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3상 유동층 시스템을 이용하는 이산화탄소 광물화 장치 및 이산화탄소 광물화 방법(Apparatus and method for mineralizing carbon dioxide using 3-phase fluidized bed system)

  • 기술번호 : KST2016010407
  • 담당센터 : 대전기술혁신센터
  • 전화번호 : 042-610-2279
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요약, Int. CL, CPC, 출원번호/일자, 출원인, 등록번호/일자, 공개번호/일자, 공고번호/일자, 국제출원번호/일자, 국제공개번호/일자, 우선권정보, 법적상태, 심사진행상태, 심판사항, 구분, 원출원번호/일자, 관련 출원번호, 기술이전 희망, 심사청구여부/일자, 심사청구항수의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 서지정보 표입니다.
요약 본 발명은 내부에 탄산무수화효소(Carbonic anhydrase) 고정화 비드(bead)가 수용되는 반응 챔버; 상기 반응 챔버의 하부와 연통되고, 이산화탄소 가스 또는 이산화탄소 함유 연도 가스를 반응 챔버에 공급하는 가스 공급관; 상기 반응 챔버의 측부와 연통되고, 2가 금속 양이온을 포함하는 용액을 반응 챔버에 공급하는 액체 공급관; 상기 반응 챔버의 측부와 연통되고, 금속 탄산염 화합물과 물을 배출시키는 반응 생성물 배출관을 포함하는 이산화탄소 광물화 장치 및 이를 이용한 이산화탄소 광물화 방법을 제공한다. 본 발명에 따른 이산화탄소 광물화 장치 및 이산화탄소 광물화 방법은 탄산무수화효소 고정화 비드, 2가 금속 양이온을 포함하는 용액 및 이산화탄소 가스 또는 이산화탄소 함유 연도 가스를 포함하는 3상 유동층 시스템을 이용하기 때문에 이산화탄소를 중탄산 이온 또는 탄산 이온으로 변환시켜 흡수하는 단계 및 광물화 단계를 동시에 할 수 있고, 이산화탄소의 광물화 반응에 의해 형성된 금속 탄산염 화합물은 탄산무수화효소 고정화 비드를 포함하지 않는 유동층 영역에 존재하기 때문에 반응 생성물을 쉽게 분리할 수 있다.
Int. CL C12N 11/00 (2006.01) C12M 1/00 (2006.01) C12N 9/88 (2006.01) C01B 31/24 (2006.01)
CPC C12M 1/00(2013.01) C12M 1/00(2013.01) C12M 1/00(2013.01) C12M 1/00(2013.01) C12M 1/00(2013.01) C12M 1/00(2013.01) C12M 1/00(2013.01)
출원번호/일자 1020140155853 (2014.11.11)
출원인 한국에너지기술연구원
등록번호/일자 10-1636674-0000 (2016.06.30)
공개번호/일자 10-2016-0056420 (2016.05.20) 문서열기
공고번호/일자 (20160707) 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 등록
심사진행상태 수리
심판사항
구분 신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2014.11.11)
심사청구항수 24

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 한국에너지기술연구원 대한민국 대전광역시 유성구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 정순관 대한민국 대전광역시 서구
2 김학주 대한민국 대전광역시 유성구
3 박기태 대한민국 대전광역시 서구
4 윤민혜 대한민국 대전광역시 유성구
5 윤여일 대한민국 대전광역시 유성구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 임상엽 대한민국 서울특별시 성동구 광나루로 ***, *층 ***호 (성수동*가, 서울숲IT캐슬)(지반특허법률사무소)
2 고영갑 대한민국 경기도 성남시 분당구 정자일로 ***, 파크뷰 타워 ***호 (정자동)(가람특허법률사무소)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
1 한국에너지기술연구원 대한민국 대전광역시 유성구
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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application		 2014.11.11 수리 (Accepted) 1-1-2014-1082476-18
2 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2015.03.10 수리 (Accepted) 4-1-2015-0013224-83
3 선행기술조사의뢰서
Request for Prior Art Search		 2015.03.10 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
4 선행기술조사보고서
Report of Prior Art Search		 2015.05.11 수리 (Accepted) 9-1-2015-0032102-17
5 의견제출통지서
Notification of reason for refusal		 2016.02.14 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2016-0111617-22
6 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서
[Opinion according to the Notification of Reasons for Refusal] Written Opinion(Written Reply, Written Substantiation)		 2016.03.07 수리 (Accepted) 1-1-2016-0218475-19
7 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment		 2016.03.07 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2016-0218492-96
8 의견제출통지서
Notification of reason for refusal		 2016.05.26 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2016-0382424-06
9 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment		 2016.05.27 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2016-0513737-74
10 등록결정서
Decision to grant		 2016.06.28 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2016-0465307-31
11 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2017.01.19 수리 (Accepted) 4-1-2017-5010650-13
12 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2019.01.08 수리 (Accepted) 4-1-2019-5004978-55
13 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2019.08.21 수리 (Accepted) 4-1-2019-5166801-48
14 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2019.08.21 수리 (Accepted) 4-1-2019-5166803-39
15 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2020.09.01 수리 (Accepted) 4-1-2020-5197654-62
번호, 청구항의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 청구항 표입니다.
