KR101458861B1 - Leak detecting and handling system for carbon dioxide and method thereof - Google Patents

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KR101458861B1
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정정열
허철
강성길
조맹익
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한국해양과학기술원
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Abstract

The present invention relates to a detecting and handling system and a method for handling leakage for carbon dioxide that is transferred through a transfer line having a pipe shape from a carbon dioxide generation facility to a carbon dioxide storage chamber. The system includes: a detector disposed on each of the transfer lines at a predetermined position to detect leakage of the carbon dioxide, thereby applying a control signal according to the leakage of the carbon dioxide; a shut-off valve openably disposed in each of the transfer lines disposed at front and rear sides of the detector to shut-off the transfer line according to the control signal of the detector, thereby blocking the transfer of the carbon dioxide; and a bypass unit for forcibly bypassing the carbon dioxide flowing through the transfer line between the shut-off valves to collect the carbon dioxide. According to the present invention, since the shut-off valve operating according to the control signal of the detector shuts off the transfer lines disposed at the front and rear sides of the detector, the transfer of the carbon dioxide may be immediately blocked to minimize a leakage amount of the carbon dioxide.

Description

이산화탄소의 누출감지 및 처리시스템 및 이에 의한 이산화탄소의 누출처리 방법{LEAK DETECTING AND HANDLING SYSTEM FOR CARBON DIOXIDE AND METHOD THEREOF}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a carbon dioxide leaking detection and treatment system, and a carbon dioxide leaking treatment method using the carbon dioxide leaking detection and treatment system.

본 발명은 이산화탄소의 누출감지 및 처리시스템 및 누출처리 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 화석연료, 제철소 또는 시멘트공장 등의 이산화탄소 발생시설에서 발생하는 이산화탄소를 해양이나 지중에 저장하기 위하여 이송라인을 통해 이송되는 이산화탄소의 누출을 감지하고 처리할 수 있는 이산화탄소의 누출감지 및 처리시스템 및 이에 의한 이산화탄소의 누출처리 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a system for detecting and treating leaks of carbon dioxide, and more particularly, to a method and apparatus for detecting and treating leaks of carbon dioxide, such as fossil fuels, steelworks, or cement plants, The present invention relates to a carbon dioxide leaking detection and treatment system capable of detecting and treating leaks of transferred carbon dioxide, and a method of treating leaks of carbon dioxide thereby.

현재 전 세계적으로 관심의 대상이 되는 지구 온난화는 이산화탄소에 의한 온실효과가 큰 역할을 하고 있다고 할 수 있다. 이러한 온난화는 생태계를 교란시킬 뿐만 아니라 인간의 사회생활에 커다란 영향을 미치고 있어서 이산화탄소의 대기 중 방출을 줄이고자 하는 노력이 여러 방면에서 진행되고 있다.Global warming, which is currently the subject of global interest, plays a major role in the greenhouse effect caused by carbon dioxide. This warming not only disturbs the ecosystem but also has a great influence on the social life of humans, so efforts are being made to reduce the release of carbon dioxide into the atmosphere.

이와 같은 노력의 일환으로 이산화탄소를 대량으로 포집하여 저장하는 기술(CCS:Carbon Capture & Storage)이 주목받고 있다. As a part of these efforts, carbon capture and storage (CCS) technology has been attracting attention as a technology for capturing and storing a large amount of carbon dioxide.

CCS란 기후변화 및 교토의정서 상의 온실가스 감축요구에 대응하기 위하여 화력발전소나 제철소 또는 시멘트공장 등의 발생시설에서 대규모로 발생하는 이산화탄소를 포집하여 압력을 가해 액체상태 또는 초임계상태로 만들고, 파이프라인이나 선박 등을 통해 이송하여 해양의 폐유전, 폐가스전, 폐석탄전, 심부염대수층 등에 반영구적으로 저장 및 관리하는 기술을 말한다.To respond to the demand for greenhouse gas reduction under the climate change and Kyoto Protocol, CCS captures large-scale carbon dioxide from the generation facilities such as thermal power plants, steel mills, and cement plants and pressurizes them into liquid or supercritical conditions. Or ship, to store and manage the semi-permanently stored and managed in the marine lung oil field, the waste gas field, the waste seepage zone, and the deep saline aquifer.

예컨대, 이산화탄소의 저장은 해저 지하 800m 이하에 위치하는 다공성 암석층(사암층 등)에 주입해 암석 부피의 10~30%를 차지하는 공극(퇴적물 입자사이의 틈새)에 채우는 방식으로 이뤄진다.For example, carbon dioxide is stored in a porous rock layer (sandstone layer, etc.) located at a depth of 800m below the sea floor to fill voids (gap between sediment particles) occupying 10 to 30% of the rock volume.

우리나라의 경우에도 최근 이산화탄소 50억톤을 영구적으로 격리 저장할 수 있는 해저지중저장소가 울릉분지 남서부 해역 대륙붕에서 발견됨에 따라 100만톤급 이산화탄소 저장을 위한 해저저장소의 상용화가 본격화될 전망이다.In Korea, a submarine underground reservoir that can permanently isolate 5 billion tons of carbon dioxide has recently been discovered on the continental shelf in the western part of the Ulleung Basin, and commercialization of a submarine reservoir for storing 1 million tons of carbon dioxide is expected to be fully commercialized.

상술한 CCS는 이산화탄소의 발생시설에서부터 저장소까지 설치되는 이송라인을 통해 이송시켜서 저장하게 된다.The above-mentioned CCS is transferred through the transfer line installed from the generation facility of carbon dioxide to the storage and stored.

