KR20140127825A - 혼합 염 co2 흡수제, 이의 제조공정 및 용도 - Google Patents

혼합 염 co2 흡수제, 이의 제조공정 및 용도 Download PDF

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와즈디 이삼 알-사다트
루크 콜먼
제이.피. 쉔
라그후비르 굽타
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Abstract

본 발명은 CO2 흡수제로서 유용한 혼합 염 조성물에 관한 것이다. 상기 혼합 염 조성물은 마그네슘염, 및 적어도 하나의 IA 족 원소를 포함하고, 여기서 상기 Mg 및 IA 족 원소는 3:1 내지 8:1의 몰 비로 존재한다. 상기 최종 조성물은 가스에서 CO2의 약 20% 이상을 흡착한다. 상기 성분들, 및 상기 IA 족 원소의 몰 비를 변화시켜, 다른 조건에서 선택적 기능성을 나타내는 조성물을 개발할 수 있다. 상기 조성물은 운송 차량과 같은, 이동원 상에 CO2의 흡착성 포획에 특히 유용하고, 여기서 이것은 상기 흡착제 조성물의 재생 동안 회복될 수 있으며, 상기 CO2는 냉각제 가스, 연료의 제조시 반응물, 등등으로 사용한다.

Description

혼합 염 CO2 흡수제, 이의 제조공정 및 용도 {MIXED SALT CO2 SORBENT, PROCESSES FOR MAKING AND USES THEREOF}
본 출원은 2012년 1원 20일자에 출원된 미국 가 출원 제61/588,927호의 우선권을 주장하고, 이의 전체적인 내용은 참조로서 본 명세서에 포함된다.
본 발명은 가스로부터 CO2를 제거하는데 유용한 물질에 관한 것이다. 좀더 구체적으로는, 본 발명은 상기 CO2에 대한 흡수제로 작용하는 혼합 염 조성물 (mixed salt compositions), 이러한 물질을 제조하는 방법 및 이들의 용도에 관한 것이다. 이러한 흡착제 (adsorbents)는 고정식 적용 및 운송 차량 (transportation vehicles), 등등과 같은 이동식 적용에서 배기 가스 스트림으로부터 CO2를 제거하는데 유용하다.
CO2 배출의 감소는 CO2에 의해 유도된 기후 변화에 대한 관심, 및 나타나는 증거에 의해 초조하게 된, 모든 과학 교과의 주된 목표이다. 미국에 있어서, CO2 배출의 약 1/3은 연료의 연소를 통한 운송 부문에 의해 발생되는 것으로 추산된다.
이러한 배출을 경감하기 위한 하나의 접근법은 배기 가스로부터 가능한 한 많은 CO2를 이들이 대기로 방출되기 전에 포획하는 것이다. 후-연소, CO2 포획 기술은 공정 공급원의 CO2에 대해 적용을 위해 개발되고 있다. 이러한 공급원은 석탄, 및 천연 가스를 연로로 사용한 발전소, 뿐만 아니라 시멘트 및 강철과 같이 다양한 재료의 생산을 위한 공정들을 포함한다. 여기에 기재된 바와 같은 본 발명은 이러한 적용뿐만 아니라, 이동원 적용 (mobile source applications)에도 유용하다.
고정 공급원으로부터 CO2의 포획을 위한 유용한 공정을 개발하기 위한 주된 도전은 에너지 수요, 및 설비 투자를 포함한다. 이동원으로부터 CO2 포획을 다루는 개발 기술은 이러한 요인뿐만 아니라, 공간 제한, 작동 조건의 동력학, 고온 및 저온과 같은 파라미터, 등등을 포함한다. 고온 및 저온은 특히 중요한 고려사항인데, 이는 이러한 온도가 대부분의 CO2 포획 기술의 작동 및 최적의 범위의 밖에 있기 때문이다.
