KR20150008348A - Hybrid seawater desalination systems - Google Patents

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KR20150008348A KR20140088644A KR20140088644A KR20150008348A KR 20150008348 A KR20150008348 A KR 20150008348A KR 20140088644 A KR20140088644 A KR 20140088644A KR 20140088644 A KR20140088644 A KR 20140088644A KR 20150008348 A KR20150008348 A KR 20150008348A
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곽성조
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양승철
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한국에너지기술연구원
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Abstract

The purpose of the present invention is to provide a seawater desalination system that can minimize energy consumption by connecting a capacitive deionization system using a flow electrode to an existing seawater desalination system. For the purpose, the seawater desalination system according to the present invention comprises: a first desalination device embodied as a capacitive deionization device including a flow electrode, receiving salt water with a salt concentration of 35,000 to 70,000 mg/L, and desalinating the salt water into salt water with a salt concentration of 10,000 mg/L or smaller; and a second desalination device connected in series to the first desalination device and desalinating the salt water, which has been supplied from the first desalination device, to a salt concentration of 500 mg/L or smaller. As another embodiment, the present invention comprises: a first desalination device receiving salt water with a salt concentration of 35,000 to 70,000 mg/L and desalinating the salt water into salt water with a salt concentration of 25,000 to 60,000 mg/L; and a second desalination device connected in series to the first desalination device, embodied as a capacitive deionization device including a flow electrode, and desalinating the salt water, which has been supplied from the first desalination device, into salt water with a salt concentration of 500 mg/L or smaller.

Description

하이브리드 해수 담수화 시스템{Hybrid seawater desalination systems}[0001] Hybrid seawater desalination systems [

본 발명은 하이브리드 해수 담수화 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 흐름전극 축전식 탈염 시스템을 기존의 해수 담수화 시스템과 연계함으로써 에너지 소비량을 최소화시킬 수 있는 하이브리드 해수 담수화 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a hybrid seawater desalination system, and more particularly, to a hybrid seawater desalination system capable of minimizing energy consumption by associating a flow electrode storage desalination system with an existing seawater desalination system.

일반적으로, 최근 전 세계적으로 물부족 문제가 심화되고 있다. 물속의 염분 농도에 따라서 물은 크게 담수(염분 500mg/L 이하)와 기수(염분 500~17,000mg/L) 및 해수(염분 35,000mg/L 이상)의 세 가지로 나눌 수 있다. 지구상 물의 약 97%가 해수이고 나머지 담수 중에서도 인간이 사용할 수 있는 양은 많지 않다. 기상 이변과 사막화 및 수자원 오염 등으로 인하여 물부족은 더욱더 심해져 2015년에는 전 세계 인구의 약 38%가 물부족의 영향을 받을 것으로 전망된다.In general, the problem of water shortage is increasing in recent years in the world. Depending on the salinity of the water, the water can be divided into three categories: fresh water (less than 500 mg / L), nadir (500 to 17,000 mg / L) and seawater (salinity less than 35,000 mg / L). About 97% of the earth's water is seawater, and there are not many human beings available among the freshwater. Water shortages are becoming more severe due to weather, desertification, and water pollution. In 2015, about 38% of the world's population is expected to be affected by water shortages.

전술한 바와 같이 물부족 현상을 해결하기 위해서 강변 여과수나 지하수의 이용 및 인공강우 등의 방법이 대두되고 있으나 근본적인 문제를 해결하기 위해 무한 자원인 해수를 담수화하는 방법이 가장 현실적인 방법으로 부각되고 있다.As described above, the use of riverside filtration water, groundwater and artificial rainfall have been proposed to solve the water shortage problem. However, in order to solve the fundamental problem, a method of desalinating the seawater as infinite resource has emerged as the most realistic method.

한편, 전술한 바와 같이 해수를 담수화하는 수처리 기술로는 크게 증발증류나 역삼투막 분리와 같은 물리적 처리방법, 생물분해 또는 화학적 산화 및 침전과 같은 생화학적 처리방법, 전기투석 또는 이온교환 등과 같은 전기화학적 처리방법으로 분류할 수 있다. 특히, 현재 상업적으로 주로 이용하고 있는 담수화 기술로 증발법과 막분리법과 이온교환 방법을 들 수 있다.On the other hand, as described above, the water treatment technique for desalinating seawater is largely classified into physical treatment methods such as evaporation distillation and reverse osmosis membrane separation, biochemical treatment methods such as biodegradation or chemical oxidation and precipitation, electrochemical treatment such as electrodialysis or ion exchange . Especially, the desalination method, the membrane separation method and the ion exchange method are the desalination techniques which are currently mainly used commercially.

전술한 바와 같은 같이 해수를 담수화하는 수처리 기술 중 증발법은 원리 및 장치가 단순하고 고순도의 담수를 얻을 수 있는 장점은 있으나 에너지 비용이 너무 높다는 문제가 있다.Among the water treatment techniques for desalinating the seawater as described above, the evaporation method has a merit that the principle and apparatus are simple and high-purity fresh water can be obtained, but the energy cost is too high.

그리고, 전술한 바와 같은 해수를 담수화하는 수처리 기술 중 막분리법에 해당하는 역삼투(Reverse Osmosis : RO)는 삼투압보다 높은 압력을 가할 때 용액으로부터 순수한 용매가 반투막을 통해 빠져나오는 현상을 의미하며, 이러한 역삼투 현상을 이용하면 염수 등의 수용액에서 순수한 물을 얻을 수 있다는 원리를 이용하여 염수(해수, 기수)를 담수화시킨다.Reverse osmosis (RO), which is a membrane separation method, is a phenomenon in which a pure solvent is discharged from a solution through a semi-permeable membrane when a pressure higher than osmotic pressure is applied. Reverse osmosis is used to desalinate salt water (sea water, sea water) using the principle that pure water can be obtained from an aqueous solution such as a salt water.

전술한 역삼투 방식 담수화 장치를 이용하여 염수로부터 순수한 물을 얻기 위해서는 보통 고압펌프를 가동하여 표준 염수 삼투압인 25bar보다 더 높은 압력, 일반적으로 42∼60bar 정도의 압력을 역삼투 필터에 가해 주어야 한다. 특히, 이러한 고압펌프의 소비동력은 역삼투 방식의 담수화 비용 중 약 60% 이상을 차지하고 있다. 이렇듯 역삼투막 분리법도 논문(B. van Limpt, "Performance relations in Capacitive Deionization systems", Ph.D. Dissertation, Wageningen University, 2010.)에서 개시된 바와 같이 염의 농도가 높아짐에 따라 에너지 소비량이 증가한다는 문제점이 있다. 또한, 역삼투막의 주기적인 교체 비용도 크다는 문제점이 있다.In order to obtain pure water from the brine using the reverse osmosis type desalination apparatus described above, a high-pressure pump is usually operated and a pressure higher than 25 bar, typically about 42 to 60 bar, is applied to the reverse osmosis filter. In particular, the consumption power of such a high-pressure pump accounts for more than 60% of the reverse osmosis desalination cost. As described in B. van Limpt, "Performance relations in Capacitive Deionization systems", Ph.D. Dissertation, Wageningen University, 2010.), there is a problem that the energy consumption increases as the salt concentration increases . In addition, there is a problem that the periodic replacement cost of the reverse osmosis membrane is also large.

한편, 최근 새로운 수처리 기술로 축전식 탈염기술(Capacitive Deionization, CDI)이 연구되고 있다. 축전식 탈염기술은 기존의 전기흡착기술의 일종이다. 전극에 전위를 인가했을 때 전극 계면에 형성되는 전기이중층에서의 흡착 반응을 이용하여 이온성 물질을 제거하는 기술이다.Recently, capacitive deionization (CDI) has been studied with new water treatment technology. The capacitive desalination technology is a type of conventional adsorption technology. Is a technique for removing an ionic substance by utilizing an adsorption reaction in an electric double layer formed at an electrode interface when a potential is applied to the electrode.