그런데, 이송라인은 파이프로 구성되어 연속적으로 연결되면서 설치되기 때문에 연결부위에서 이산화탄소의 누출이 발생하거나 파이프의 파손에 의해 이산화탄소의 누출이 발생할 우려가 있다.However, since the transfer line is constructed of pipes and is continuously connected, there is a fear that leakage of carbon dioxide occurs on the connection portion or carbon dioxide leaks due to breakage of the pipe.

여기서, 이산화탄소가 인체에 미치는 영향을 살펴보면, 대기중 이산화탄소의 농도가 1000~2000ppm(0.1~0.2%)일 경우 불쾌감을 느끼면서 맥박과 호흡이 증가하고, 현기증이나 두통 등의 증상이 나타난다. 또 10% 이상이 되면 호흡곤란으로 사망에 이른다고 알려져 있다.Here, when the concentration of carbon dioxide in the atmosphere is in the range of 1000 to 2000 ppm (0.1 to 0.2%), the feeling of discomfort, pulse and respiration increase, and symptoms such as dizziness and headache appear. It is also known that when it reaches 10% or more, it causes death due to dyspnea.

이에 따라, 이산화탄소가 이송라인에서 대량으로 누출될 경우에는 인체나 생태계에 피해를 줄 수 있으며, 특히 인구밀집지역의 부근에서 이산화탄소가 누출될 경우에는 인체에 큰 피해를 야기함과 아울러, 사회적인 혼란을 일으킬 우려가 있다.
Accordingly, if carbon dioxide leaks in a large amount from the transfer line, it may damage the human body or ecosystem. In particular, when carbon dioxide is leaked in the vicinity of a dense region, it causes great damage to the human body, There is a possibility of causing it.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 개선하기 위하여 창출된 것으로, 이송라인을 통해 이송되는 이산화탄소의 누출을 감지하여 이산화탄소의 이송을 즉시 차단하여 이산화탄소의 누출을 최소화할 수 있는 이산화탄소의 누출감지 및 처리시스템 및 누출처리 방법을 제공하기 위함이 그 목적이다.The present invention has been made in order to solve the problems of the prior art as described above, and it is an object of the present invention to provide an apparatus and a method for detecting carbon dioxide leaks that can minimize the leakage of carbon dioxide by blocking the transfer of carbon dioxide, A processing system and a leakage processing method.

더욱이, 공급이 차단된 이송라인에 잔여하는 이산화탄소를 우회시킴으로써 이산화탄소의 누출압력을 최소화할 수 있으며, 이송라인에서 우회하는 이산화탄소를 별도의 저장시설에 포집함으로써 이산화탄소의 누출량을 최소화할 수 있는 이산화탄소의 누출감지 및 처리시스템 및 누출처리 방법을 제공하기 위함이 그 목적이다.
In addition, it is possible to minimize the leakage pressure of carbon dioxide by bypassing the remaining carbon dioxide in the feed line that is cut off from the supply line, and to prevent the leakage of carbon dioxide which can minimize the amount of carbon dioxide leaking by collecting the carbon dioxide, A sensing and processing system and a leak handling method.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 이산화탄소의 누출감지 및 처리시스템은, 이산화탄소의 발생시설에서 이산화탄소의 저장소까지 관체형의 이송라인을 통해 이송되는 이산화탄소의 누출감지 및 처리시스템으로서, 상기 이송라인 중 설정된 위치의 이송라인에 설치되어 이산화탄소의 누출을 감지하고, 이산화탄소의 누출에 따라 제어신호를 인가하는 디텍터; 상기 디텍터의 전방 및 후방에 위치하는 상기 이송라인에 개폐가능하게 제각기 설치되고, 상기 디텍터의 제어신호에 따라 상기 이송라인을 차폐하여 이산화탄소의 이송을 차단하는 셧오프 밸브; 및 상기 셧오프 밸브들의 사이에서 상기 이송라인을 관류하는 이산화탄소를 강제로 우회시켜서 포집하는 바이패서;를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a system for detecting and treating carbon dioxide, which is transported through a pipe-type transfer line from a carbon dioxide generation facility to a carbon dioxide storage facility, A detector installed in a transfer line at a predetermined position to detect leakage of carbon dioxide and apply a control signal in accordance with leakage of carbon dioxide; A shutoff valve which is openably and closably provided on the conveyance line located forward and rearward of the detector and shields the conveyance line according to a control signal of the detector to block the transfer of carbon dioxide; And a bi-passer for forcibly bypassing and collecting carbon dioxide flowing through the transfer line between the shut-off valves.

예컨대, 상기 디텍터는, 상기 이송라인에 설치되어 이산화탄소의 이송압력을 감지하고, 상기 이송압력이 저하됨에 따라 제어신호를 발생시키는 적어도 하나의 압력센서; 및 상기 압력센서의 제어신호를 상기 셧오프 밸브와 상기 바이패서에 제각기 전송하는 통신부;를 포함하는 것이 바람직하다.For example, the detector may include at least one pressure sensor installed on the transfer line to sense a transfer pressure of carbon dioxide and generate a control signal as the transfer pressure decreases; And a communication unit for transmitting the control signal of the pressure sensor to the shut-off valve and the bi-passer, respectively.