여기에 기재된 본 발명의 목적은 이러한 문제를 다루는 효과적인, 저비용의 CO2 "스크러빙 (scrubbing)" 기술을 제공하는 데 있다. 이를 달성하기 위한 본 발명의 방법은 하기의 기재로부터 알 수 있을 것이다.
본 발명은 가스로부터 CO2를 제거하는데 유용한 혼합 염, 고체 흡수제 조성물에 관한 것이다. 상기 조성물은 용이하게 재생될 수 있고, 따라서 연속 스크러빙 공정에 유용하다. 더욱이, 이것은 이동식 및 고정식 적용들 모두로부터 CO2를 제거하는데 유용하다. 본 발명의 중요한 특색은, 약 150℃로부터 약 500℃까지의 온도에서 CO2의 방출과 함께, 대기압 또는 근접한 대기압, 및 약 50℃ 내지 약 400℃의 온도 범위에서 가스 혼합물로부터 CO2를 제거하는데 유용하다.
본 발명의 혼합 염 흡수제 조성물은 서로 상대적인 비율 범위 및 염의 형태로, 알칼리 토 및 알칼리 금속을 함유한다. 바람직하게는, 상기 알칼리 토 금속은 마그네슘 (Mg)으로 대표되는 반면, 상기 알칼리 금속은 "IA 족" 원소들, 즉, Li, Na, K, 또는 Rb 중 하나이다.
여기에 사용된 바와 같은, 용어 "고정식 적용"은 석탄, 오일, 및 가스를 연로로 사용한 발전소, 상업용 및 산업용 스팀 보일러, 화력 발전소 및 탄화수소계 연료의 연소로부터 CO2를 생산하는 기타 설비를 포함한다.
상기 용어 "이동식 공급원"은 탄화수소계 연료의 연소로부터 CO2를 함유하는 배기 가스 스트림을 생산하는, 승용차, 트럭, 버스, 기차, 보트, 및 비행기와 같은 모든 타입의 차량에 동력을 공급하는데 사용된 내연기관을 포함한다.
도 1은 겔화 기술에 의해 제조된 Mg-Na 혼합 염 흡수제에 대한 흡수 온도에 관한 CO2 로딩을 나타내는 그래프이다.
도 2는 침전 기술에 의해 제조된 Mg-Na 혼합 염 흡수제에 대한 흡수 온도에 관한 CO2 로딩을 나타내는 그래프이다.
도 3은 침전 기술에 의해 제조된 Mg-Na 혼합 염 흡수제에 대한 흡수 온도에 관한 CO2 로딩을 나타내는 그래프이다.
도 4는 질산염이 CO2를 흡착하는 상당히 큰 능력을 갖는 흡수제를 생산하는 것을 나타내는 그래프이다.
도 5는 Mg 대 Na의 혼합비가 흡수제의 성능에 대해 상당한 큰 영향을 갖는 것을 나타내는 그래프이다.
도 6은 농도가 흡수제의 성능에 대해 상당한 큰 영향을 갖는 것을 나타내는 그래프이다.
도 7은 Na2CO3로 얻어진 생산물이 넓은 범위의 활성을 나타내는 반면, (NH4)2CO3로 제조된 생산물은 300℃에서 매우 날카로운 스파이크 활성을 나타내고, 다른 온도에서는 거의 활성이 없는 것을 나타내는 그래프이다.
실시 예 1
본 실시 예는 본 발명에 따른 CO2 흡수제의 제조 및 사용을 상세하게 설명한다.
