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제철소, 발전소 등과 같이 대규모의 이산화탄소(CO₂) 발생지(400)에서 한 곳으로 포집된 이산화탄소를 처리 및 수송하여 해양지중에 초임계상태로 저장하기 위한 공정방법에 있어서,
상기 포집된 이산화탄소의 순도를 높이기 위한 정제공정(110)과, 이산화탄소의 수분을 제거하기 위한 탈수공정(120)과, 이산화탄소의 압력을 높이고 온도를 제어하여 고압의 과냉 액상 또는 초임계 상태 중 어느 한 상태를 선택적으로 만들기 위한 가압 및 온도 조절공정(130)으로 이루어진 이산화탄소 전처리 공정단계(100)와;
상기 전처리 공정단계(100)를 거친 이산화탄소를 수송구간(zone 1)을 통해 육상과 해상의 접경지로 이송시키고, 상기 이송된 이산화탄소를 해상(해양지중 저장지)으로 이송하기 위한 조건으로 변환하는 가압 및 저온 액화공정단계(200)와;
상기 가압 및 저온 액화공정단계(200)를 거친 이산화탄소를 수송구간(zone 2)을 통해 해양지중 저장지(500)에 설치된 주입설비로 이송시키고, 상기 주입설비를 이용하여 수송구간(zone 3)를 통해 해양지중 저장지(500)에 주입하는 주입공정단계(300);
를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 이산화탄소를 해양지중에 저장하기 위한 공정방법
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제철소, 발전소 등과 같이 대규모의 이산화탄소(CO₂) 발생지(400)에서 한 곳으로 포집된 이산화탄소를 처리 및 수송하여 해양지중에 초임계상태로 저장하기 위한 공정방법에 있어서,
상기 포집된 이산화탄소의 순도를 높이기 위한 정제공정(110)과, 이산화탄소의 수분을 제거하기 위한 탈수공정(120)과, 이산화탄소의 압력을 높이고 온도를 제어하여 고압의 과냉 액상 또는 초임계 상태 중 어느 한 상태를 선택적으로 만들기 위한 가압 및 온도 조절공정(130)으로 이루어진 이산화탄소 전처리 공정단계(100)와;
상기 전처리 공정단계(100)를 거친 이산화탄소를 수송구간(zone 1)과 수송구간(zone 2)을 통해 해양지중 저장지(500)에 설치된 주입설비로 이송시키고, 상기 주입설비를 이용하여 수송구간(zone 3)를 통해 해양지중 저장지(500)에 주입하는 주입공정단계(300);
를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 이산화탄소를 해양지중에 저장하기 위한 공정방법
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제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 이산화탄소 전처리 공정단계(100)에서,
상기 정제공정(110)에서는 이산화탄소의 순도를 높이기 위해 한 개 이상의 플래쉬(falsh)장치 또는 증류 컬럼(distillation column)장치 중 어느 하나를 선택적으로 사용하여 작업하고,
상기 탈수공정(120)에서는 이산화탄소의 수분을 제거하기 위해 기-액 분리기(liquid-vapor separator) 또는 글리콜(Glycol) 계열의 화학물질을 이용하는 수분제거장치 중 어느 하나를 선택적으로 사용하여 작업하며,
상기 가압 및 온도 조절공정(130)에서는 이산화탄소를 원거리 이송하기 위하여 고압의 과냉 액상(subcooled liquid) 또는 초임계(supercritical) 상태 중 어느 하나를 선택적으로 만들기 위해 압축기, 냉각용 열교환기, 기-액 분리기 순서로 사용하여 작업하는 것을 특징으로 하는 이산화탄소를 해양지중에 저장하기 위한 공정방법
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제 1항에 있어서,
상기 가압 및 저온 액화공정단계(200)는 이산화탄소 발생지(400)와 해양지중 저장지(500)까지의 지리적 위치와 거리 등에 따라 선택적으로 사용하는 단계로써, 상기 전처리 공정단계(100)를 거친 이산화탄소의 이송이 불가할 경우 육상과 해상의 접견지에 시설을 설비하고, 상기 시설에서 이산화탄소를 거리가 먼 해양지중 저장지(500)까지 이송시키기 위해 가압공정(210)과 저온 액화공정(220) 및 임시저장공정(230)을 하는 것을 특징으로 하는 이산화탄소를 해양지중에 저장하기 위한 공정방법