예컨대, 상기 바이패서는, 상기 이송라인에 일단부가 소통가능하게 연결되어 상기 이송라인의 이산화탄소의 우회경로를 제공하는 바이패스라인; 상기 디텍터의 제어신호에 의해 상기 셧오프 밸브와 함께 작동하면서 상기 바이패스라인의 내부에 부압을 제공하여 상기 이송라인의 이산화탄소를 상기 바이패스라인으로 이동시키는 석션펌프; 및 상기 바이패스라인의 타단부에 연결되어 상기 바이패스라인을 통해 이동하는 이산화탄소를 저장하는 포집탱크;를 포함하는 것이 바람직하다.For example, the bypasser may include a bypass line, one end of which is communicatively connected to the transfer line to provide a bypass path for the carbon dioxide in the transfer line; A suction pump that operates in conjunction with the shut-off valve by a control signal of the detector to provide negative pressure inside the bypass line to move carbon dioxide in the transfer line to the bypass line; And a collecting tank connected to the other end of the bypass line for storing carbon dioxide moving through the bypass line.

또한, 상기 바이패스라인은, 상기 셧오프 밸브의 작동에 의해 상기 이송라인과 교번적으로 개폐되는 것이 바람직하다.Preferably, the bypass line is opened / closed alternately with the transfer line by the operation of the shut-off valve.

예컨대, 상기 포집탱크는, 상기 바이패스라인을 통해 유입되는 이산화탄소를 압축상태로 저장하기 위한 압축기가 구비된 고압탱크;로 구성되는 것이 바람직하다.For example, the collecting tank may include a high-pressure tank having a compressor for storing carbon dioxide flowing through the bypass line in a compressed state.

이와 달리, 상기 포집탱크는, 상기 바이패스라인을 통해 유입되는 이산화탄소를 포집 및 저장하기 위한 고체입자, 메탄올 또는 아민계열의 이산화탄소 포집물질 중 적어도 하나가 구비될 수도 있다.Alternatively, the collecting tank may be provided with at least one of solid particles, methanol or amine-based carbon dioxide collecting material for collecting and storing carbon dioxide flowing through the bypass line.

특히, 상기 설정된 위치의 이송라인은, 상기 이송라인이 지나가는 지역 중 인구밀집 지역에 위치하는 이송라인인 것이 바람직하다.Particularly, it is preferable that the transfer line at the set position is a transfer line located in a population density area of the area through which the transfer line passes.

한편, 본 발명의 이산화탄소의 누출처리 방법은, 이산화탄소의 발생시설에서 이산화탄소의 저장소까지 이송라인을 통해 이송되는 이산화탄소의 누출처리 방법으로서, 상기 이송라인으로 이송되는 이산화탄소의 누출을 감지하는 누출감지 단계;According to another aspect of the present invention, there is provided a method of treating carbon dioxide leaking from a carbon dioxide generating facility to a carbon dioxide storage line through a transfer line, the method comprising: detecting a leakage of carbon dioxide transferred to the transfer line;

상기 이송라인의 누출이 감지됨에 따라 누출이 감지된 위치를 중심으로 전방 및 후방의 상기 이송라인을 폐쇄하여 이산화탄소의 이송을 차단하는 이송차단 단계; 및 양측이 폐쇄된 상기 이송라인을 관류하는 이산화탄소를 강제로 우회시켜서 포집하는 포집단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.A transfer blocking step of blocking the transfer of the carbon dioxide by closing the transfer line forward and backward around the position where the leakage is detected as the leakage of the transfer line is detected; And a collecting step of forcibly bypassing and collecting the carbon dioxide flowing through the transfer line closed on both sides.

예컨대, 상기 누출감지 단계는, 상기 이송라인을 관류하는 이산화탄소의 이송압력을 측정하여 측정데이터를 산출하는 압력측정단계; 상기 측정데이터를 기설정된 기준데이터와 비교하는 데이터 비교단계; 및 상기 데이터 비교단계에서 비교된 상기 측정데이터가 상기 기준데이터보다 저하됨에 따라 상기 이송라인을 폐쇄하기 위한 제어신호를 송출하는 제어신호 송출단계;를 포함하는 것이 바람직하다.For example, the leakage detection step may include: a pressure measurement step of measuring measurement data of a transfer pressure of carbon dioxide flowing through the transfer line; A data comparison step of comparing the measurement data with preset reference data; And a control signal sending step of sending a control signal for closing the transfer line as the measured data compared in the data comparison step becomes lower than the reference data.

예컨대, 상기 포집단계는, 상기 이송라인과 소통가능하게 연결되는 바이패스라인을 개방하는 바이패스 개방단계; 상기 바이패스라인에 부압을 형성하여 상기 이송라인의 이산화탄소를 상기 바이패스라인으로 이동시키는 석션단계; 및 상기 바이패스라인으로 이동하는 이산화탄소를 포집탱크에 저장하는 저장단계;를 포함하는 것이 바람직하다.For example, the collecting step may include: a bypass opening step of opening a bypass line communicably connected to the transfer line; A suction step of forming a negative pressure in the bypass line to move the carbon dioxide in the transfer line to the bypass line; And a storing step of storing the carbon dioxide moving into the bypass line in a collecting tank.

예컨대, 상기 저장단계는, 상기 바이패스라인을 통해 유입되는 이산화탄소를 압축기로 압축하여 상기 포집탱크에 고압상태로 저장하는 것이 바람직하다.For example, in the storing step, the carbon dioxide flowing through the bypass line is compressed by the compressor and stored in the collecting tank at a high pressure.

이와 달리, 상기 저장단계는, 상기 바이패스라인을 통해 유입되는 이산화탄소를 상기 포집탱크에 구비되는 고체입자, 메탄올 또는 아민계열의 이산화탄소 포집물질 중 적어도 어느 하나를 통해 포집하여 저장할 수도 있다.
Alternatively, the storing step may include capturing and storing the carbon dioxide introduced through the bypass line through at least one of solid particles, methanol, or amine-based carbon dioxide capture materials provided in the collection tank.