(395g)의 탄산 수산화 마그네슘 (MgCO3·Mg(OH)2×H2O)은 탈이온수에 용해된 800 ml의 탄산 나트륨 (42.18 g) 및 질산 나트륨 (21.63 g) 용액에 첨가된다. 이것은 30분 동안 교반되고 혼합 염 슬러리를 생산한다. 상기 슬러리는 그 다음 커버되고, 대기 온도에서 16시간 동안 방치한 후, MgO:Na2CO3:NaNO3의 건조 케이크를 형성하기 위해, 16시간 동안, 120℃에서 건조된다. 분석은 75.8:16:8.2의 질량비 및 약 4.8의 Mg:Na의 몰 비를 나타낸다. 이러한 건조 케이크는 그 다음 3℃/분의 램프속도로, 120℃로부터 450℃까지 가열하여 하소된 후, 4시간 동안 450℃를 유지한다. 상기 하소된 케이크는 150-425 메쉬 분획을 수집하기 위해 분쇄되고 체질되며, 그 다음 시험된다.
상기 시험은 6g의 전술된 흡수제와, 소정의 잔여 부피를 채우기 위해 첨가된 불활성 SiC를 갖는, 충전층 반응기 (packed bed reactor)에 로딩시키는 단계를 포함한다. 통상의 가스 분석기는 상기 반응기에 떠나는 CO2의 농도를 측정하는데 사용된다. 상기 반응기는 그 다음 N2 흐름을 사용하여, 10℃/분의 속도로, 450℃까지 이를 가열하여 활성화되고, 용출액 (effluent)에서 CO2의 농도가 0.1% 이하로 떨어질 때까지 상기 온도에서 유지된다. 상기 CO2 농도가 0.1% 이하로 떨어지는 경우, 상기 반응기는 시험된 가장 낮은 흡수 온도로 냉각되고, 그 다음 모의 배기 가스 (13% CO2, 13% H2O, 나머지 N2)는, 공급스트림으로서 상기 반응기에 첨가된다. 상기 가스 용출액에서 CO2의 농도는 연속적으로 측정되고, 상기 흡수 상은, 상기 용출액에서 CO2의 농도가 공급 가스에서 농도의 90%, 즉, "90%를 넘을 때"까지, 연속된다. 이러한 점에 도달된 경우, 상기 공급 가스는 순수 N2로 변화되고, 이의 온도는 5℃/분로 450℃까지 램핑된다. 상기 반응기 자체는, 상기 흡수제를 재생하기 위하여, 상기 용출액 가스가 0.1% 부피 이하의 CO2 농도를 가질 때까지, 또는 2시간 동안, 500℃에서 유지된다. 상기 반응기 온도는 그 다음 원하는 흡수 온도로 감소되고, 상기 공정은 반복된다.
도 1은 25℃ 증가로, 200-425℃의 온도 범위에 걸쳐, 상기 흡수제 상에 로딩된 CO2의 양을 나타낸다.
실시 예 2
종래의 실시 예는 겔화 (gelation)를 통해 CO2 흡수제의 제조를 설명한다. 본 실시 예는 동일한 혼합 염 조성물을 형성하기 위해, 침전을 사용하는 제조 방법을 설명한다.
3000 ml의 탈이온수 내의 233.4 g의 Na2CO3 용액은 5.0 리터 플라스틱 비이커에 배치되고, 기계적 교반기로 강하게 교반된다. 500 ml의 탈이온수 내의 188.4 g Mg(NO3)2 : 6 H2O의 제2 용액은 대략 30 ml/분의 속도로, 상기 제1 용액에 펌프된다. 슬러리는 한 시간 동안 교반된 결과이다. 상기 슬러리는 전술된 바와 같이, 밤새도록 저장되고, 그 다음 습식 침전 케이크를 산출하기 위해 여과된다. 약 3200 ml의 여과물은 수집된다. 이것은 건조 케이크를 형성하기 위해 24시간 동안 120℃에서 건조되고, 이것은 상기 제1 실시 예에서 기술된 바와 같이 처리된다. 상기 흡수제는 실시 예 1에서와 같이, 시험된다. 도 2는 그 결과를 나타낸다.