전술한 바와 같은 CDI 전극은 비표면적이 넓은 활성 탄소 전극을 사용하고 있으며, 약 1.4V의 직류전원을 인가하면 물속에 용존되어 있는 양이온은 음전극의 탄소표면에 흡착되고 음이온은 양전극의 탄소표면에 흡착되어 제거되는 기술로 전기 투석과는 근본적으로 다른 새로운 탈염 기술이다. 전극 표면에 포화 흡착을 하게 되면 더 이상 이온을 흡착할 수 없어 재생을 하게 되며, 이때 전극을 단락시키거나 역전위를 인가하여 이온을 탈착시킨다.The CDI electrode described above uses an activated carbon electrode having a large specific surface area. When a DC power of about 1.4 V is applied, the cation dissolved in water is adsorbed on the carbon surface of the negative electrode, and the negative ion adsorbs on the carbon surface of the positive electrode Is a new desalination technology fundamentally different from electrodialysis. When saturated adsorption occurs on the surface of the electrode, ions can not be adsorbed any more, so that they are regenerated. At this time, the electrode is short-circuited or the reverse potential is applied to desorb the ions.

그러나, 전술한 바와 같은 CDI 기술도 다공성 고정 전극의 흡착 용량 제한으로 인해 기수의 담수화에만 활용되는 한계성이 있다. 따라서, 에너지 소비량을 최적화하기 위해 해수담수화와 기수담수화를 일체로 결합하는 시스템이 요구되고 있다.However, the CDI technique described above is also limited in that it is utilized only for the desalination of the nose because of the limitation of the adsorption capacity of the porous fixed electrode. Therefore, a system for integrating seawater desalination and desalination desalination is required in order to optimize energy consumption.

또한, 앞서 기술한 문제점을 해결하고 비용 효율성 및 에너지 효율을 높이기 위해 기존의 상업화된 역삼투법 및 증발법에 최근에 고효율 무방류의 수처리 기술로 연구되고 있는 FCDi 및 FDFO 등을 연계한 공정 구성을 통해 에너지 효율을 높이고자 하고 있다. 이에 더하여 풍력이나 태양열 및 지열 등의 신재생에너지를 해수담수화 플랜트에 연계하는 기술이 요구되고 있다.In order to solve the problems described above and to increase the cost efficiency and the energy efficiency, the conventional commercialized reverse osmosis method and evaporation method have recently been applied to the high efficiency, zero-discharge water treatment technology, I want to raise it. In addition, there is a demand for technologies that link renewable energy such as wind power, solar heat, and geothermal energy to seawater desalination plants.

1. 대한민국 공개특허 제2010-0089311호(2010.08.12.자 공개)1. Korean Patent Publication No. 2010-0089311 (Released on Aug. 12, 2010) 2. 대한민국 공개특허 제2012-0015964호(2012.02.22.자 공개)2. Republic of Korea Patent Publication No. 2012-0015964 (2012.02.22)

본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 연속 공정을 통해 손쉽게 대용량화를 이룰 수 있는 흐름전극를 통해 높은 에너지 효율을 갖는 하이브리드 해수 담수화 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a hybrid seawater desalination system having high energy efficiency through a flow electrode which can be easily mass-produced through a continuous process.

본 발명에 따른 기술의 다른 목적은 에너지 효율을 최적화할 수 있는 고농축 무방류 해수 담수화 공정을 제공하는데 그 목적이 있다.Another object of the present invention is to provide a highly concentrated desalination desalination process capable of optimizing energy efficiency.

전술한 바와 같은 본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시 예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.It is to be understood that the objects of the present invention as described above are not limited to the above-mentioned objects, and other objects and advantages of the present invention which are not mentioned can be understood by the following description, You will know. It will also be readily apparent that the objects and advantages of the invention may be realized and attained by means of the instrumentalities and combinations particularly pointed out in the appended claims.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성을 살펴보면 다음과 같다. 즉, 본 발명에 따른 하이브리드 해수 담수화 시스템은 2개 이상의 담수화 장치가 직렬로 연결된 염수 담수화 시스템으로, 제 1 담수화 장치는 흐름전극을 구비한 축전식 탈염장치로 구현되고, 35,000∼70,000 mg/L 염농도의 염수를 받아 10,000 mg/L 이하 염농도의 염수로 담수화시켜 제공하며, 제 2 담수화 장치는 제 1 담수화 장치로부터 제공되는 염수를 500 mg/L 이하의 염농도로 담수화시키는 것을 특징으로 한다.The structure of the present invention for achieving the above-mentioned object will be described as follows. That is, the hybrid seawater desalination system according to the present invention is a saline desalination system in which two or more desalination apparatuses are connected in series, the first desalination apparatus is implemented as a storage desalination apparatus having a flow electrode, and has a salt concentration of 35,000 to 70,000 mg / Of salt water and desalting the same with salt water having a salt concentration of 10,000 mg / L or less. The second desalination apparatus is characterized in that the salt water provided from the first desalination apparatus is desalinated to a salt concentration of 500 mg / L or less.

본 발명의 다른 특징은 35,000∼70,000 mg/L 염농도의 염수를 받아 25,000∼60,000 mg/L 염농도의 염수로 담수화시키는 제 1 담수화 장치; 및 제 1 담수화 장치와 직렬로 연결되어 흐름전극을 구비한 축전식 탈염장치로 구현되어지되 제 1 담수화 장치로부터 제공되는 염수를 500 mg/L 이하 염농도의 염수로 담수화시키는 제 2 담수화 장치를 포함하는 것을 또 다른 특징으로 한다.Another aspect of the present invention is to provide a first desalination apparatus for desalinating a saline solution having a salt concentration of 35,000 to 70,000 mg / L and a saline solution having a salt concentration of 25,000 to 60,000 mg / L; And a second desalination unit which is implemented as a storage desalination unit having a flow electrode connected in series with the first desalination unit and desalination of the brine provided from the first desalination unit into brine having a salt concentration of 500 mg / L or less Another feature.

전술한 바와 같은 본 발명에 따른 구성에서 흐름전극은 내부의 유로를 통해 양극활물질이 유동하는 흐름양극; 흐름양극과 일정거리 이격되어 음극활물질이 유동하는 흐름음극; 및 상기 흐름양극과 흐름음극 사이에서 유동하는 전해질의 구성으로 이루어질 수 있다.In the structure according to the present invention as described above, the flow electrode has a flow anode in which the cathode active material flows through an internal flow path; A flow cathode in which a negative electrode active material flows with a certain distance from the flow anode; And an electrolyte flowing between the flow anode and the flow cathode.

그리고, 전술한 바와 같은 본 발명에 따른 구성에서 상기 흐름양극은 양극집전체; 상기 양극집전체와 일정 간격으로 이격되어 구성되는 양극분리막; 상기 양극집전체와 상기 양극분리막 사이에 형성된 양극유로; 및 상기 양극유로를 흐르는 양극활물질의 구성으로 이루어질 수 있다.In addition, in the structure according to the present invention as described above, the flow anode includes a cathode current collector; A cathode separator spaced apart from the cathode collector at a predetermined interval; A positive electrode flow path formed between the positive electrode collector and the separator; And a cathode active material flowing through the cathode flow path.

또한, 전술한 바와 같은 본 발명에 따른 구성에서 상기 흐름음극은 음극집전체; 상기 음극집전체와 일정 간격으로 이격되어 구성되는 음극분리막; 상기 음극집전체와 상기 음극분리막 사이에 형성된 음극유로; 및 상기 음극유로를 흐르는 음극활물질의 구성으로 이루어질 수 있다.In addition, in the structure according to the present invention as described above, the flow cathode may include an anode current collector; A negative electrode separator spaced apart from the negative electrode collector at a predetermined interval; A negative electrode flow path formed between the negative electrode collector and the negative electrode separator; And a negative electrode active material flowing through the negative electrode flow path.

한편, 본 발명에 따른 구성에서 상기 전해질은 상기 양극분리막과 음극분리막 사이에 형성된 유로를 흐르는 구성으로 이루어질 수 있다.Meanwhile, in the structure according to the present invention, the electrolyte may flow through a channel formed between the cathode separation membrane and the cathode separation membrane.

전술한 바와 같은 본 발명에 따른 구성에서 상기 양극분리막은 미세공 절연 분리막 또는 양이온교환전도막일 수 있다. 그리고, 음극분리막은 미세공 절연 분리막 또는 음이온교환전도막일 수 있다.In the structure according to the present invention as described above, the anode separator may be a microporous insulation separator or a cation exchange conductive membrane. The negative electrode separator may be a microporous insulation membrane or an anion exchange membrane.