본 발명에 따른 이산화탄소의 누출감지 및 처리시스템 및 이에 의한 이산화탄소의 누출처리 방법에 의하면, 디텍터의 제어신호에 따라 작동하는 셧오프 밸브가 디텍터의 전, 후방의 이송라인을 차폐함에 따라 이산화탄소의 이송이 즉시 차단되어 누출량이 최소화될 수 있다.According to the carbon dioxide leaking detection and treatment system and the carbon dioxide leaking treatment method according to the present invention, since the shutoff valve operating according to the control signal of the detector shields the transport lines before and after the detector, The leakage can be minimized.

특히, 셧오프 밸브에 의해 차단된 이송라인에 잔여하는 이산화탄소가 바이패서에 의해 우회되어 포집되므로 누출부위의 누출압력이 최소화되면서 이산화탄소의 누출량이 최소화될 수 있다.Particularly, since the remaining carbon dioxide in the transfer line blocked by the shutoff valve is bypassed and collected by the bi-passer, the leakage pressure of the leaking portion is minimized, and the leakage amount of the carbon dioxide can be minimized.

구체적으로, 이송라인에 잔여하는 이산화탄소가 석션펌프의 부압에 의해 바이패스라인으로 이동하므로 누출부위의 누출압력이 저하될 수 있으며, 바이패스라인의 이산화탄소가 포집탱크로 저장되므로 누출부위의 이산화탄소가 누출이 최소화된 상태로 안전하게 격리될 수 있다.Specifically, since the remaining carbon dioxide in the transfer line moves to the bypass line due to the negative pressure of the suction pump, the leakage pressure at the leak point may be lowered, and since the carbon dioxide in the bypass line is stored in the collection tank, Can be safely isolated in a minimized state.

더욱이, 바이패스라인을 통해 유입되는 이산화탄소가 압축기에 의해 고압상태로 포집탱크에 저장되거나 고체입자, 메탄올 또는 아민계열의 이산화탄소 포집물질에 의해 포집탱크에 용이하게 포집되어 저장될 수 있다.Moreover, the carbon dioxide flowing through the bypass line can be stored in the collection tank at a high pressure state by the compressor or can be easily collected and stored in the collection tank by the solid particle, methanol or amine-based carbon dioxide capture material.

또한, 디텍터가 압력센서를 통해 이산화탄소의 이송압력을 감지함과 아울러 이송압력의 저하를 판별하여 이산화탄소의 누출을 감지하므로 디텍터의 구성이 간소화될 수 있다.In addition, since the detector senses the transfer pressure of carbon dioxide through the pressure sensor and the drop of the transfer pressure is detected to detect the leakage of the carbon dioxide, the structure of the detector can be simplified.

그리고, 이송라인과 바이패스라인이 셧오프 밸브에 의해 교번적으로 개폐됨에 따라 셧오프 밸브 하나만의 작동으로 이송라인을 폐쇄하는 동시에 바이패스라인을 개방시킬 수 있다.And, since the transfer line and the bypass line are alternately opened and closed by the shutoff valve, the shuttle valve can be closed and the bypass line can be opened simultaneously with the operation of only one shutoff valve.

한편, 본 발명이 인구밀집 지역에 위치하는 이송라인에 설치될 경우에는 이산화탄소의 누출에 따른 대형피해를 예방할 수 있다.
On the other hand, when the present invention is installed in a transfer line located in a dense population area, large damage due to leakage of carbon dioxide can be prevented.

도 1은 본 발명에 따른 이산화탄소의 누출감지 및 처리시스템의 전체구성을 나타내는 개념도.
도 2는 본 발명에 따른 이산화탄소 누출감지 및 처리시스템의 다른 실시예를 나타내는 개념도.
도 3은 본 발명에 따른 사용상태를 나타내는 개략도.
도 4는 이산화탄소의 누출처리 방법을 나타내는 블록도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a conceptual diagram showing the overall configuration of a system for detecting and treating leaks of carbon dioxide according to the present invention; FIG.
2 is a conceptual diagram showing another embodiment of a carbon dioxide leak detection and treatment system according to the present invention.
3 is a schematic view showing a use state according to the present invention;
4 is a block diagram showing a method of treating carbon dioxide leaks.

이하에서 첨부 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대해서 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지의 범용적인 기능 또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 이산화탄소의 누출감지 및 처리시스템(10)은 디텍터(100), 셧오프 밸브(200) 및 바이패서(300)를 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 1, a carbon dioxide leakage detection and treatment system 10 according to an exemplary embodiment of the present invention may include a detector 100, a shutoff valve 200, and a bypasser 300.

디텍터(100)는 발전소나 제철소와 같이 이산화탄소가 대량으로 발생되는 시설에서부터 이산화탄소의 저장소까지 설치되는 이송라인(1)에 설치되어 이산화탄소의 누출을 감지하는 부재이다.The detector 100 is a member installed in a transfer line 1 installed from a facility where a large amount of carbon dioxide is generated to a storage of carbon dioxide, such as a power plant or a steel mill, and detects leakage of the carbon dioxide.

이러한 디텍터(100)는 예컨대, 압력센서(110) 및 통신부(120)를 포함하여 구성될 수 있다.The detector 100 may include a pressure sensor 110 and a communication unit 120, for example.

압력센서(110)는 이송라인(1)의 내주면에 설치되거나 외주면에 설치되어 이산화탄소의 압력을 측정하며, 측정된 이송압력이 설정된 압력보다 저하됨에 따라 제어신호를 발생시킨다.The pressure sensor 110 is installed on the inner circumferential surface of the transfer line 1 or installed on the outer circumferential surface to measure the pressure of carbon dioxide and generates a control signal as the measured transfer pressure becomes lower than the set pressure.

