 상기 운전 압력으로 제어하는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 포집 장치
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제 1 항에 있어서,상기 운전 에너지는, 상기 혼합 용액으로부터 상기 이산화탄소를 분리할 때 필요한 분리 에너지, 상기 혼합 용액의 물이 기화될 때 필요한 증발열 에너지, 상기 증류탑에 유입된 혼합 용액을 상기 리보일러의 온도까지 가열하는데 필요한 현열 에너지, 및 상기 분리된 이산화탄소를 압축하는데 필요한 에너지를 포함하는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 포집 장치
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제 1 항에 있어서,상기 혼합용액은 모노에탄올아민 수용액을 포함하는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 포집 장치
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제 1 항에 있어서,상기 제어부는,상기 혼합용액의 RAL 값을 확인하고,상기 제어부에 입력된 상기 콘덴서의 운전 온도(Tc), 상기 증류탑의 운전 압력(P), 상기 분리된 이산화탄소의 최종 압력(Pt), 상기 증류탑에 유입되는 혼합 용액의 유량(L1), 상기 증류탑의 상단부에서 배출되는 유량(L2), 상기 증류탑에 유입되는 물의 몰수(nH2O), 분리해야 하는 이산화탄소의 몰수(nCO2)와 하기 식 1 내지 식 5를 이용하여 상기 증류탑의 운전 온도(T), 상기 혼합 용액으로부터 상기 이산화탄소를 분리할 때 필요한 제1 에너지(E1), 상기 혼합 용액의 물이 기화될 때 필요한 제2 에너지(E2), 상기 증류탑에 유입된 혼합 용액을 상기 리보일러의 온도까지 가열하는데 필요한 제3 에너지(E3), 및 상기 분리된 이산화탄소를 압축하는데 필요한 제4 에너지(E4)를 계산하고,[식 1][식 2](상기 식 2에서, R은 기체 상수를 나타내고, c, d, e, 및 f는 실험데이터와 시뮬레이션 결과의 회귀 분석에 의해 구해진 상수를 나타냄)[식 3][식 4](상기 식 4에서, Cp는 상기 증류탑에 유입되는 상기 혼합 용액의 열용량을 나타내고, ΔT는 상기 증류탑 하단부의 온도와 상기 증류탑에 유입되는 상기 혼합용액의 온도 간 차이를 나타냄)[식 5](상기 식 5에서, k는 열용량비(일정압력에서의 열용량과 일정부피에서의 열용량의 비)를 나타내고, η는 압축기의 효율을 나타냄)상기 제1 에너지(E1), 상기 제2 에너지(E2), 상기 제3 에너지(E3), 및 상기 제4 에너지(E4)를 더하여 상기 운전 에너지를 계산하는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 포집 장치
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제 5 항에 있어서,상기 혼합용액의 RAL(Rich Amine Loading) 값은 0
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제 5 항에 있어서,상기 증류탑의 운전 압력(P)은 1 ~ 2
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이산화탄소 배출원에서 배출된 이산화탄소를 포집하는 이산화탄소 포집 장치의 운전 방법에 있어서,상기 이산화탄소 포집 장치는,상기 이산화탄소를 포함하는 혼합용액을 수용하여 가열하는 증류탑,상기 증류탑의 하단부에 연결되어 상기 하단부에서 추출된 혼합용액을 가열하고 발생한 증기를 상기 증류탑에 제공하는 리보일러,상기 증류탑의 상단부에 연결되어 상기 상단부에서 추출된 혼합용액의 증기를 응축시켜 이산화탄소를 분리하는 콘덴서,상기 콘덴서에서 분리된 상기 이산화탄소를 압축하는 압축기, 및상기 증류탑, 상기 리보일러, 상기 콘덴서, 및 상기 압축기를 제어하는 제어부를 포함하고,상기 이산화탄소 포집 장치의 운전 에너지를 계산하여 상기 운전 에너지의 최소값에 대응하는 상기 증류탑의 운전 압력을 결정하는 단계를 포함하는 이산화탄소 포집 장치의 운전 방법
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제 8 항에 있어서,상기 제어부는 상기 증류탑의 압력을 상기 운전 압력으로 제어하는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 포집 장치의 운전 방법
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제 8 항에 있어서,상기 운전 에너지는, 상기 혼합 용액으로부터 상기 이산화탄소를 분리할 때 필요한 분리 에너지, 상기 혼합 용액의 물이 기화될 때 필요한 증발열 에너지, 상기 증류탑에 유입된 혼합 용액을 상기 리보일러의 온도까지 가열하는데 필요한 현열 에너지, 및 상기 분리된 이산화탄소를 압축하는데 필요한 에너지를 포함하는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 포집 장치의 운전 방법
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제 8 항에 있어서,상기 혼합용액은 모노에탄올아민 수용액을 포함하는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 포집 장치의 운전 방법
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제 8 항에 있어서,상기 증류탑의 운전 압력을 결정하는 단계는,상기 혼합용액의 RAL 값을 확인하는 단계,상기 제어부에 상기 콘덴서의 운전 온도(Tc), 상기 증류탑의 운전 압력(P), 상기 분리된 이산화탄소의 최종 압력(Pt), 상기 증류탑에 유입되는 혼합 용액의 유량(L1), 상기 증류탑의 상단부에서 배출되는 유량(L2), 상기 증류탑에 유입되는 물의 몰수(nH2O), 분리해야 하는 이산화탄소의 몰수(nCO2)를 입력하는 단계,하기 식 1 내지 식 5를 이용하여 상기 증류탑의 운전 온도(T), 상기 혼합 용액으로부터 상기 이산화탄소를 분리할 때 필요한 제1 에너지(E1), 상기 혼합 용액의 물이 기화될 때 필요한 제2 에너지(E2), 상기 증류탑에 유입된 혼합 용액을 상기 리보일러의 온도까지 가열하는데 필요한 제3 에너지(E3), 및 상기 분리된 이산화탄소를 압축하는데 필요한 제4 에너지(E4)를 계산하는 단계,[식 1][식 2](상기 식 2에서, R은 기체 상수를 나타내고, c, d, e, 및 f는 실험데이터와 시뮬레이션 결과의 회귀 분석에 의해 구해진 상수를 나타냄)[식 3][식 4](상기 식 4에서, Cp는 상기 증류탑에 유입되는 상기 혼합 용액의 열용량을 나타내고, ΔT는 상기 증류탑 하단부의 온도와 상기 증류탑에 유입되는 상기 혼합용액의 온도 간 차이를 나타냄)[식 5](상기 식 5에서, k는 열용량비(일정압력에서의 열용량과 일정부피에서의 열용량의 비)를 나타내고, η는 압축기의 효율을 나타냄)상기 제1 에너지(E1), 상기 제2 에너지(E2), 상기 제3 에너지(E3), 및 상기 제4 에너지(E4)를 더하여 상기 운전 에너지를 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 포집 장치의 운전 방법
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제 12 항에 있어서,상기 혼합용액의 RAL(Rich Amine Loading) 값은 0
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제 12 항에 있어서,상기 증류탑의 운전 압력(P)은 1 ~ 2
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