아울러, 본 발명에 따른 구성에서 상기 양극활물질과 음극활물질은 상기 전해질과 혼합된 슬러리상의 유동하는 활물질일 수 있다.In addition, in the structure according to the present invention, the cathode active material and the anode active material may be a flowing active material in a slurry mixed with the electrolyte.

또한, 본 발명에 따른 구성에서 상기 양극활물질과 음극활물질은 동일 물질로 이루어질 수 있다. 이때, 상기 양극활물질과 음극활물질은 마이크로 캡슐화된 구성으로 이루어질 수 있다.In addition, in the structure according to the present invention, the cathode active material and the anode active material may be made of the same material. At this time, the cathode active material and the anode active material may be microencapsulated.

전술한 바와 같은 본 발명에 따른 구성에서 상기 분리막은 미세한 구멍이 형성된 미세공 절연 분리막으로 이루어질 수 있다.In the above-described structure according to the present invention, the separation membrane may be formed of a microporous insulation membrane having fine holes.

한편, 전술한 바와 같은 본 발명의 구성에서 상기 흐름전극은 2차전지 또는 전기이중층 캐패시터(EDLC: Electric Double Layer Capacitor)으로 이루어질 수 있다.Meanwhile, in the structure of the present invention as described above, the flow electrode may be a secondary battery or an electric double layer capacitor (EDLC: Electric Double Layer Capacitor).

전술한 바와 같은 본 발명에 따른 구성에서 양극활물질과 음극활물질의 전극활물질은 활성탄, 카본파이버, 탄소에어로젤, 탄소나노튜브의 다공성 탄소와 흑연분말 및 금속산화물 분말 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.In the structure according to the present invention as described above, the electrode active material of the cathode active material and the anode active material may be any one of activated carbon, carbon fiber, carbon aerogels, porous carbon of carbon nanotubes, graphite powder, and metal oxide powder.

그리고, 본 발명의 구성에서 전해질은 NaCl, H2SO4, HCl, NaOH, KOH, Na2NO3 의 수용성 전해질과 프로필렌카보네이트(Propylene Carbonate, PC), 디에틸카보네이트(Diethyl Carbonate, DEC), 테트라히드로푸란(Tetrahydrofuran, THF)의 유기성 전해질 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.In the present invention, the electrolyte is a mixture of a water-soluble electrolyte of NaCl, H 2 SO 4 , HCl, NaOH, KOH and Na 2 NO 3 with a propylene carbonate (PC), diethyl carbonate (DEC) And organic electrolytes of tetrahydrofuran (THF).

전술한 바와 같은 본 발며에 따른 구성에서 전해질은 고체상 또는 정지상인 구성으로 이루어질 수 있다.In the configuration according to the present invention as described above, the electrolyte may be configured as a solid phase or a stationary phase.

아울러, 본 발명은 해수 농축을 위해 다음과 같은 연속공정을 제안한다. 전처리를 통해 염수 및 담수의 불순물인 부유물 및 유기물을 제거하고, 1차적으로 FCDi와 FDFO를 통해 저농축 염수(7%)를 제조한다. 저농축 염수는 MD와 HP를 거쳐 2차 고농축 염수(20%)를 생산하고, Cr을 통해 유용한 자원들이 회수된다. 여기서, FCDi 해수 농축 역량을 FDFO가 보완해 주거나 아니면 FDFO가 고농축수를 MD 후단에 추가적으로 공급함으로써 MD에 가해지는 에너지 소모량을 감소시킨다든지, 등의 세부공정간 상호 보완성을 가지고 시스템을 구성하여 염수 농축 극화와 스마트그리드를 통해 공급되는 에너지 소모량을 최소화 할 수 있다. In addition, the present invention proposes the following continuous process for seawater concentration. Preliminary treatment removes suspended and organic impurities in brine and fresh water, and produces low-concentration brine (7%) primarily through FCDi and FDFO. The low-concentration brine produces secondary highly concentrated brine (20%) via MD and HP, and the valuable resources are recovered through Cr. In this case, FDFO compensates for the FCDi seawater concentration capacity, or FDFO is added to the downstream side of MD to reduce the amount of energy consumed by the MD. Minimize energy consumption through enrichment and smart grids.

또한, 본 발명에 따른 결정화(Cr) 설비는 용액 속에 녹아있는 결정성분을 결정화시키기 위해 열을 이용하여 용매를 증발시켜야 하는데, 이때 대량으로 에너지를 소비하게 된다. 이 에너지를 절감하기 위해서는 HP의 폐기에너지의 재이용과 풍력과 같은 신재생 에너지를 이용한다.In addition, the crystallization (Cr) facility according to the present invention uses heat to evaporate the solvent to crystallize the crystal components dissolved in the solution, which consumes a large amount of energy. To save this energy, we use renewable energy such as HP's waste energy reuse and wind power.

본 발명의 기술에 따르면 저에너지 소모의 흐름전극 이용 축전식 탈염 시스템을 다른 기존의 담수화 시스템의 전단 또는 후단에 연계함으로써 담수화 시스템의 전체적인 에너지 효율을 증가시키는 효과가 있다.According to the technology of the present invention, the overall energy efficiency of the desalination system is increased by connecting the storage desalination system using the low-energy consumption flow electrode to the front end or the rear end of another conventional desalination system.

또한, 기존의 축전식 탈염 시스템은 집전체에 코팅된 고정상 활물질 전극을 사용하기 때문에 용량이 제한되는데 비하여, 본 발명에 의한 흐름전극 이용 축전식 탈염 시스템은 집전체와 분리된 수십 nm에서 수십 ㎛크기의 미세 전극 활물질이 전해질과 혼합된 슬러리 상태로 연속 유동함으로써 손쉽게 대용량화를 이룰 수 있다. 따라서, 본 발명에 의하면 다양한 염농도를 지닌 해수, 기수 및 폐수의 담수화가 가능하다.In addition, since the existing capacitive desalination system uses a fixed-phase active material electrode coated on the current collector, the capacity of the electrode is limited. On the other hand, the storage electrode desalination system using the flow electrode according to the present invention has a size of several tens of nanometers The microelectrode active material is continuously flowed in a slurry state mixed with the electrolyte, so that the capacity can be easily increased. Therefore, according to the present invention, it is possible to desalinate sea water, sea water and wastewater having various salt concentrations.

도 1 은 본 발명의 실시 예에 따른 흐름전극의 구성도.
도 2 는 본 발명의 실시 예에 따라 전극활물질을 포함하는 마이크로캡슐의 단면도.
도 3 은 본 발명의 실시 예에 따른 흐름전극 이용 축전식 탈염장치의 구성도.
도 4 는 본 발명의 실시 예에 따라 제 1 스테이지로서 흐름전극을 이용한 흐름전극 이용 축전식 탈염장치로 한 하이브리드 해수담수화 시스템의 구성도.
도 5 는 본 발명의 실시 예에 따라 제 2 스테이지로서 흐름전극을 이용한 흐름전극 이용 축전식 탈염 기반 하이브리드 해수담수화 시스템의 구성도.
도 6 은 본 발명의 실시예에 따라 FCDi, MD, HP/Cr이 직렬 연결된 해수 농축 시스템의 구성도.
도 7 은 도 6 에서 FCDi에 FDFO가 추가로 병렬 연결된 해수 농축 시스템의 구성도.
도 8 은 도 6 에서 FCDi와 MD의 직렬 연결 부분에 FDFO가 추가로 병렬 연결된 해수 농축 시스템의 구성도.
도 9 는 도 6 에서 FCDi에 FDFO가 추가로 연결된 해수 농축 시스템의 구성도.1 is a configuration diagram of a flow electrode according to an embodiment of the present invention;
2 is a cross-sectional view of a microcapsule including an electrode active material according to an embodiment of the present invention.
3 is a configuration diagram of a storage and desalination apparatus using a flow electrode according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a schematic view of a hybrid seawater desalination system using a flow electrode as a first stage and a storage electrode desalination apparatus using a flow electrode according to an embodiment of the present invention. FIG.
5 is a configuration diagram of a hybrid desalination desalination based hybrid desalination system using a flow electrode using a flow electrode as a second stage according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a block diagram of a sea water concentration system in which FCDi, MD, and HP / Cr are connected in series according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a block diagram of a sea water concentration system in which FDFO is additionally connected in parallel to FCDi in FIG. 6; FIG.
FIG. 8 is a block diagram of a seawater concentration system in which FDFO is additionally connected in parallel to the serial connection portion of FCDi and MD in FIG. 6; FIG.
FIG. 9 is a block diagram of a seawater concentration system in which FDFO is additionally connected to FCDi in FIG. 6; FIG.