번호 청구항
1 1
내부에 탄산무수화효소(Carbonic anhydrase) 고정화 비드(bead)가 수용되는 반응 챔버;상기 반응 챔버의 하부와 연통되고, 이산화탄소 가스 또는 이산화탄소 함유 연도 가스를 반응 챔버에 공급하는 가스 공급관;상기 반응 챔버의 측부와 연통되고, 2가 금속 양이온을 포함하는 용액을 반응 챔버에 공급하는 액체 공급관;상기 반응 챔버의 측부와 연통되고, 금속 탄산염 화합물과 물을 배출시키는 반응 생성물 배출관; 및상기 반응 챔버의 하부와 가스 공급관 사이에 가스를 반응 챔버 내부에 고르게 분산하기 위한 스파저(Sparger)를 포함하고,상기 반응 챔버 내부에는 반응 챔버의 하부를 기준으로 상부 방향으로 탄산무수화효소 고정화 비드(bead)를 포함하는 제1 유동층 영역 및 탄산무수화효소 고정화 비드(bead)를 포함하지 않고 금속 탄산염 화합물을 포함하는 제2 유동층 영역이 순차적으로 형성되고,상기 액체 공급관은 제1 유동층 영역에 해당하는 반응 챔버의 측부에 위치하고, 상기 반응 생성물 배출관은 제2 유동층 영역에 해당하는 반응 챔버의 측부에 위치하고,상기 탄산무수화효소(Carbonic anhydrase) 고정화 비드(bead)의 입자 크기는 0
2 2
제 1항에 있어서, 상기 탄산무수화효소 고정화 비드는 탄산무수화효소를 다공성 기재에 고정화시킨 것인 이산화탄소 광물화 장치
3 3
제 2항에 있어서, 상기 다공성 기재는 실리카 겔 입자, 알지네이트 입자 및 제올라이트 입자에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 이산화탄소 광물화 장치
4 4
삭제
5 5
제 1항에 있어서, 상기 2가 금속 양이온은 칼슘 이온, 마그네슘 이온, 철 이온, 망간 이온, 스트론튬 이온, 바륨 이온, 아연 이온 및 납 이온에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 이산화탄소 광물화 장치
6 6
제 1항에 있어서, 상기 2가 금속 양이온을 포함하는 용액은 제강 슬래그, 플라이 애쉬, 바텀 애쉬, 폐시멘트 폐콘크리트 및 폐석고에서 선택되는 1종 이상의 산업 폐기물에서 추출된 용액인 것을 특징으로 하는 이산화탄소 광물화 장치
7 7
제 6항에 있어서, 상기 산업 폐기물에서 2가 금속 양이온을 추출하기 위한 추출 용매는 염산, 질산, 황산, 포름산, 아세트산, 프로피온산, 인산, 구연산 및 옥살산에서 선택되는 1종 이상의 산 수용액인 것을 특징으로 하는 이산화탄소 광물화 장치
8 8
제 1항에 있어서, 상기 반응 챔버의 측부와 연통되고, 제1 유동층 영역의 pH를 7~10으로 조절하기 위해 염기성 수용액을 반응 챔버에 공급하는 염기성 수용액 공급관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 광물화 장치
9 9
제 1항에 있어서, 상기 액체 공급관의 측부와 연통되고, 금속 양이온을 포함하는 용액의 pH를 조절하기 위해 염기성 수용액을 액체 공급관에 공급하는 염기성 수용액 공급관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 광물화 장치
10 10
제 8항 또는 제 9항에 있어서, 상기 염기성 수용액은 수산화나트륨 수용액, 수산화칼륨 수용액 및 수산화암모늄 수용액에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 이산화탄소 광물화 장치
11 11
제 1항 내지 제 3항 또는 제 5항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 반응 챔버의 상부와 연통되고, 이산화탄소가 적어도 일부 제거된 연도 가스를 배출시키는 가스 배출관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 광물화 장치
12 12
제 1항 내지 제 3항 또는 제 5항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 반응 생성물 배출관에 연결되고, 배출된 반응 생성물을 금속 탄산염 화합물을 포함하는 고상과 물을 포함하는 액상으로 분리하는 고/액 분리기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 광물화 장치
13 13
제 12항에 있어서, 상기 제1 유동층 영역에 해당하는 반응 챔버의 측부와 연통되고, 상기 고/액 분리기에서 분리된 액상을 반응 챔버에 재순환시키는 재순환 라인을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 광물화 장치
14 14