부가적인 시험에 있어서, 상기 혼합 염 흡수제 조성물에서 알칼리 원소의 효과는 최종 생산물을 제조하기 위해 Li, Na, 또는 K 염들을 사용하여 평가된다. 염들은, 6:1의 Mg : 알칼리 금속의 몰 비를 사용하여, 전술한 방법으로 제조된다. 최종 생산물은 전술된 모의 배기 가스로부터 CO2를 제거하는 이들의 능력에 대해 시험된다. 흡착은 3,125/시간의 GHSV로, 100 - 450℃의 온도 범위에서 수행된다. 상기 흡수제는 10℃/분의 속도, 2500/시간의 GHSV에서, 450℃로 온도를 램핑시켜 재생된다.
도 3은 이러한 결과를 나타낸다. Na가 작동의 최선의 범위에 존재하는 반면, 시험된 다른 알칼리 금속은 다른 온도에서 잘 기능한다.
또 다른 실험에 있어서, 상기 최종 흡수제 상에 마그네슘 공급원의 영향은 시험된다. 본 발명의 혼합 염 조성물은 이의 성분으로서 Mg2CO3 또는 MgO을 가질 수 있다. 그러므로, 이들 흡수제를 생산하는 반응에 있어서, 이들 중 하나를, 우선적으로, 유도하는, Mg 화합물을 선택한다.
Mg(NO3)2, MgO, 및 Mg(OH)2는 실시 예 1 및 2의 동일한 파라미터를 사용하여, 모두 시험된다.
이들 결과를 나타내는, 도 4는, 상기 질산염이 CO2를 흡수하는 상당히 큰 능력을 갖는 흡수제를 생산하는 것을 보여준다.
Mg(NO3)2가 다른 성분보다 물에서 상당히 큰 용해도를 갖는다는 것에 주목할 만하다. 용해도에서 차이는 또한 상기 최종 생산물이 다른 반응 메커니즘으로부터 결과한다는 것을 나타낸다. 예를 들어, 상기 질산염은 나트륨염과 음이온 (anion) 교환에서 침전되는 반면, 상기 산화물 및 수산화물은 침전되지 않는다. 그러므로, 상기 마그네슘염이 더 용해될수록, 최종 생산물의 흡수 능력이 더 커진다. Mg(NO3)2, MgCl2, Mg(CH3COO)2, 및 다른 높은 용해성 마그네슘염은 본 발명의 흡수제를 제조하는데 바람직하다.
또 다른 실험은 흡수 공정에서 Na의 역할을 이해하기 위해 수행된다. 이러한 연구는 CO2가 상기 조성물에 흡수된 경우, MgCO3의 형태로 로딩되는 반면, 상기 나트륨 종들은 상기 CO2를 저장하지 않는다는, 인식에서 동기가 되었다.
흡수제는 3:1 내지 8:1의 Mg:Na 몰 비를 사용하여, 전술된 바와 같이 제조되고, 이들 실시 예들에 개재된 바와 같이 시험된다.
상기 Mg:Na 비가 8:1 - 6:1인 경우, 성능은 상기 실시 예들을 따르는데, 즉, 흡착 온도에 따라 증가된 CO2 로딩 용량 (loading capacity)은 350℃에서 최대 약 13 wt%에 도달하고, 이후 증가된 온도만큼 용량에서 빠른 감소를 수반하는 것을 발견하였다.
상기 Mg:Na 비를 4:1 - 3:1로 감소는 로딩 용량에 상당하게 영향을 준다: 그러나, Na 함량의 감소는 또한 도 5에 나타낸 바와 같이, 250℃에서 최대 흡착으로 이동을 결과한다. 이러한 발견은 다른 메커니즘이 포함된 것을 암시한다.
본 발명의 연구에서 조사된 부가적인 공정 파라미터는 상기 침전 용액에서 반응물의 농도이다.
비교 시험은 전술된 바와 같이 착수되고, Mg:Na의 몰 비는 6:1로 유지되며, 상기 용액에서 반응물의 농도는 0.05, 0.1, 0.2, 및 0.3M이다. 반응은 혼합 염 흡수제 물질을 침전시키기 위해, 상기 실시 예 2에 따라 진행한다. 상기 최종 물질은 그 다음 실시 예 1 및 2에서와 같이 시험된다.