전술한 본 발명에 따른 기술의 목적과 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되어 있는 상세한 설명을 통해 명확해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent by describing in detail exemplary embodiments thereof with reference to the attached drawings, The technical idea of the invention can be easily implemented.

또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면들을 함께 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

이하, 본 발명에 따른 해수담수화 시스템에 사용되는 흐름전극에 대하여 설명하기로 한다. 본 발명의 실시 예에 따르면 본 발명을 구성하는 흐름전극은 유동하는 양극활물질을 포함하는 흐름양극, 유동하는 음극활물질을 포함하는 흐름음극 및 유동하는 전해질을 포함한다. 양극활물질과 음극활물질 및 전해질은 흐름전극 예를 들어, 전지 또는 축전지 등에 사용되어 오던 것 어느 것이나 다 사용될 수 있으며, 당해 기술분야의 통상의 전문가가 사용 목적 및 환경에 따라 적절하게 선택할 수 있다.Hereinafter, the flow electrode used in the seawater desalination system according to the present invention will be described. According to an embodiment of the present invention, the flow electrode constituting the present invention includes a flow anode including a flowing cathode active material, a flow cathode including a flowing anode active material, and a flowing electrolyte. The positive electrode active material, the negative electrode active material, and the electrolyte may be any material that has been used for a flow electrode, for example, a battery or a battery, and may be appropriately selected by a person skilled in the art according to the intended use and environment.

본 발명에 따른 실시 예에서 양극활물질 및 음극활물질은 서로 다른 물질이 사용될 수도 있지만, 동일한 물질이 사용될 수도 있다. 양극활물질과 음극활물질 등의 전극활물질은 다공성 탄소(활성탄, 카본파이버, 탄소에어로젤 및 탄소나노튜브 등), 흑연분말 및 금속산화물 분말 등이 사용될 수 있으며, 전해질과 혼합되어 유동화된 상태로 사용될 수 있다.In the examples according to the present invention, the cathode active material and the anode active material may be different materials, but the same material may be used. The electrode active materials such as the positive electrode active material and the negative electrode active material may be porous carbon (activated carbon, carbon fiber, carbon aerogels and carbon nanotubes), graphite powder and metal oxide powder, and may be mixed with electrolyte and fluidized .

한편, 전해질은 NaCl, H2SO4, HCl, NaOH, KOH, Na2NO3 등의 수용성 전해질과 프로필렌카보네이트(Propylene Carbonate, PC), 디에틸카보네이트(Diethyl Carbonate, DEC), 테트라히드로푸란(Tetrahydrofuran, THF)와 같은 유기성 전해질을 포함한다. 본발명의 실시 예에서 전극활물질만 유동하고 전해질은 고체상 또는 정지상 전해질일 수 있다.On the other hand, the electrolyte is composed of a water-soluble electrolyte such as NaCl, H 2 SO 4 , HCl, NaOH, KOH, and Na 2 NO 3 and a solvent such as propylene carbonate (PC), diethyl carbonate (DEC), tetrahydrofuran , THF). In an embodiment of the present invention, only the electrode active material flows and the electrolyte may be a solid or stationary electrolyte.

그리고, 흐름양극은 양극집전체, 양극분리막, 양극집전체와 양극분리막 사이에 형성된 양극 유로 및 양극 유로를 흐르는 양극활물질을 포함하고, 흐름음극은 음극집전체, 음극분리막, 음극집전체와 음극분리막 사이에 형성된 음극 유로 및 음극 유로를 흐르는 음극활물질을 포함한다. 전해질은 양극분리막 및 음극분리막 사이에 형성된 유로를 흐른다.The flow cathode includes a cathode current collector, a cathode separator, a cathode flow path formed between the cathode current collector and the anode separator, and a cathode active material flowing through the cathode flow path. The flow cathode includes a cathode collector, a cathode separator, And a negative electrode active material flowing through the negative electrode flow path. The electrolyte flows through a flow path formed between the anode separator and the cathode separator.

또한, 전극집전체 및 전극분리막은 종래 흐름전극(전지, 축전지 등)에 사용되어 오고 있는 것들이라면 어느 것이나 다 사용가능하며, 당해 기술분야에 속하는 통상의 전문가가 그 사용목적 및 조건에 따라 적절하게 선택하여 사용할 수 있다.The electrode current collector and the electrode separator may be any of those conventionally used for flow electrodes (batteries, batteries, etc.), and may be suitably used in accordance with the intended use and conditions You can choose to use it.

전술한 양극 유로 및 음극 유로의 폭은 종래 흐름전극에서 전극집전체와 분리막 사이의 간격 또는 그 이하로 형성할 수 있다. 종래에는 전극활물질이 고정되어 있어 충방전에 필요한 활물질의 용량을 확보하고자 할 때에는 흐름전극의 크기가 커지는 문제점이 있어 활물질이 충진되는 전극집전체와 분리막 사이의 간격에 제한이 있다. 그러나, 본 발명에 따르면 전극활물질을 지속적으로 공급할 수 있으므로, 이러한 제한 없이 사용 목적이나 사용되는 활물질 및 전해질 등에 따라 자유롭게 설계 변경할 수 있다. 유로의 폭과 높이는 수십 ㎛에서 수㎜ 크기로 사용될 수 있다.The widths of the above-described anode flow path and cathode flow path can be formed to be equal to or less than the gap between the electrode current collector and the separation membrane in the conventional flow electrode. Conventionally, when the electrode active material is fixed and the capacity of the active material necessary for charging and discharging is secured, the size of the flow electrode is increased, and there is a limit in the interval between the electrode current collector filled with the active material and the separator. However, according to the present invention, since the electrode active material can be continuously supplied, design freedom can be freely changed according to the purpose of use, the active material used, and the electrolyte. The width and height of the flow path may be several tens of micrometers to several millimeters in size.

그리고, 전해질 유로의 폭도 마찬가지로 전해질이 지속적으로 공급될 수 있으므로, 흐름전극의 크기로 인한 제한 없이 적절하게 설계 변경할 수 있다. 다만, 충방전 효율을 높이기 위하여 전해질과 활물질의 속도를 달리하거나 활물질 유로의 폭과 전해질 유로의 폭의 비에 제한을 둘 수도 있다.The width of the electrolyte flow path can likewise be appropriately designed without restriction due to the size of the flow electrode since the electrolyte can be supplied continuously. However, in order to increase the charging / discharging efficiency, the speed of the electrolyte and the active material may be different, or the ratio of the width of the active material flow path and the width of the electrolyte flow path may be limited.

전술한 양극분리막은 미세공 절연 분리막이거나 양이온교환(전도)막이고, 음극분리막은 미세공 절연 분리막이거나 음이온 교환(전도)막일 수 있다. 양극분리막 및 음극분리막은 전기물리적 분리를 위해 설치되는 것으로, 미세공 절연 분리막(separator)은 이온 이동만이 가능하고, 이온교환(전도)막은 양이온(cation) 또는 음이온(anion)만을 선택적으로 이동시킬 수 있다. 또한, 양극활물질 또는 음극활물질은 전해질과 혼합된 슬러리상의 활물질이다. The cathode separation membrane may be a microporous insulation membrane or a cation exchange membrane (conduction membrane), and the cathode separation membrane may be a microporous insulation membrane or an anion exchange membrane. The anode separator and the cathode separator are provided for electrophysical separation. The microporous separator is capable of only ion transfer, and the ion exchange (conduction) membrane is capable of selectively transferring only cations or anions. . Further, the cathode active material or the anode active material is a slurry-like active material mixed with an electrolyte.

이하, 도면을 참조로 더욱 상세하게 설명한다. 도 1 은 본 발명의 실시 예에 따른 흐름전극의 구성도이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings. 1 is a configuration diagram of a flow electrode according to an embodiment of the present invention.