여기서, 이산화탄소는 설정된 이송압력의 범위 내에서 이송라인(1)을 관류하면서 이송되며, 이송라인(1)의 일부분에 누출이 발생하게 되면 누출부위의 주변 이송압력이 저하된다.Here, the carbon dioxide is transported while passing through the transporting line 1 within the range of the set transporting pressure, and when the leakage occurs in a part of the transporting line 1, the peripheral transporting pressure of the leaking area is lowered.

즉, 디텍터(100)를 구성하는 압력센서(110)는 이송압력의 저하를 감지하여 이산화탄소의 누출을 판별한다.That is, the pressure sensor 110 constituting the detector 100 senses the drop of the transfer pressure to determine the leakage of the carbon dioxide.

통신부(120)는 압력센서(110)에서 발생하는 제어신호를 후술되는 셧오프 밸브(200) 및 바이패서(300)에 제각기 전송하는 구성요소이다.The communication unit 120 is a component that transmits control signals generated by the pressure sensor 110 to the shutoff valve 200 and the bi-passer 300, which will be described later.

이러한 통신부(120)는 무선통신을 통해 셧오프 밸브(200) 및 바이패서(300)와 연결되어 제어신호를 무선으로 송출할 수 있으며, 이와 달리 유선으로 연결되어 제어신호를 유선으로 인가할 수도 있다.The communication unit 120 may be connected to the shutoff valve 200 and the bi-passer 300 through wireless communication to transmit a control signal wirelessly. Alternatively, the communication unit 120 may be wired to apply a control signal to the wireless communication .

한편, 디텍터(100)는 전술한 압력센서(110)의 구성을 대신하여 이송라인(1)의 외주면에 설치되어 이산화탄소의 농도를 감지하는 농도센서나, 적외선 또는 초음파를 통해 이산화탄소의 누출을 감지하는 센서부재로 구성될 수도 있다.The detector 100 may include a concentration sensor installed on the outer circumferential surface of the transfer line 1 for sensing the concentration of carbon dioxide or a sensor for detecting the leakage of carbon dioxide through infrared rays or ultrasonic waves, It may be constituted by a sensor member.

즉, 디텍터(100)는 이산화탄소의 누출을 감지하여 제어신호를 발생시키는 구성이라면 어떠한 구성도 무방하다.That is, the detector 100 may have any structure as long as it detects the leakage of carbon dioxide and generates a control signal.

셧오프 밸브(200)는 전술한 디텍터(100)의 제어신호에 의해 작동하면서 이산화탄소의 이송을 차단하기 위한 구성요소이다.The shutoff valve 200 is a component for shutting off the transfer of carbon dioxide while being operated by the control signal of the detector 100 described above.

이러한 셧오프 밸브(200)는 도시된 바와 같이 디텍터(100)의 전방 및 후방, 즉 누출이 발생한 부분의 전방 및 후방에 설치되어 이송라인(1)을 차폐하는 것이 바람직하다.It is preferable that the shutoff valve 200 is installed at the front and rear of the detector 100, that is, forward and rearward of the leaked portion, as shown in the figure, so as to shield the conveying line 1.

구체적으로, 셧오프 밸브(200)는 누출부위의 전방을 차폐하여 이산화탄소의 공급을 차단하는 동시에, 누출부위의 후방을 차폐함으로써 이산화탄소가 누출부위로 역류하는 것을 차단한다.Specifically, the shutoff valve 200 shields the front portion of the leaked portion to cut off the supply of carbon dioxide, and blocks the backward portion of the leaked portion, thereby preventing the carbon dioxide from flowing back to the leaked portion.

한편, 셧오프 밸브(200)는 도시된 바와 달리 디텍터(100)의 전방, 즉 누출이 발생한 부분의 전방에만 설치되어 이산화탄소의 공급만을 차단할 수도 있다.On the other hand, the shut-off valve 200 may be installed only in front of the detector 100, that is, in front of the leaked portion, as shown in FIG.

여기서, 셧오프 밸브(200)는 본 발명이 속하는 분야에 알려진 임의의 구성이 채택될 수 있다.Here, the shutoff valve 200 may be of any configuration known in the art to which the present invention belongs.

즉, 셧오프 밸브(200)는 통상적인 파이프라인에 설치되어 제어신호에 의해 작동하면서 유체를 단속하거나 유량을 조절하는 통상의 밸브부재가 적용될 수 있다.That is, the shut-off valve 200 may be a conventional valve member that is installed in a conventional pipeline and is operated by a control signal to intermittently control the fluid or regulate the flow rate.

바이패서(300)는 셧오프 밸브(200)에 의해 차단됨에 따라 누출부위의 이송라인(1)에 잔여하는 이산화탄소를 강제로 우회시켜서 포집하기 위한 구성요소이다.The by-passer 300 is a component for forcibly bypassing and collecting the remaining carbon dioxide in the transfer line 1 at the leaking portion as it is blocked by the shut-off valve 200.

이러한 바이패서(300)는 예컨대, 도시된 바와 같이 바이패스라인(310), 석션펌프(320) 및 포집탱크(330)를 포함하여 구성될 수 있다.Such a by-passer 300 may include, for example, a bypass line 310, a suction pump 320, and a collecting tank 330, as shown in FIG.

바이패스라인(310)은 이산화탄소의 우회경로를 제공하는 구성요소로써, 파이프라인으로 구성되어 셧오프 밸브(200)들의 사이에서 일단부가 이송라인(1)에 소통가능하게 연결되고, 후술되는 포집탱크(330)로 타단부가 연결된다.The bypass line 310 is a component that provides a detour path for carbon dioxide. The bypass line 310 is composed of a pipeline. One end of the shutoff valve 200 is communicably connected to the transfer line 1, (330).