탄산무수화효소(Carbonic anhydrase) 고정화 비드(bead)가 수용된 반응 챔버에 액체 공급관을 통해 2가 금속 양이온을 포함하는 용액을 공급하는 단계;상기 반응 챔버에 가스 공급관을 통해 이산화탄소 가스 또는 이산화탄소 함유 연도 가스를 공급하여 유동화된 탄산무수화효소 고정화 비드(bead)를 포함하는 제1 유동층 영역을 형성하고 이산화탄소를 금속 탄산염 화합물로 광물화하는 단계; 및상기 반응 챔버의 하부를 기준으로 제1 유동층 영역의 상부에 형성되고 탄산무수화효소 고정화 비드(bead)를 포함하지 않고 금속 탄산염 화합물을 포함하는 제2 유동층 영역으로부터 반응 생성물 배출관을 통해 금속 탄산염 화합물과 물을 배출시키는 단계를 포함하고,상기 액체 공급관은 제1 유동층 영역에 해당하는 반응 챔버의 측부와 연통되고, 상기 가스 공급관은 반응 챔버의 하부와 연통되고, 상기 반응 생성물 배출관은 제2 유동층 영역에 해당하는 반응 챔버의 측부와 연통되고,상기 반응 챔버의 하부와 가스 공급관 사이에 가스를 반응 챔버 내부에 고르게 분산하기 위한 스파저(Sparger)가 구비되고,상기 제1 유동층 영역의 pH는 7~10의 범위로 유지되고,상기 탄산무수화효소(Carbonic anhydrase) 고정화 비드(bead)의 입자 크기는 0
15 15
제 14항에 있어서, 상기 탄산무수화효소 고정화 비드는 탄산무수화효소를 다공성 기재에 고정화시킨 것인 이산화탄소 광물화 방법
16 16
제 15항에 있어서, 상기 다공성 기재는 실리카 겔 입자, 알지네이트 입자 및 제올라이트 입자에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 이산화탄소 광물화 방법
17 17
삭제
18 18
제 14항에 있어서, 상기 2가 금속 양이온은 칼슘 이온, 마그네슘 이온, 철 이온, 망간 이온, 스트론튬 이온, 바륨 이온, 아연 이온 및 납 이온에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 이산화탄소 광물화 방법
19 19
제 14항에 있어서, 상기 2가 금속 양이온을 포함하는 용액은 제강 슬래그, 플라이 애쉬, 바텀 애쉬, 폐시멘트 폐콘크리트 및 폐석고에서 선택되는 1종 이상의 산업 폐기물에서 추출된 용액인 것을 특징으로 하는 이산화탄소 광물화 방법
20 20
제 19항에 있어서, 상기 산업 폐기물에서 2가 금속 양이온을 추출하기 위한 추출 용매는 염산, 질산, 황산, 포름산, 아세트산, 프로피온산, 인산, 구연산 및 옥살산에서 선택되는 1종 이상의 산 수용액인 것을 특징으로 하는 이산화탄소 광물화 방법
21 21
제 14항에 있어서, 상기 액체 공급관의 측부와 연통된 염기성 수용액 공급관을 통해 염기성 수용액을 액체 공급관에 공급하여 2가 금속 양이온을 포함하는 용액의 pH를 조절하는 단계를 더 포함하는 이산화탄소 광물화 방법
22 22
제 14항에 있어서, 상기 반응 챔버의 측부와 연통된 염기성 수용액 공급관을 통해 염기성 수용액을 반응 챔버에 공급하여 제1 유동층 영역의 pH를 7~10으로 조절하는 단계를 더 포함하는 이산화탄소 광물화 방법
23 23
제 21항 또는 제 22항에 있어서, 상기 염기성 수용액은 수산화나트륨 수용액, 수산화칼륨 수용액 및 수산화암모늄 수용액에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 이산화탄소 광물화 방법
24 24
제 14항 내지 제 16항 또는 제18항 내지 제 22항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 반응 챔버의 상부와 연통된 가스 배출관을 통해 이산화탄소가 적어도 일부 제거된 연도 가스를 배출시키는 단계를 더 포함하는 이산화탄소 광물화 방법
25 25
제 14항 내지 제 16항 또는 제18항 내지 제 22항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 반응 챔버로부터 배출된 반응 생성물을 고/액 분리기에 공급하여 금속 탄산염 화합물을 포함하는 고상과 물을 포함하는 액상으로 분리하는 단계를 더 포함하는 이산화탄소 광물화 방법
26 26
제 25항에 있어서, 상기 고/액 분리기에서 분리된 액상을 제1 유동층 영역에 해당하는 반응 챔버의 측부와 연통된 재순환 라인을 통해 재순환시키는 단계를 더 포함하는 이산화탄소 광물화 방법
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순번 연구부처 주관기관 연구사업 연구과제
1 미래창조과학부 한국에너지기술연구원 주요사업(일반사업) CO2 포집용 salt-free amino acid 흡수제 개발