도 1 에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 기술을 구성하는 흐름전극(1)은 양극집전체(11), 양극분리막(13), 양극집전체(11)와 양극분리막(13) 사이에 형성된 양극유로(14)를 흐르는 양극활물질(12)로 이루어지는 흐름양극(10); 음극집전체(21), 음극분리막(23), 음극집전체(21)와 음극분리막(23) 사이에 형성된 음극유로(24)를 흐르는 음극활물질(22)로 이루어지는 흐름음극(20); 및 양극분리막(13)과 음극분리막(23) 사이에 형성된 전해질 유로(34)를 흐르는 전해질(30)로 구성된다. 이러한 흐름전극(1)은 단위셀로서 2개 이상 연속해서 설치되어 사용될 수 있으며, 전극활물질과 전해질을 동시에 연속적으로 유동화시킬 수 있다.1, a flow electrode 1 constituting a technique according to the present invention comprises a positive electrode collector 11, a positive electrode separator 13, a positive electrode 12 formed between the positive electrode collector 11 and the positive electrode separator 13, A flow anode (10) comprising a cathode active material (12) flowing through a flow path (14); A flow cathode 20 composed of an anode current collector 21, a cathode separator 23 and an anode active material 22 flowing through a cathode flow path 24 formed between the anode current collector 21 and the cathode separator 23; And an electrolyte 30 flowing through an electrolyte flow path 34 formed between the anode separation membrane 13 and the cathode separation membrane 23. [ The flow electrode 1 may be used as two or more unit cells, and may continuously fluidize the electrode active material and the electrolyte at the same time.

도 2 를 참조로 하면 전극활물질을 캡슐막(이온막 : 50)을 통해 마이크로캡슐화하여 전해질과 전극활물질의 접촉 면적을 증대시킬 수 있다. 구체적으로, 두 전극활물질과 전해질 흐름통로 사이에 양이온 분리막(주로 전해질 액체의 유통을 막고 양이온만 선택적으로 통과시키는 치밀막)과 음이온 분리막(음이온만 선택적으로 통과시키는 치밀막)을 사용한다. 그러나, 각각의 선택적 이온막으로 캡슐화된 전극활물질(도 2)을 사용하면 양극 사이에 이온전도 치밀막들을 사용할 필요가 없고, 이온만이 아닌 전해질 유통이 가능한 미세공 절연분리막을 사용하면 전해질과 각각의 캡슐화된 전극활물질 입자와의 접촉면적이 증대된다.Referring to FIG. 2, the electrode active material may be microencapsulated through a capsule membrane (ion membrane) 50 to increase the contact area between the electrolyte and the electrode active material. Specifically, a cation separator (a dense membrane that mainly blocks the passage of electrolyte liquid and selectively passes only cations) and an anion separator (a dense membrane that selectively passes only negative ions) are used between the two electrode active materials and the electrolyte flow passage. However, when the electrode active material encapsulated with each selective ionic membrane (FIG. 2) is used, it is not necessary to use ion conductive dense membranes between the positive electrodes, and if a microporous insulating separator capable of flowing electrolyte other than ions is used, The contact area with the encapsulated electrode active material particles is increased.

전술한 구성에서 마이크로캡슐 전극은 중심이 되는 코어와 바깥을 둘러싸는 셀로 구성되며, 셀 물질은 전해질에 존재하는 이온을 교환시킬 수 있는 특성을 갖고 있다. 실시 예에 따르면, 셀 물질은 양이온을 교환할 수 있는 술폰산기(SO3 －), 카르복실기(COO－), 인산기(PO4 －) 등이 존재하는 고분자 막과 음이온을 교환할 수 있는 1,2,3,4급 암모늄기가 붙어있는 고분자 막을 사용할 수 있다.In the above-described constitution, the microcapsule electrode is composed of a center core and a cell surrounding the cell, and the cell material is capable of exchanging ions present in the electrolyte. According to the embodiment, the cell material is a polymer membrane having a sulfonic acid group (SO 3 - ), a carboxyl group (COO - ), a phosphoric acid group (PO 4 - ), , A polymer membrane having a quaternary ammonium group attached thereto can be used.

전술한 바와 같은 마이크로캡슐은 고상법 또는 액상법으로 만들 수 있으며, 특히 액상법에는 코어/셀 구조는 계면활성제를 이용하는 에멀전법, 셀로 사용되는 물질을 단량체에서 중합하여 제조하는 중합법, 코어와 셀을 개별적으로 혹은 동시에 분사하거나 압출시켜 제조하는 방법으로 마이크로캡슐 전극을 만들 수 있다. 마이크로캡슐화된 전극은 개별 알갱이가 하나 혹은 수개가 뭉쳐서 셀이 둘러싸게 되므로 전체 알갱이가 뭉쳐 한개 벌크화된 전극보다 단위 무게당 혹은 부피당 차지하는 전극 면적이 크다는 장점이 있다.The microcapsules as described above can be formed by a solid phase method or a liquid phase method. Particularly, in the liquid phase method, a core / cell structure can be prepared by emulsion method using a surfactant, polymerization method in which a material used as a cell is polymerized in a monomer, Or by simultaneously injecting or extruding the microcapsule electrode. The microencapsulated electrode is advantageous in that one or several individual granules are gathered to surround the cell, so that the total area of the granules is larger than that of the bulk electrode, which occupies per unit weight or volume.

다음으로, 도 3 을 참조로 하면, 본 발명의 실시 예에 따른 에너지 저장 장치(100)는 단위셀인 흐름전극(1), 양극활물질(12)에 전해질(30)을 혼합하여 슬러리상으로 제조한 양극활물질을 공급하는 양극활물질 공급탱크(2a)와 공급펌프(41), 음극활물질(22)에 전해질(30)을 혼합하여 슬러리상으로 제조한 음극활물질을 공급하는 음극활물질 공급탱크(2b)와 공급펌프(42); 전해질(30)을 공급하는 전해질 공급탱크(5)와 공급펌프(43), 상기 흐름전극(1)로 직류전원을 공급하는 전원공급장치(7); 전원공급장치(7)로부터 발생한 전위차를 조절하는 절환스위치(9), 전위가 인가된 흐름전극(1)를 통과하면서 이온흡착(충전)된 양극활물질이 저장되는 양극활물질 저장탱크(3), 이온흡착(충전)된 음극활물질이 저장되는 음극활물질 저장탱크(4) 및 탈이온화된 전해질 저장탱크(6)로 구성된다.3, an energy storage device 100 according to an embodiment of the present invention includes a flow electrode 1 as a unit cell, an electrolyte 30 as a cathode active material 12, A negative electrode active material supply tank 2b for supplying a negative electrode active material prepared in the form of a slurry by mixing a positive electrode active material supply tank 2a for supplying a positive electrode active material and a supply pump 41 and an electrolyte 30 to a negative electrode active material 22, And a supply pump 42; An electrolyte supply tank 5 and a supply pump 43 for supplying the electrolyte 30; a power supply unit 7 for supplying DC power to the flow electrode 1; A positive electrode active material storage tank 3 for storing a positive electrode active material that has been ion-adsorbed (charged) while passing through a flow electrode 1 to which a potential is applied, A negative electrode active material storage tank 4 in which adsorbed (charged) negative active material is stored, and a deionized electrolyte storage tank 6.

전술한 바와 같은 구성에서 에너지 저장 장치(100)의 작용은 다음과 같다. 먼저, 흐름전극(1)에 직류전원 공급장치(7)로부터 발생한 전위차, 예를 들어 0.5~2.0v 범위의 전위차를 절환스위치(9)를 통해 인가하면서, 슬러리상의 양극활물질(12), 음극활물질(22) 및 전해질(30)을 동시에 흐름전극(1)에 연속적으로 통과시킨다.The operation of the energy storage device 100 in the above-described configuration is as follows. First, a positive potential difference, for example, a potential difference in the range of 0.5 to 2.0 volts generated from the DC power supply device 7 is applied to the flow electrode 1 through the changeover switch 9, and the positive electrode active material 12, (22) and the electrolyte (30) to the flow electrode (1) at the same time.

그리고, 전술한 바와 같은 구성에서 양극활물질(12) 및 음극활물질(22)은 사전에 전해질(30)과 혼합되어 양극활물질 공급탱크(2a), 음극활물질 공급탱크(2b) 및 전해질 공급탱크(5)로부터 공급펌프(41, 42, 43)에 의해 흐름전극(1)에 공급된다. 이때, 사용되는 양극활물질(12) 및 음극활물질(22)이 동일한 경우 공급탱크(2a, 2b)로 각각 설치할 필요없이 하나의 공급탱크(2)만으로도 가능하다.The positive electrode active material 12 and the negative electrode active material 22 are mixed with the electrolyte 30 in advance to form the positive electrode active material supply tank 2a, the negative electrode active material supply tank 2b and the electrolyte supply tank 5 To the flow electrode 1 by the supply pumps 41, 42, At this time, if the used positive electrode active material 12 and the negative electrode active material 22 are the same, it is not necessary to install them separately in the supply tanks 2a and 2b, but only one supply tank 2 can be used.