이러한 바이패스라인(310)은 도시된 바와 같이 일단부에 개폐밸브(310a)가 구비되어 평상시 폐쇄되며, 전술한 디텍터(100)의 제어신호에 의해 개방될 수 있다. 개폐밸브(310a)는 셧오프 밸브(200)와 같이 통상의 밸브부재로 구성될 수 있다.As shown, the bypass line 310 is normally closed at one end with an on / off valve 310a and can be opened by the control signal of the detector 100 described above. The shutoff valve 310a may be constituted by a conventional valve member such as the shutoff valve 200. [

석션펌프(320)는 디텍터(100)의 제어신호에 의해 작동하면서 바이패스라인(310)의 내부에 부압을 형성한다. 즉, 석션펌프(320)는 이송라인(1)에 잔여하는 이산화탄소를 바이패스라인(310)으로 흡입시킨다.The suction pump 320 operates by a control signal of the detector 100 to form a negative pressure in the bypass line 310. That is, the suction pump 320 sucks the remaining carbon dioxide in the transfer line 1 into the bypass line 310.

포집탱크(330)는 도시된 바와 같이 바이패스라인(310)의 타단부에 연결되어 바이패스라인(310)을 통해 이동하는 이산화탄소를 저장하는 구성요소이다.The collecting tank 330 is a component for storing carbon dioxide which is connected to the other end of the bypass line 310 and moves through the bypass line 310 as shown in the figure.

이러한 포집탱크(330)는 예컨대 압축기가 구비된 고압탱크로 구성되어 바이패스라인(310)을 통해 유입되는 이산화탄소를 고압상태로 저장할 수 있다.The collecting tank 330 may be a high-pressure tank having a compressor, for example, and may store carbon dioxide flowing through the bypass line 310 at a high pressure.

이와 달리, 포집탱크(330)는 고체입자나 메탄올 또는 아민계열의 이산화탄소 포집물질 중 적어도 하나가 구비되어 바이패스라인(310)을 통해 유입되는 이산화탄소를 포집 및 저장할 수도 있다.
Alternatively, the collection tank 330 may include at least one of solid particles, methanol or amine-based carbon dioxide capture materials, and may collect and store carbon dioxide flowing through the bypass line 310.

도 2를 참조하면, 전술한 바이패스라인(310) 및 석션펌프(320)는 복수로 구성되어 디텍터(100)의 전방 및 후방에서 이산화탄소를 우회시켜 포집탱크(330)로 저장시킬 수도 있다.Referring to FIG. 2, the bypass line 310 and the suction pump 320 may include a plurality of the bypass lines 310 and the suction pump 320 to bypass the carbon dioxide from the front and rear of the detector 100 and store the same in the collecting tank 330.

또한, 전술한 셧오프 밸브(200)는 도시된 바와 같이 이송라인(1)과 바이패스라인(310)을 교번적으로 개폐시키도록 구성될 수도 있다.In addition, the shutoff valve 200 may be configured to alternately open and close the transfer line 1 and the bypass line 310 as shown.

즉, 셧오프 밸브(200)는 평상시 이송라인(1)을 개방하는 동시에 바이패스라인(310)을 폐쇄시킬 수 있으며, 디텍터(100)의 제어신호에 의해 작동하면서 이송라인(1)을 폐쇄하는 동시에 바이패스라인(310)을 개방시킬 수도 있다.
That is, the shutoff valve 200 can normally close the bypass line 310 while opening the transfer line 1, and shut off the transfer line 1 while operating by the control signal of the detector 100 At the same time, the bypass line 310 may be opened.

도 3을 참조하면, 본 발명의 누출감지 및 처리시스템(10)은 이송라인(1)이 지나가는 지역 중 인구밀집 지역에 위치하거나 인접되는 이송라인(1)에 설치되는 것이 바람직하다.Referring to FIG. 3, the leakage detection and processing system 10 of the present invention is preferably installed in a transfer line 1 located in or adjacent to a population densestock area of the area through which the transfer line 1 passes.

또한, 전술한 디텍터(100), 셧오프 밸브(200) 및 바이패서(300)는 인구밀집지역의 규모에 따라 복수로 구성되어 이송라인(1)에 설치될 수도 있다.
The detector 100, the shutoff valve 200 and the bypasser 300 may be provided in the conveying line 1 in a plurality of ways depending on the size of the population crowding area.

상기와 같은 구성요소를 포함하는 이산화탄소의 누출감지 및 처리시스템(10)에 의한 누출처리 방법을 도 4를 참조하여 설명한다.A leakage processing method by the carbon dioxide leakage detection and treatment system 10 including the above-described components will be described with reference to FIG.

도 4를 참조하면, 이산화탄소의 누출처리 방법은 누출감지단계(S100), 이송차단단계(S200) 및 포집단계(S300)를 포함하여 수행된다.Referring to FIG. 4, a method of treating carbon dioxide leaks is performed including a leaking step S100, a transfer blocking step S200, and a collecting step S300.

누출감지단계(S100)에서, 디텍터(100)는 압력센서(110)를 통해 이산화탄소의 이송압력을 측정하여 측정데이터를 산출하고(S110), 정상적인 이송압력의 범위에서 기설정된 기준데이터와 측정데이터를 비교한 후(S120), 측정데이터가 기준데이터보다 저하된 경우 전술한 통신부(120)를 통해 제이신호를 송출한다(S130).In the leak detection step S100, the detector 100 measures the transfer pressure of carbon dioxide through the pressure sensor 110 to calculate measurement data (S110). Then, in the range of the normal transfer pressure, After the comparison (S120), if the measured data is lower than the reference data, the jitter signal is transmitted through the communication unit 120 (S130).