도 6에 서술된, 결과는 농도가 상기 흡수제의 성능에 큰 영향을 갖는다는 것을 보여준다. 모두는, 다른 온도에서 선택적 활성을 갖지만, 약 12-13 wt%로부터 약 20 wt%까지, 상기 흡수제 상에 로딩된 CO2의 증가뿐만 아니라, 250℃로부터 275℃까지로 피크 CO2 로딩 온도를 감소시키는 농도의 감소로, 기능을 한다.
상기 실험이, 침전제 (precipitating agent)로서, Na2CO3를 사용하는 반면, 다른 것은 (NH4)2CO3를 전형적인 예로서 사용될 수 있다.
Na2CO3로 흡수제를 제조하기 위하여, 상기 침전제는 MgNO3의 용액에, 용액의 형태로 천천히 첨가된다. (NH4)2CO3에 대해서는, 이것은 MgNO3 및 Na2NO3의 용액에 첨가된다. 6:1의 Mg:Na 몰 비는 유지된다.
도 7에서 예시된 결과는, Na2CO3로 얻어진 생산물이 넓은 활성 범위를 나타내는 반면, (NH4)2CO3로 제조된 것은 300℃에서 매우 급격한 스파이크 활성을 나타내고, 다른 온도에서는 거의 활성이 없는 것을 보여준다. 이러한 결과는 상기 침전제에서 변화가 다른 적용을 위한 흡수제를 제조하는데 사용될 수 있다는 것을 제시한다.
전술된 개시는 가스성 CO2에 대한 흡수제로서 유용한 혼합 염 조성물을 포함하는, 본 발명의 구현 예 및 다양한 특색을 서술한다. 본 발명의 조성물은 MgCO3 또는 MgO와 같은, 마그네슘 화합물의 혼합 염, 및 IA 족 금속의 적어도 하나의 염을 포함하고, 여기서 Mg 대 IA 족 금속의 몰 비는 8:1 내지 3:1의 범위 일 수 있고, 바람직하게는 6:1 내지 4:1이다. 상기 흡착제는 이의 궁극적 처분까지 일시적으로 저장하기 위해 압축될 수 있는 실질적으로 순수한 CO2의 회수 및 배기 가스 스트림으로부터 CO2의 제거를 위한 고정식 및 이동식 적용 모두에 유용하다. 상기 CO2 탈착 후에, 상기 재생된 흡착제는 상당한 수의 순환 동안 흡착제 용량에서 실질적 손실 없이 변경될 수 있다.
주목해야 할 바와 같이, 상기 마그네슘 화합물은 MgO가 바람직하고, IA 족 금속의 적어도 하나의 염은 탄산염, 및/또는 질산염이 바람직하다. 본 발명의 특히 바람직한 조성물은 MgO:Na2CO3:NaNO3이고, 여기서 상기 Mg:Na 의 몰 비는 약 4.8이다. Li, K, 또는 Rb의 염은 바람직한 조성물에서 나트륨염으로 대체될 수 있다.
본 발명의 혼합 염 흡수제는 실시 예 1과 같이, 예를 들어, 겔화 반응을 통해, 또는 바람직하게는 침전 반응을 통해 제조될 수 있다. 상세히 설명하기 위하여, 마그네슘염 및 IA 족 금속염은 반응 혼합물을 형성하기 위해 용액 형태로 제조되고, 조합된다. 이러한 반응은 선택적으로 침전제와 함께 수행될 수 있다. 상기 염은, 서로 반응시, MgO 또는 MgCO3가 침전물에 형성되도록 선택된다. 바람직하게는, 고 용해성 Mg 화합물은 MgO 자체, Mg(OH)2, 또는 가장 바람직하게는, Mg(NO3)2와 같이, 사용된다. 전술된 바와 같이, MgCl2 또는 Mg(CH3COO)2는 또한 사용될 수 있다. 상기 Mg 염이 선택시, 당업자는 Na 염 또는 염들이 원하는 MgO / MgCO3를 생산하기 위해 그 안에서 반응할지를 결정할 수 있다.