전술한 보와 같이 양극활물질(12), 음극활물질(22) 및 전해질(30)을 전위가 인가된 흐름전극(1)을 통과하도록 흘려 보내면(실선방향), 통과하면서 이온흡착(충전)된 전극활물질(12, 22)과 이온이 제거된 전해질(30)은 각각 저장탱크(3, 4, 6)에 저장된다. 저장탱크(3, 4, 6)는 전기적 절연상태의 저장용기인 것이 바람직하다.As described above, when the positive electrode active material 12, the negative electrode active material 22, and the electrolyte 30 are caused to flow through the flow electrode 1 to which the potential is applied (solid line direction) The active materials 12 and 22 and the ion-removed electrolyte 30 are stored in the storage tanks 3, 4 and 6, respectively. The storage tanks (3, 4, 6) are preferably storage tanks in an electrically insulated state.

그리고, 기존 고정상 활물질 전극의 경우에는 전극활물질에 이온이 충전되면 더 이상의 충전이 불가능하므로 대용량화를 위해서는 전극을 대면적화하거나 여러 개의 전극을 스택화하여야 하므로 장치 제조나 운전비용이 크게 증가하는 문제점이 있는 반면, 본 발명에 따른 기술에 의하면 활물질을 지속적으로 공급하고 이온흡착된 활물질은 따로 설치된 저장탱크에 저장할 수 있으므로 손쉽게 대용량화가 가능하다. 또한, 흐름전극(1)을 필요에 따라 더 설치할 수 있어 보다 용이하게 다양한 용량에 적합한 스케일업이 가능하다. In the case of a conventional fixed-phase active material electrode, if the electrode active material is charged with ions, it is impossible to further charge the electrode. Therefore, in order to increase the capacity of the electrode, it is necessary to increase the size of the electrode or to stack several electrodes. On the other hand, according to the technology of the present invention, since the active material can be supplied continuously and the ion-adsorbed active material can be stored in a separately installed storage tank, the capacity can be easily increased. Further, the flow electrode 1 can be further provided as required, and scale up suitable for various capacities can be made easier.

한편, 각각의 저장탱크에 저장된 전극활물질에 이온흡착(충전)된 전력을 출력하는 방법은 이온흡착(충전) 과정과는 반대로 직류전원공급장치(7)를 끄고, 절환스위치(9)를 변환하여 저항장치(8)에 연결함과 동시에 흐름전극(1)를 통해 저장탱크(3, 4, 6)에 저장된 양극활물질과 음극활물질 및 전해질을 역으로 흘려보내면(점선방향) 흐름전극(1)를 통과하면서 이온탈착(방전)이 진행된다.On the other hand, in the method of outputting the ion-adsorbed (charged) electric power to the electrode active material stored in each storage tank, the DC power supply 7 is turned off and the switch 9 is switched The flow electrode 1 is connected to the resistance device 8 while flowing the positive electrode active material, the negative electrode active material and the electrolyte stored in the storage tanks 3, 4 and 6 through the flow electrode 1 in the reverse direction Ion desorption (discharge) proceeds while passing through.

전술한 바와 같이 장시간 연속적으로 충전과 방전을 동시에 수행할 필요가 있는 경우 흐름전극(1)을 2 이상 추가하여 장치를 구성할 수 있다. 이중 일부는 충전장치로, 나머지는 방전장치로 사용될 수 있으며, 이 경우 양극활물질(12)과 음극활물질(22)의 저장탱크(3, 4)를 따로 설치할 필요 없이 추가되어 방전용 흐름전극(1)에서 이온탈착(방전)된 전극활물질들이 저장탱크를 거치지 않고 바로 공급탱크(2a, 2b)로 리사이클링 된다. As described above, when it is necessary to simultaneously perform charging and discharging for a long time, the apparatus can be constituted by adding two or more flow electrodes 1. In this case, it is unnecessary to separately provide the storage tanks 3 and 4 of the cathode active material 12 and the anode active material 22, so that the discharging flow electrode 1 (Discharged) are recycled to the supply tanks 2a, 2b without going through the storage tank.

특히, 따로 설치되는 방전용 흐름전극(1)는 전극활물질의 오염방지와 역전위(polarity reverse) 인가에 의한 저장이온의 급속 탈착 및 전해질 농축을 위해 이온전도 특성을 갖는 분리막으로 구성되거나 마이크로캡슐화된 전극활물질을 사용한다.Particularly, the separately disposed flow-through electrode (1) is composed of a separator having an ion-conducting property for preventing contamination of the electrode active material and for rapid desorption of storage ions by polarity reverse and for electrolyte concentration, Electrode active material is used.

본 발명에 따른 에너지 저장 장치(100)는 축전식 탈염 수처리 기술에 적용할 수 있다. 예를 들어, 해수 또는 산업 폐수를 전해질 공급탱크(5)를 통해 전위차가 발생된 흐름전극(1)를 통과시키면, 탈염(탈이온화)되어 전해질 저장탱크(6)에 저장되므로 해수의 담수화 및 산업 폐수의 정화가 이루어질 수 있다. 따라서, 기존의 증발법이나 역삼투압(RO)법에 비해 매우 낮은 에너지 비용만으로 수처리가 가능하며, 대용량화가 가능하다는 장점이 있다. The energy storage device 100 according to the present invention can be applied to a storage desalination water treatment technique. For example, when sea water or industrial wastewater is passed through the electrolytic water supply tank 5 through a flow electrode 1 having a potential difference, it is desalinated (deionized) and stored in the electrolytic storage tank 6, The wastewater can be purified. Therefore, water treatment can be performed only at a very low energy cost compared to the conventional evaporation method and the reverse osmosis (RO) method, and it is advantageous that the capacity can be increased.

다음으로, 본 발명에 따른 흐름전극 이용 축전식 탈염 기반 하이브리드 해수담수화 시스템에 대하여 설명하기로 한다. 본 발명의 담수화 시스템은 복수의 담수화 장치가 직렬로 연결된 하이브리드 해수 담수화 시스템에 있어서, 복수의 담수화 장치 중 적어도 하나가 흐름전극을 구비한 축전식 탈염 장치인 것을 특징으로 한다.Next, a description will be made of a storage desalination-based hybrid seawater desalination system using a flow electrode according to the present invention. The desalination system of the present invention is characterized in that in a hybrid seawater desalination system in which a plurality of desalination apparatuses are connected in series, at least one of the plurality of desalination apparatuses is a storage desalination apparatus having a flow electrode.

도 4 는 본 발명의 일 실시 예에 따라 제 1 담수화 장치를 흐름전극을 구비한 축전식 탈염 장치로 구현한 흐름전극 이용 축전식 탈염 기반 하이브리드 해수담수화 시스템의 구성도이다. FIG. 4 is a block diagram of a hybrid desalination-based desalination system using a flow electrode according to an embodiment of the present invention, in which the first desalination apparatus is implemented as a storage type desalination apparatus having a flow electrode.

도 4 를 참조하면, 본 발명에 따른 담수화 장치는 35,000∼70,000 mg/L 염농도의 염수를 받아 10,000 mg/L 이하 염농도의 염수로 담수화시켜 제공하는 제 1 담수화 장치 및 제 1 담수화 장치와 직렬로 연결되며 제 1 담수화 장치로부터 제공되는 염수를 500 mg/L 이하의 염농도로 담수화시키는 제 2 담수화 장치를 포함한 구성으로 이루어진진다. 즉, 공급되는 고농도 염수 내의 염 대부분을 제 1 담수화 장치를 통해 제거하고, 그 다음 단계로 제 2 담수화 장치를 통해 목적하는 담수를 생산한다.4, the desalination apparatus according to the present invention includes a first desalination apparatus that receives saline water having a salt concentration of 35,000 to 70,000 mg / L and desalination with salt water having a salt concentration of 10,000 mg / L or less, and a first desalination apparatus And a second desalination unit for desalinating the brine supplied from the first desalination unit to a salt concentration of 500 mg / L or less. That is, most of the salt in the supplied high concentration brine is removed through the first desalination unit, and then, the desired fresh water is produced through the second desalination unit.