이에 따라, 셧오프 밸브(200)는 디텍터(100)의 제어신호에 의해 작동하면서 노출이 감지된 위치에서 전방 및 후방에 위치하는 이송라인(1)을 차폐하여 이산화탄소의 이송을 차단한다(S200).Accordingly, the shut-off valve 200 blocks the transfer of carbon dioxide by shielding the transfer line 1 located forward and backward at the position where the exposure is sensed while operating by the control signal of the detector 100 (S200) .

이와 동시에 포집단계(S300)에서, 바이패스라인(310)은 디텍터(100)의 제어신호에 따라 개폐밸브(310a)에 의해 개방되거나 셧오프 밸브(200)에 의해 개방되고(S310), 전술한 석션펌프(320)가 제어신호에의 작동함에 따라 형성되는 부압을 통해 누출부위의 이송라인(1)에 잔여하는 이산화탄소를 흡입한 후(S320), 포집탱크(330)로 이동시켜 저장시킨다(S330).At the same time, in the collecting step S300, the bypass line 310 is opened by the shutoff valve 310a or opened by the shutoff valve 200 in accordance with the control signal of the detector 100 (S310) The suction pump 320 sucks the remaining carbon dioxide in the transfer line 1 through the negative pressure formed by the operation of the control signal in step S320 and then moves to the collecting tank 330 and stores the carbon dioxide in the collecting tank 330 ).

이때, 이산화탄소는 포집탱크(330)로 유입되면서 압축기에 의해 압축되어 고압상태로 저장되거나, 포집탱크(330)에 구비된 고체입자, 메탄올 또는 아민계열의 이산화탄소 포집물질에 의해 포집된 상태로 저장된다.
At this time, the carbon dioxide enters the collection tank 330, is compressed by the compressor and stored in a high pressure state, or is stored in a state of being trapped by the solid particle, methanol or amine-based carbon dioxide capture material provided in the collection tank 330 .

이상과 같이 본 발명에 따른 이산화탄소의 누출감지 및 처리시스템(10) 및 이에 의한 이산화탄소의 누출처리 방법에 의하면, 디텍터(100)의 제어신호에 따라 작동하는 셧오프 밸브(200)가 디텍터(100)의 전, 후방의 이송라인(1)을 차폐함에 따라 이산화탄소의 이송이 즉시 차단되어 누출량이 최소화될 수 있다.As described above, according to the carbon dioxide leaking detection and treatment system 10 and the carbon dioxide leaking method according to the present invention, the shutoff valve 200, which operates according to the control signal of the detector 100, The transfer of the carbon dioxide is immediately blocked, so that the leakage amount can be minimized.

특히, 셧오프 밸브(200)에 의해 차단된 이송라인(1)에 잔여하는 이산화탄소가 바이패서(300)에 의해 우회되어 포집되므로 누출부위의 누출압력이 최소화되면서 이산화탄소의 누출량이 최소화될 수 있다.Particularly, since carbon dioxide remaining in the transfer line 1 blocked by the shut-off valve 200 is bypassed and collected by the bi-passer 300, the leakage pressure of the leakage portion is minimized, and the leakage amount of the carbon dioxide can be minimized.

구체적으로, 이송라인(1)에 잔여하는 이산화탄소가 석션펌프(320)의 부압에 의해 바이패스라인(310)으로 이동하므로 누출부위의 누출압력이 저하될 수 있으며, 바이패스라인(310)의 이산화탄소가 포집탱크(330)로 저장되므로 누출부위의 이산화탄소가 누출이 최소화된 상태로 안전하게 격리될 수 있다.Specifically, since the remaining carbon dioxide in the transfer line 1 moves to the bypass line 310 due to the negative pressure of the suction pump 320, the leakage pressure at the leak site may be lowered, and the carbon dioxide of the bypass line 310 Is stored in the collecting tank 330, so that the carbon dioxide in the leaked portion can be safely isolated with the leakage minimized.

더욱이, 바이패스라인(310)을 통해 유입되는 이산화탄소가 압축기에 의해 고압상태로 포집탱크(330)에 저장되거나 고체입자, 메탄올 또는 아민계열의 이산화탄소 포집물질에 의해 포집탱크(330)에 용이하게 포집되어 저장될 수 있다.Further, the carbon dioxide introduced through the bypass line 310 is stored in the collection tank 330 at a high pressure by the compressor or is easily trapped in the collection tank 330 by the solid particle, methanol or amine-based carbon dioxide capture material. And stored.

또한, 디텍터(100)가 압력센서(110)를 통해 이산화탄소의 이송압력을 감지함과 아울러 이송압력의 저하를 판별하여 이산화탄소의 누출을 감지하므로 디텍터(100)의 구성이 간소화될 수 있다.In addition, since the detector 100 senses the transfer pressure of the carbon dioxide through the pressure sensor 110 and the decrease of the transfer pressure, the detector 100 detects the leakage of the carbon dioxide, so that the structure of the detector 100 can be simplified.

그리고, 이송라인(1)과 바이패스라인(310)이 셧오프 밸브(200)에 의해 교번적으로 개폐됨에 따라 셧오프 밸브(200) 하나만의 작동으로 이송라인(1)을 폐쇄하는 동시에 바이패스라인(310)을 개방시킬 수 있다.As the transfer line 1 and the bypass line 310 are alternately opened and closed by the shutoff valve 200, the transfer line 1 is closed by the operation of only one shutoff valve 200, The line 310 can be opened.