전술된, 실시 예는 상기 흡수제를 제조하는 두 가지 방법, 즉, 겔화 및 공-침전, 또는 "침전"을 기술한다. 후자의 방법에 있어서, Mg 염, 및 IA 족 금속염은 물에 용해되고, 그 다음 침전제는 첨가되며, 상기 흡수제 분말의 침전을 결과한다. 이것은 실험실에서 사용하기에 더 쉬운 방법이지만, 다량의 물의 양을 요구하고, 배치 (batch) 수율이 낮으며, 물질 제조 비용이 비싸다. 겔화 방법론은 적은 물의 사용하고, 더 높은 수율, 및 감소된 제조 비용 대신에, 더 많은 주의가 요구된다.
상기 흡수제 분말의 제조 후에, 이것은 베마이트 (boehmite)와 같은, 바인더를 첨가하여, 또는 흡수성 (sorbency)에서 손실을 결과하는, 기술분야에서 알려진 특별한 제조 기술을 통해, 압출물 (extrudate)로 제조될 수 있지만; 상기 기술은 충전층에서, 압력 하강을 낮게 유지하고, 및 상기 물질을 더 쉽게 다룰 수 있는 측면에서 유용하다.
본 명세서에 요약된 시험에 있어서, 더 많은 용량은 바인더 없는 압출물에서 확인되고, 이들은 높은 CO2 로딩을 달성한다 (300℃에서 약 20 wt%). 바인더 없는 이러한 바인더-없는 압출물의 파쇄 강도는 베마이트 (0.55 MPa)로 제조된 이들 압출물에 대해 등가인, 0.51 MPa로 확인되었다.
산업적 수준에서, 압출 실행은 연속적 추출, 및 예를 들어, 벨트 컨벡션 건조기 (belt convection dryer)에서 수송으로 거의 연속적이다. 다시, 본 명세서에 오직 요약된 실험에 있어서, 다른 건조 속도는 시험되고, 이것은 약 0.3℃/분의 속도가 적절한 크런치 강도 (crunch strength)를 갖는 압출물을 결과한다는 것이 확인되었다. 실제로 건조 속도를 증가시키는 것은 최종 생산물의 강도를 감소시킨다.
상기 반응은 Mg: IA 족 금속의 비가 3:1 내지 8:1, 가장 바람직하게는 4:1 내지 6:1를 제공하는 반응 염의 농도로 수행된다. 상기 비의 선택은, 전술된 바와 같이, 상기 비를 변화시켜 다른 특성을 갖는 흡수제를 생산하기 때문에 당업자에 의해 결정된다. 상기 흡수제가 작동할 조건을 아는 것은 사용된 비를 결정할 것이다. 선택적으로, 침전제는 NaNO3와 같이, 반응을 촉진하기 위해 첨가될 수 있다. 상기 침전제는 바람직하게는 IA 족 금속염이다.
본 발명은 또한 수소-탄소 연료의 연소에 의해 생산된 배기가스 스트림과 같은, 가스 또는 가스 혼합물로부터 CO2의 일부를 제거하기 위해 흡수제에 대해 충분한 시간 동안, 약 100℃ 내지 약 450℃, 바람직하게는 약 250℃ 내지 약 350℃ 범위의 온도에서, 전술된 혼합 염 흡수제와 가스 또는 가스 혼합물을 접촉시켜 CO2를 제거하기 위한 방법을 포괄한다. 실행에 있어서, 상기 흡수제는 상기 CO2에 의해 "포화" 될 것이고, 이것은 상기 흡수제와 접촉한 후 가스에서 CO2의 함량을 측정하고, 및 상기 접촉 이전에 가스에서 CO2의 양에 대한 값을 비교하여 결정될 수 있다. CO2가 원하는 함량까지 제거되지 않는 것이 명백한 경우, 상기 흡수제는 증가된 온도, 예를 들어, 약 500℃인, 예를 들어, 고온의 배기 가스 스트림으로, 간접 열 교환시켜 재생될 수 있다. 다시, 상기 배출 가스에 함유된 CO2의 양을 측정하여, 당업자는 상기 흡수제가 재생될 수 있는 경우를 결정할 수 있고 재사용할 수 있다.