한편, 제 2 담수화 장치는 흐름전극 이용 축전식 탈염법, 역삼투법, 전기투석법, 축전식 탈염법, 막증류법 및 정삼투법 중에서 어느 하나 이상을 선택한 담수화 장치가 될 수 있으나 이에 한정하는 것은 아니다.On the other hand, the second desalination apparatus may be a desalination apparatus selected from at least one of a flow electrode-use storage desalination method, a reverse osmosis method, an electrodialysis method, a storage desalination method, a membrane distillation method, and a cleansing method.

도 5 는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따라 제 2 담수화 장치를 흐름전극을 구비한 축전식 탈염 장치로 구현한 흐름전극 이용 축전식 탈염 기반 하이브리드 해수담수화 시스템의 구성도이다. FIG. 5 is a block diagram of a hybrid-type desalination-based desalination system using a flow electrode according to another embodiment of the present invention, in which the second desalination apparatus is implemented as a storage type desalination apparatus having a flow electrode.

도 5 를 참조 하면, 본 발명에 따른 담수화 장치는 35,000∼70,000 mg/L 염농도의 염수를 받아 25,000∼60,000 mg/L 염농도의 염수로 담수화시키는 제 1 담수화 장치, 및 제 1 담수화 장치와 직렬로 연결되며, 흐름전극을 구비한 축전식 탈염 장치로 구현되고, 제 1 담수화 장치로부터 제공되는 염수를 500 mg/L 이하 염농도의 염수로 담수화시키는 제2 담수화 장치를 포함한 구성으로 이루어진다. 즉, 에너지 소비량의 최적화를 위해 제 1 담수화 장치에서 고농도 염수 내 약간의 염을 제거하고, 그 다음 단계로 제 2 담수화 장치에 의하여 목적하는 담수를 생산한다. 5, the desalination apparatus according to the present invention comprises a first desalination unit for receiving saline water having a salt concentration of 35,000 to 70,000 mg / L and desalting it with salt water having a salt concentration of 25,000 to 60,000 mg / L, and a first desalination unit connected in series with the first desalination unit And a second desalination unit, which is realized by a storage type desalination unit having a flow electrode, and which desalinates the brine supplied from the first desalination unit with brine having a salt concentration of 500 mg / L or less. That is, in order to optimize the energy consumption, the first desalination apparatus removes a small amount of salt in the high concentration brine, and then, in the next step, the desired fresh water is produced by the second desalination apparatus.

전술한 바와 같은 구성에서 제 1 담수화 장치는 흐름전극 이용 축전식 탈염법, 역삼투법, 전기투석법, 축전식 탈염법, 막증류법, 정삼투법 중에서 어느 하나 이상을 선택한 담수화 장치가 될 수 있으나 이에 한정하는 것은 아니다.In the above-described configuration, the first desalination apparatus may be a desalination apparatus selected from at least one of a flow electrode-use storage desalination method, a reverse osmosis method, an electrodialysis method, a storage desalination method, a membrane distillation method, It does not.

도 6 은 본 발명의 일 실시 예에 따라 FCDi, MD, HP/Cr이 직렬 연결된 해수 농축 시스템의 구성도, 도 7 은 도 6 에서 FCDi에 FDFO가 추가로 병렬 연결된 해수 농축 시스템의 구성도, 도 8 은 도 6 에서 FCDi와 MD의 직렬 연결 부분에 FDFO가 추가로 병렬 연결된 해수 농축 시스템의 구성도, 도 9 는 도 6 에서 FCDi에 FDFO가 추가로 연결된 해수 농축 시스템의 구성도이다.6 is a configuration diagram of a seawater concentration system in which FCDi, MD and HP / Cr are connected in series according to an embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a configuration diagram of a seawater concentration system in which FDFO is additionally connected in parallel to FCDi in FIG. 8 is a configuration diagram of a seawater concentration system in which FDFO is additionally connected in parallel to the serial connection portion of FCDi and MD in FIG. 6, and FIG. 9 is a diagram of a seawater concentration system in which FDFO is additionally connected to FCDi in FIG.

도 6 내지 도 9 를 참조하면, 본 발명은 해수 농축을 위해 다음과 같은 연속공정을 제안한다. 전처리를 통해 염수 및 담수의 불순물인 부유물 및 유기물을 제거하고, 1차적으로 FCDi와 FDFO를 통해 저농축 염수(7%)를 제조한다. 저농축 염수는 MD와 HP를 거쳐 2차 고농축 염수(20%)를 생산하고, Cr을 통해 유용한 자원들이 회수된다. 여기서, FCDi 해수 농축 역량을 FDFO가 보완해 준다던지 아니면 FDFO가 고농축수를 MD 후단에 추가적으로 공급함으로써 MD에 가해지는 에너지 소모량을 감소시킨다던지 등의 세부공정간 상호 보완성을 가지고 시스템을 구성하여 염수 농축 극대화와 스마트그리드를 통해 공급되는 에너지 소모량을 최소화 할 수 있다. 6 to 9, the present invention proposes the following continuous process for seawater concentration. Preliminary treatment removes suspended and organic impurities in brine and fresh water, and produces low-concentration brine (7%) primarily through FCDi and FDFO. The low-concentration brine produces secondary highly concentrated brine (20%) via MD and HP, and the valuable resources are recovered through Cr. In this case, the system is constructed by complementing the detailed processes such as the supplementation of the FCDi seawater concentration capacity by the FDFO or the addition of the FDFO to the downstream of the MD to reduce the energy consumption of the MD, Maximizing enrichment and minimizing energy consumption through smart grids.

또한, 결정화(Cr) 설비는 용액속에 녹아있는 결정성분을 결정화시키기 위해 열을 이용하여 용매를 증발시켜야 하는데, 이때 대량으로 에너지를 소비하게 된다. 이 에너지를 절감하기 위해서는 HP의 폐기에너지의 재이용과 풍력과 같은 신재생 에너지를 이용한다.In addition, the crystallization (Cr) facility requires heat to evaporate the solvent to crystallize the crystalline components dissolved in the solution, which consumes a large amount of energy. To save this energy, we use renewable energy such as HP's waste energy reuse and wind power.

이상에서와 같이 설명한 본 발명에 따른 기술은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. The present invention is not limited by the examples and the accompanying drawings.

1. 흐름전극 2. 활물질 공급탱크
3. 양극활물질 저장탱크 4. 음극활물질 저장탱크
5. 전해질 공급탱크 6. 전해질 저장탱크
7. 전원공급장치 8. 저항장치
9. 절환스위치 10. 흐름양극
11. 양극집전체 12. 양극활물질
13. 양극분리막 14. 양극유로
20. 흐름음극 21. 음극집전체
22. 음극활물질 23. 음극분리막
24. 음극유로 30. 전해질
34. 전해질 유로 41, 42, 43. 공급펌프
50. 캡슐막(이온막)1. Flow electrode 2. Active material supply tank
3. Cathode active material storage tank 4. Anode active material storage tank
5. Electrolyte supply tank 6. Electrolyte storage tank
7. Power supply 8. Resistance device
9. Changeover switch 10. Flow anode
11. Positive electrode collector 12. Cathode active material
13. anode separator 14. anode flow path
20. Flow Cathode 21. Cathode Current Collector
22. Anode active material 23. Cathode membrane
24. Cathode flow path 30. Electrolyte
34. Electrolyte flow path 41, 42, 43. Feed pump
50. Capsule membrane (ion membrane)

Claims (16)