한편, 본 발명이 인구밀집 지역에 위치하는 이송라인(1)에 설치될 경우에는 이산화탄소의 누출에 따른 대형피해를 예방할 수 있다.
On the other hand, when the present invention is installed in the conveyance line 1 located in the dense population area, it is possible to prevent large damage due to the leakage of carbon dioxide.

이상에서 본 발명의 구체적인 실시예를 예로 들어 설명하였으나, 이들은 단지 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명의 보호 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It will be apparent to those skilled in the art that various changes, substitutions, and alterations can be made therein without departing from the spirit of the invention.

1: 이송라인 10 : 누출감지 및 처리시스템
100 : 디텍터 110 : 압력센서
120 : 통신부 200 : 셧오프 밸브
300 : 바이패서 310 : 바이패스라인
310a : 개폐밸브 320 : 석션펌프
330 : 포집탱크1: transfer line 10: leak detection and treatment system
100: Detector 110: Pressure sensor
120: communication unit 200: shut off valve
300: Bypasser 310: Bypass line
310a: opening / closing valve 320: suction pump
330: collection tank

Claims (12)

이산화탄소의 발생시설에서 이산화탄소의 저장소까지 관체형의 이송라인을 통해 이송되는 이산화탄소의 누출감지 및 처리시스템으로서,
상기 이송라인이 지나가는 지역 중 인구밀집 지역에 위치하는 이송라인에 설치되어 이산화탄소의 누출을 감지하고, 이산화탄소의 누출에 따라 제어신호를 인가하는 디텍터;
상기 디텍터의 전방 및 후방에 위치하는 상기 이송라인에 개폐가능하게 제각기 설치되고, 상기 디텍터의 제어신호에 따라 상기 이송라인을 차폐하여 이산화탄소의 이송을 차단하는 셧오프 밸브; 및
상기 셧오프 밸브들의 사이에서 상기 이송라인을 관류하는 이산화탄소를 강제로 우회시켜서 포집하는 바이패서;를 포함하고,
상기 디텍터는,
상기 이송라인을 관류하는 이산화탄소의 이송압력을 측정하여, 측정된 이송압력이 기설정된 기준압력보다 저하됨에 따라 상기 이송라인을 폐쇄하기 위한 제어신호를 발생시키는 적어도 하나의 압력센서; 및
상기 압력센서의 제어신호를 상기 셧오프 밸브와 상기 바이패서에 제각기 전송하는 통신부;를 포함하며,
상기 바이패서는,
상기 이송라인에 일단부가 소통가능하게 연결되어 상기 이송라인의 이산화탄소의 우회경로를 제공하는 바이패스라인;
상기 디텍터의 제어신호에 의해 상기 셧오프 밸브와 함께 작동하면서 상기 바이패스라인의 내부에 부압을 제공하여 상기 이송라인의 이산화탄소를 상기 바이패스라인으로 이동시키는 석션펌프; 및
상기 바이패스라인의 타단부에 연결되어 상기 바이패스라인을 통해 이동하는 이산화탄소를 저장하는 포집탱크;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이산화탄소의 누출감지 및 처리시스템.
A system for the detection and treatment of carbon dioxide leaks being transported from a carbon dioxide generating facility to a carbon dioxide storage through a tubular transfer line,
A detector installed in a transfer line located in a population density region of the region through which the transfer line passes, for detecting a leakage of carbon dioxide and applying a control signal according to the leakage of carbon dioxide;
A shutoff valve which is openably and closably provided on the conveyance line located forward and rearward of the detector and shields the conveyance line according to a control signal of the detector to block the transfer of carbon dioxide; And
And a bypassor forcibly bypassing and collecting carbon dioxide flowing through the transfer line between the shutoff valves,
Wherein the detector comprises:
At least one pressure sensor for measuring a transfer pressure of carbon dioxide flowing through the transfer line to generate a control signal for closing the transfer line as the measured transfer pressure is lower than a predetermined reference pressure; And
And a communication unit for transmitting a control signal of the pressure sensor to the shut-off valve and the bi-passer, respectively,
The bi-
A bypass line communicatively connected at one end to the transfer line to provide a bypass path for the carbon dioxide in the transfer line;
A suction pump that operates in conjunction with the shut-off valve by a control signal of the detector to provide negative pressure inside the bypass line to move carbon dioxide in the transfer line to the bypass line; And
And a collecting tank connected to the other end of the bypass line for storing carbon dioxide moving through the bypass line.
삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 바이패스라인은,
상기 셧오프 밸브의 작동에 의해 상기 이송라인과 교번적으로 개폐되는 것을 특징으로 하는 이산화탄소의 누출감지 및 처리시스템.
The method according to claim 1,
The bypass line includes:
Wherein the shut-off valve is opened and closed alternately with the transfer line by operation of the shut-off valve.
청구항 1에 있어서,
상기 포집탱크는,
상기 바이패스라인을 통해 유입되는 이산화탄소를 압축상태로 저장하기 위한 압축기가 구비된 고압탱크;로 구성된 것을 특징으로 하는 이산화탄소의 누출감지 및 처리시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the collecting tank comprises:
And a high pressure tank having a compressor for storing the carbon dioxide flowing through the bypass line in a compressed state.
청구항 1에 있어서,
상기 포집탱크는,
상기 바이패스라인을 통해 유입되는 이산화탄소를 포집 및 저장하기 위한 고체입자, 메탄올 또는 아민계열의 이산화탄소 포집물질 중 적어도 하나가 구비된 것을 특징으로 하는 이산화탄소의 누출감지 및 처리시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the collecting tank comprises:
And at least one of a solid particle, a methanol or an amine-based carbon dioxide capture material for trapping and storing carbon dioxide flowing through the bypass line.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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