실행에 있어서, 상기 제거된 CO2는 지하 저장과 같이, 영구적 처분을 위해 제거될 때까지 상기 이동원의 탑재 형태로 압축되고 일시적으로 저장될 수 있다. 선택적으로, 상기 CO2는 다양한 방식으로 사용하기 위해 보관될 수 있다. 예를 들어, CO2의 제거에 부가하여, 본 명세서에 기재된 공정은 응축된 H2O의 축적을 결과한다. 이들 두 개의 종들은, 예를 들어, 본 명세서에 기재된 CO2 생산 시스템에 동력을 제공하는데 사용될 수 있는 연료를 발생시키기 위한 반응기 또는 다른 수단에 주입될 수 있다. 물론, 만약 상기 연료가 생산 즉시 사용될 수 없다면, 이것은, 또한 나중에 사용하기 위해 축적 및 저장될 수 있다.
상기 저장된 CO2는, 예를 들어, 냉장 가스와 같이 사용될 수 있고, 그 다음 냉각 및/또는 에어 컨디셔닝을 위해 사용될 수 있다. 상기 흡착제로부터 방출된 포획된 CO2 가스는, 예를 들어, CO2 및 H2O가 생산된 차량의 ICE에 동력을 제공하는데 사용될 수 있는 수소-계 연료를 형성하기 위해 배출가스 스트림으로부터 회수된 응축수와 반응될 수 있다. 차량 또는 다른 이동원이 노출된 어떤 태양 에너지는 또한 저장될 수 있고, 이러한 반응을 촉진시키는데 사용될 수 있다.
부가적으로, 수단들은 CO2를 냉각시키기 위해 시스템에 제공될 수 있고, 이에 의해 상기 시스템에 사용하기 위해 냉각제 또는 냉동제로서 이의 사용을 허용한다.
본 발명의 다른 관점은 당업자에게 명백할 것이고, 본 명세서에 반복되지는 않는다.
사용된 용어 및 표현은 설명의 관점이지 제한의 관점으로 사용되지 않으며, 이러한 용어 및 표현의 사용은 보여지고 설명된 특색 또는 이의 일부의 어떤 균등물을 배제하려는 의도가 없고, 이것은 다양한 변형이 본 발명의 범주 내에서 가능한 것으로 인식될 것이다.

Claims (23)

  1. (i) 마그네슘염, 및
    (ⅱ) IA 족 원소 중 적어도 하나의 염을 포함하고, 여기서 (i) 상기 마그네슘염 및 (ⅱ) 상기 IA 족 원소 염은 약 8:1 - 3:1의 몰 비로 존재하는 CO2용 흡수제로서 유용한 혼합 염 조성물.
  2. 청구항 1에 있어서,
    (i) 및 (ⅱ)는 6:1 - 4:1의 비로 존재하는 CO2용 흡수제로서 유용한 혼합 염 조성물.
  3. 청구항 1에 있어서,
    (i)은 MgCO3 또는 MgO인 CO2용 흡수제로서 유용한 혼합 염 조성물.
  4. 청구항 3에 있어서,
    (i)은 MgO인 CO2용 흡수제로서 유용한 혼합 염 조성물.
  5. 청구항 1에 있어서,
    (ⅱ)는 탄산염 또는 질산염인 CO2용 흡수제로서 유용한 혼합 염 조성물.