흐름전극을 구비한 축전식 탈염장치로 구현되어지되 35,000∼70,000 mg/L 염농도의 염수를 받아 10,000 mg/L 이하 염농도의 염수로 담수화시켜 제공하는 제 1 담수화 장치; 및
상기 제1 담수화 장치와 직렬로 연결되며 상기 제1 담수화 장치로부터 제공되는 염수를 500 mg/L 이하의 염농도로 담수화시키는 제 2 담수화 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 해수 담수화 시스템.A first desalination unit which is embodied as a storage desalination unit having a flow electrode and desalinated with salt water having a salt concentration of 10,000 mg / L or less under 35,000-70,000 mg / L salt concentration; And
And a second desalination unit connected in series with the first desalination unit and desalinating the brine provided from the first desalination unit to a salt concentration of 500 mg / L or less. 35,000∼70,000 mg/L 염농도의 염수를 받아 25,000∼ 60,000 mg/L 염농도의 염수로 담수화시키는 제 1 담수화 장치; 및
상기 제 1 담수화 장치와 직렬로 연결되며 흐름전극을 구비한 축전식 탈염장치로 구현되어지되 상기 제 1 담수화 장치로부터 제공되는 염수를 500 mg/L 이하 염농도의 염수로 담수화시키는 제 2 담수화 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 해수 담수화 시스템.A first desalination apparatus for desalting with salt water having a salt concentration of 35,000 to 70,000 mg / L and a salt concentration of 25,000 to 60,000 mg / L; And
And a second desalination unit which is implemented as a storage desalination unit having a flow electrode connected in series with the first desalination unit and which desalinates the brine supplied from the first desalination unit to a salt concentration of 500 mg / L or less The desalination system comprising: 제 1 항 또는 제 2 에 있어서, 상기 흐름전극은 내부의 유로를 통해 양극활물질이 유동하는 흐름양극;
상기 흐름양극과 일정거리 이격되어 음극활물질이 유동하는 흐름음극; 및
상기 흐름양극과 흐름음극 사이에서 유동하는 전해질의 구성으로 이루어진 것을 특징으로 하는 하이브리드 해수 담수화 시스템.The flow electrode according to claim 1 or 2, wherein the flow electrode comprises: a flow anode in which a cathode active material flows through an internal flow path;
A flow cathode spaced apart from the flow anode by a predetermined distance to flow the negative electrode active material; And
And an electrolyte flowing between the flow anode and the flow cathode. 제 3 항에 있어서, 상기 흐름양극은 양극집전체;
상기 양극집전체와 일정 간격으로 이격되어 구성되는 양극분리막;
상기 양극집전체와 상기 양극분리막 사이에 형성된 양극유로; 및
상기 양극유로를 흐르는 양극활물질의 구성으로 이루어진 것을 특징으로 하는 하이브리드 해수 담수화 시스템.The fuel cell system according to claim 3, wherein the flow anode comprises: a cathode current collector;
A cathode separator spaced apart from the cathode collector at a predetermined interval;
A positive electrode flow path formed between the positive electrode collector and the separator; And
And a cathode active material flowing through the anode flow path. 제 3 항에 있어서, 상기 흐름음극은 음극집전체;
상기 음극집전체와 일정 간격으로 이격되어 구성되는 음극분리막;
상기 음극집전체와 상기 음극분리막 사이에 형성된 음극유로; 및
상기 음극유로를 흐르는 음극활물질의 구성으로 이루어진 것을 특징으로 하는 하이브리드 해수 담수화 시스템.[4] The apparatus of claim 3, wherein the flow cathode comprises: an anode current collector;
A negative electrode separator spaced apart from the negative electrode collector at a predetermined interval;
A negative electrode flow path formed between the negative electrode collector and the negative electrode separator; And
And a negative electrode active material flowing through the negative electrode flow path. 제 3 항에 있어서, 상기 전해질은 상기 양극분리막과 음극분리막 사이에 형성된 유로를 흐르는 것을 특징으로 하는 하이브리드 해수 담수화 시스템.The hybrid seawater desalination system according to claim 3, wherein the electrolyte flows through a channel formed between the anode separator and the cathode separator. 제 3 항에 있어서, 상기 양극분리막은 미세공 절연 분리막 또는 양이온교환전도막인 것을 특징으로 하는 하이브리드 해수 담수화 시스템.The hybrid seawater desalination system according to claim 3, wherein the anode separation membrane is a microporous insulation membrane or a cation exchange membrane. 제 3 항에 있어서, 상기 음극분리막은 미세공 절연 분리막 또는 음이온교환전도막인 것을 특징으로 하는 하이브리드 해수 담수화 시스템.[4] The hybrid seawater desalination system of claim 3, wherein the anode separator is a microporous insulation membrane or an anion exchange membrane. 제 3 항에 있어서, 상기 양극활물질과 음극활물질은 상기 전해질과 혼합된 슬러리상의 유동하는 활물질인 것을 특징으로 하이브리드 해수 담수화 시스템.4. The hybrid seawater desalination system according to claim 3, wherein the cathode active material and the anode active material are slurry-like active materials mixed with the electrolyte. 제 3 항에 있어서, 상기 양극활물질과 음극활물질은 동일 물질인 것을 특징으로 하이브리드 해수 담수화 시스템.The hybrid seawater desalination system according to claim 3, wherein the cathode active material and the anode active material are the same material. 제 3 항에 있어서, 상기 분리막은 미세한 구멍이 형성된 미세공 절연 분리막인 것을 특징으로 하는 하이브리드 해수 담수화 시스템.The hybrid seawater desalination system according to claim 3, wherein the separation membrane is a microporous insulation membrane having fine holes. 제 3 항에 있어서, 상기 양극활물질과 음극활물질은 마이크로 캡슐화된 것을 특징으로 하이브리드 해수 담수화 시스템.The hybrid seawater desalination system according to claim 3, wherein the cathode active material and the anode active material are microencapsulated. 제 3 항에 있어서, 상기 흐름전극은 2차전지 또는 전기이중층 캐패시터(EDLC: Electric Double Layer Capacitor)인 것을 특징으로 하는 하이브리드 해수 담수화 시스템.The hybrid seawater desalination system according to claim 3, wherein the flow electrode is a secondary battery or an electric double layer capacitor (EDLC). 제 3 항에 있어서, 상기 양극활물질과 음극활물질의 전극활물질은 활성탄, 카본파이버, 탄소에어로젤, 탄소나노튜브의 다공성 탄소와 흑연분말 및 금속산화물 분말 중 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 하이브리드 해수 담수화 시스템.The hybrid seawater desalination system according to claim 3, wherein the electrode active material of the cathode active material and the anode active material comprises any one of activated carbon, carbon fiber, carbon aerogels, porous carbon of carbon nanotubes, graphite powder, and metal oxide powder. 제 3 항에 있어서, 상기 전해질은 NaCl, H2SO4, HCl, NaOH, KOH, Na2NO3 의 수용성 전해질과 프로필렌카보네이트(Propylene Carbonate, PC), 디에틸카보네이트(Diethyl Carbonate, DEC), 테트라히드로푸란(Tetrahydrofuran, THF)의 유기성 전해질 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 하이브리드 해수 담수화 시스템.4. The method of claim 3, wherein the electrolyte is selected from the group consisting of NaCl, H 2 SO 4 , HCl, NaOH, KOH, Na 2 NO 3 and a water-soluble electrolyte of propylene carbonate (PC), diethyl carbonate (DEC) Wherein the organic electrolytic solution is one of organic electrolytes of tetrahydrofuran (THF). 제 3 항에 있어서, 상기 전해질은 고체상 또는 정지상인 것을 특징으로 하는 하이브리드 해수 담수화 시스템.The hybrid seawater desalination system according to claim 3, wherein the electrolyte is solid or stationary.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160130597A (en) 2015-05-04 2016-11-14 두산중공업 주식회사 Capacitive Deionization Device and Operation Method of it
KR20170002047A (en) 2015-06-29 2017-01-06 현대중공업 주식회사 Purification system for potable water and ultra pure water
KR20170041431A (en) * 2015-10-07 2017-04-17 코웨이 주식회사 Water purifyer and water purifying method
US10071922B2 (en) 2015-05-04 2018-09-11 Doosan Heavy Industries & Construction Co., Ltd. Capacitive deionization apparatus and method for manufacturing the same
KR20190041267A (en) 2017-10-12 2019-04-22 두산중공업 주식회사 A produced water manufacturing apparatus with deionization cell and produced water manyfacturing method using the same
KR20200048106A (en) * 2018-10-29 2020-05-08 울산과학기술원 Secondary battery for desalinated water production and desalinated apparatus including the same

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160130597A (en) 2015-05-04 2016-11-14 두산중공업 주식회사 Capacitive Deionization Device and Operation Method of it
US10071922B2 (en) 2015-05-04 2018-09-11 Doosan Heavy Industries & Construction Co., Ltd. Capacitive deionization apparatus and method for manufacturing the same
KR20170002047A (en) 2015-06-29 2017-01-06 현대중공업 주식회사 Purification system for potable water and ultra pure water
KR20170041431A (en) * 2015-10-07 2017-04-17 코웨이 주식회사 Water purifyer and water purifying method
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