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제 1항에 있어서,
상기 가압 및 저온 액화공정단계(200)는 이산화탄소 발생지(400)와 해양지중 저장지(500)까지의 지리적 위치와 거리 등에 따라 선택적으로 사용하는 단계로써, 상기 전처리 공정단계(100)를 거친 이산화탄소의 이송이 불가하여 육상과 해상의 접견지에 시설을 설비하고, 상기 시설에서 이산화탄소를 거리가 먼 해양지중 저장지(500)까지 이송시키기 위해 가압공정(210)만을 하는 것을 특징으로 하는 이산화탄소를 해양지중에 저장하기 위한 공정방법
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제 4항에 있어서, 상기 가압 및 저온 액화공정단계(200)에서,
상기 가압공정(210)에는 이산화탄소의 압력을 조절하기 위해 부스터압축기(booster compressor)를 사용하여 작업하고,
상기 저온 액화공정(220)에는 저온의 액체 이산화탄소로 변환시키기 위해 냉각 및 응축용 열교환기(condenser, chiller)를 사용하여 작업하며,
상기 임시저장공정(230)에는 선택적으로 필요에 의해 임시저장 설비(temporary storage tank)를 사용하는 것을 특징으로 하는 이산화탄소를 해양지중에 저장하기 위한 공정방법
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제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 주입공정단계(300)는 수송구간(zone 1) 및 수송구간(zone 2)을 통해 이송된 이산화탄소를 압력강하에 의해 압력이 저하된 상태로 해양지중 저장지(500)에 주입하기 전에 압력 조건에 맞춰 가압하는 압력조절공정(310)과, 상기 압력조절공정(310)을 거친 이산화탄소를 수송구간(zone 3)을 통해 해양지중 저장지(500)에 주입하기 전에 고압 저온의 상태인 이산화탄소로 인한 수화물이 생성되는 것을 억제하기 위한 예열공정(320)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이산화탄소를 해양지중에 저장하기 위한 공정방법
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제 7항에 있어서, 상기 주입공정단계(300)에서,
상기 압력조절공정(310)에는 이산화탄소를 압력 조건에 맞춰 가압하면서 수송구간(zone 3)을 통해 해양지중 저장지(500)에 주입시키기 위해 펌프 또는 압축기 중 어느 하나를 사용하여 작업하고,
상기 예열공정(320)에는 고압 저온의 이산화탄소를 고압 중온의 이산화탄소로 변환시키기 위해 예열기(preheater)를 사용하여 작업하는 것을 특징으로 하는 이산화탄소를 해양지중에 저장하기 위한 공정방법
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제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 수송구간(zone 1)과 수송구간(zone 2)은 파이프라인으로 구획되되, 육상구간은 육상에서 지하 1m 깊이 이상으로 매설하여 외부 환경과의 분리 및 열손실을 최소화하고, 수상구간은 지중으로 1m 깊이 이상으로 매설하는 것을 특징으로 하는 이산화탄소를 해양지중에 저장하기 위한 공정방법
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제 1항에 있어서,
상기 수송구간(zone 2)은 지중으로 1m 깊이 이상으로 파이프라인을 매설하거나 수송구간이 1000km 이상인 경우에는 별도의 수송선박을 이용하여 수송하는 것을 특징으로 하는 이산화탄소를 해양지중에 저장하기 위한 공정방법
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제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 수송구간(zone 3)은 주입설비에서부터 해양지중 저장지(500)까지 파이프라인을 형성하여 이산화탄소를 최종적으로 저장하는 것을 특징으로 하는 이산화탄소를 해양지중에 저장하기 위한 공정방법
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