  6. 청구항 1에 있어서,
    (ⅱ)는 Na, Li, K, 또는 Rb 염인 CO2용 흡수제로서 유용한 혼합 염 조성물.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 염 조성물은 나트륨염을 더욱 포함하는 CO2용 흡수제로서 유용한 혼합 염 조성물.
  8. 청구항 1에 있어서,
    (i)은 Na2CO3 또는 NaNO3인 CO2용 흡수제로서 유용한 혼합 염 조성물.
  9. 청구항 1에 있어서,
    식 MgO:Na2CO3:NaNO3인 CO2용 흡수제로서 유용한 혼합 염 조성물.
  10. 침전 생성물을 형성하는 조건하에서, 반응 혼합물을 형성하기 위해 (i) 마그네슘염 및 (ⅱ) IA 족 원소 염의 용액을 결합시키는 단계를 포함하는, 청구항 1의 혼합 염 조성물의 제조공정.
  11. 청구항 10에 있어서,
    침전제를 첨가시키는 단계를 더욱 포함하는 혼합 염 조성물의 제조공정.
  12. 청구항 10에 있어서,
    (i)은 MgO, Mg(OH)2, Mg(NO3)2, MgCl2, 또는 Mg(CH3COO)2의 용액인 혼합 염 조성물의 제조공정.
  13. 청구항 10에 있어서,
    (i)은 Mg(NO3)2의 용액인 혼합 염 조성물의 제조공정.
  14. 청구항 10에 있어서,
    (i) 및 (ⅱ)는 MgO 또는 MgCO3를 형성하도록 선택되는 혼합 염 조성물의 제조공정.
  15. 혼합 염 조성물로부터 CO2의 부분을 제거하기에 충분한 시간 동안, 약 100℃ 내지 약 450℃의 온도에서, 청구항 1의 혼합 염 조성물과 가스 또는 가스 혼합물을 접촉시키는 단계를 포함하는 가스 또는 가스 혼합물로부터 CO2를 제거하는 방법.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 온도는 약 250℃ 내지 약 350℃인 가스 또는 가스 혼합물로부터 CO2를 제거하는 방법.
  17. 청구항 15에 있어서,
    상기 혼합 염 조성물에 흡수된 CO2를 제거하기 위해 상기 혼합 염 조성물과 불활성 가스를 접촉시키는 단계를 더욱 포함하는 가스 또는 가스 혼합물로부터 CO2를 제거하는 방법.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 불활성 가스는 N2인 가스 또는 가스 혼합물로부터 CO2를 제거하는 방법.
  19. 청구항 17에 있어서,
    약 500℃에서 상기 혼합 염 조성물에 상기 불활성 가스를 접촉시키는 단계를 포함하는 가스 또는 가스 혼합물로부터 CO2를 제거하는 방법.
  20. 청구항 15에 있어서,
    이동원 상에 상기 혼합 염 조성물을 배치시키는 단계 및 상기 이동원의 탄화수소계 연료의 연소를 통해 생성된 내연기관의 배기가스 스트림으로부터 CO2를 흡착시키는 단계를 더욱 포함하는 가스 또는 가스 혼합물로부터 CO2를 제거하는 방법.
  21. 청구항 20에 있어서,
    상기 내연기관으로부터 방출된 고온의 배기가스 스트림과 열교환에 의해 상기 조성물을 재생시키기 위해 상기 흡착된 CO2를 방출시키는 단계를 포함하는 가스 또는 가스 혼합물로부터 CO2를 제거하는 방법.
  22. 청구항 20에 있어서,
    상기 이동원은 운송 차량인 가스 또는 가스 혼합물로부터 CO2를 제거하는 방법.
  23. 청구항 21에 있어서,
    상기 운송 차량은 승용차, 트럭, 버스, 기차, 또는 보트이고, 상기 연료는 가솔린 또는 디젤 연료인 가스 또는 가스 혼합물로부터 CO2를 제거하는 방법.
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