二氧化碳管理系统及方法

摘要

公开了一种二氧化碳管理系统及方法。根据本发明的一个实施例的二氧化碳管理系统，包括：二氧化碳注入线，其用于将在二氧化碳储罐中临时储藏的二氧化碳运送至二氧化碳贮藏所；加压泵、气化装置及加热装置，这些装置设置在所述二氧化碳注入线上；以及二氧化碳再用设备，在将所述二氧化碳供给到所述二氧化碳贮藏所时，所述二氧化碳再用设备通过再利用所述二氧化碳储罐中储藏的二氧化碳，使所述二氧化碳储罐的压力维持一定。

权利要求

1.一种二氧化碳管理系统包括：

二氧化碳注入线，其用于将在二氧化碳储罐中临时储藏的二氧化碳运送至二氧化碳贮藏所；

加压泵、气化装置及加热装置，这些装置设置在所述二氧化碳注入线上；以及二氧化碳再用设备，在将所述二氧化碳供给到所述二氧化碳贮藏所时，所述二氧化碳再用设备通过再利用所述二氧化碳储罐中储藏的二氧化碳，使所述二氧化碳储罐的压力维持一定，并且，所述二氧化碳管理系统，还进一步包括：

二氧化碳供给线，其用于从二氧化碳临时贮藏所向所述二氧化碳储罐供给所述二氧化碳；

气态二氧化碳供给线，其从二氧化碳供给线分支并与所述二氧化碳储罐上部连接；以及液态二氧化碳供给线，其从二氧化碳供给线分支并与所述二氧化碳储罐下部连接。

2.根据权利要求1所述的二氧化碳管理系统，所述二氧化碳再用设备包括：第1二氧化碳回收线，其在所述加压泵前端的所述二氧化碳注入线的途中分支并连接到所述二氧化碳储罐；以及气化用热交换器，其设置在所述第1二氧化碳回收线上。

3.根据权利要求1所述的二氧化碳管理系统，所述二氧化碳再用设备包括：第2二氧化碳回收线，其从所述二氧化碳储罐内设置的排出泵引出并再次与所述二氧化碳储罐连接；以及气化用热交换器，其设置在所述第2二氧化碳回收线上。

4.根据权利要求1所述的二氧化碳管理系统，所述二氧化碳再用设备包括：第3二氧化碳回收线，其在所述气化装置后端的所述二氧化碳注入线的途中分支并连接到所述二氧化碳储罐。

5.根据权利要求1所述的二氧化碳管理系统，在所述气态二氧化碳供给线上设置有多个喷嘴。

6.一种二氧化碳管理系统，包括：

二氧化碳供给线，其从二氧化碳临时贮藏所向所述二氧化碳储罐连接；

二氧化碳注入线，其从所述二氧化碳储罐延长到二氧化碳贮藏所，并且设置有加压泵、气化装置及第1加热装置；

二氧化碳吸附线，其连接到所述二氧化碳储罐上部，并且设置有吸附塔；

再生气体供给线，其从再生气体源连接到所述吸附塔，并且设置有第2加热装置；以及气体排出线，其从所述再生气体供给线分支并向外部延长。

7.根据权利要求6所述的二氧化碳管理系统，进一步包括：第1二氧化碳回收线，其在加压泵前端的所述二氧化碳注入线的途中分支并连接到所述二氧化碳储罐；以及气化用热交换器，其设置在所述第1二氧化碳回收线上。

8.根据权利要求6所述的二氧化碳管理系统，进一步包括：第2二氧化碳回收线，其在气化装置后端的所述二氧化碳注入线的途中分支并连接到所述二氧化碳储罐。

9.根据权利要求6所述的二氧化碳管理系统，进一步包括：第3二氧化碳回收线，其从二氧化碳储罐内设置的排出泵中引出并再次与所述二氧化碳储罐连接；以及气化用热交换器，其设置在所述第3二氧化碳回收线上。

10.根据权利要求7至9中的任意一项所述的二氧化碳管理系统，进一步包括：二氧化碳供给线，其用于从二氧化碳临时贮藏所供给所述二氧化碳；

气态二氧化碳供给线，其从二氧化碳供给线分支并与所述二氧化碳储罐上部连接；以及液态二氧化碳供给线，其从二氧化碳供给线分支并与所述二氧化碳储罐下部连接。

11.根据权利要求6所述的二氧化碳管理系统，所述吸附塔的数量是两个以上，并且并列配置。

12.根据权利要求6或11所述的二氧化碳管理系统，所述吸附塔使用的吸附剂包括活性炭、沸石和分子筛中的至少一个。

13.根据权利要求6所述的二氧化碳管理系统，进一步包括设置在所述吸附塔之前的所述二氧化碳吸附线上的导向吸附塔，以吸附与所述二氧化碳储罐中储藏的二氧化碳混合的水或硫化物。

14.根据权利要求13所述的二氧化碳管理系统，所述导向吸附塔使用的吸附剂包括沸石、分子筛和硅胶中的至少一个。

15.根据权利要求6所述的二氧化碳管理系统，所述再生气体包括氮或干燥空气。

16.根据权利要求6所述的二氧化碳管理系统，进一步包括：第4二氧化碳回收线，其从吸附塔前端的所述二氧化碳吸附线分支并连接到所述二氧化碳储罐，并且设置有第1热交换器及二氧化碳分离膜；以及气体排出连接线，其从所述分离膜连接到所述气体排出线。

17.根据权利要求16所述的二氧化碳管理系统，进一步包括设置在所述吸附塔之前的所述二氧化碳吸附线上的导向吸附塔，以吸附与所述二氧化碳储罐中储藏的二氧化碳混合的水或硫化物。

18.根据权利要求16所述的二氧化碳管理系统，所述分离膜的材料包括卡多聚酰胺、树枝状大分子、Y-沸石、二氧化硅、碳、碳硅中的至少一个。

19.根据权利要求16所述的二氧化碳管理系统，在第2加热装置前端的再生气体供给线上设置有第2热交换器，并且，所述二氧化碳管理系统进一步包括：

二氧化碳循环线，其从所述第4二氧化碳回收线分支并连接到所述第2热交换器，并且从所述第2热交换器再次与所述第4二氧化碳回收线连接。

20.根据权利要求6所述的二氧化碳管理系统，进一步包括：第1移送用线，其连接到所述二氧化碳储罐上部并延长到陆上捕集源。

21.根据权利要求20所述的二氧化碳管理系统，进一步包括：第2移送用线，其在第1移送用线的途中分支并与所述二氧化碳吸附线连接。

22.根据权利要求6所述的二氧化碳管理系统，进一步包括：第2移送用线，其在所述二氧化碳吸附线的途中分支并延长到陆上捕集源。

23.一种二氧化碳管理方法，包括以下步骤：

在吸附塔中吸附二氧化碳储罐中产生的蒸发气体中的二氧化碳的步骤；

对所述二氧化碳储罐中储藏的二氧化碳进行加压和气化后供给到二氧化碳贮藏所步骤；以及供给再生气体而从所述吸附塔脱附所述二氧化碳后，将所述脱附的二氧化碳移送到所述二氧化碳储罐的步骤，其中，在将所述脱附的二氧化碳向所述二氧化碳储罐供给时，所述再生气体与二氧化碳一起移送到所述二氧化碳储罐或由分离膜排出到外部。

24.根据权利要求23所述的二氧化碳管理方法，进一步包括：在二氧化碳吸附前去除所述蒸发气体中包含的水和硫化物的步骤。

25.根据权利要求23所述的二氧化碳管理方法，所述再生气体被加热后，供给到所述吸附塔。

26.根据权利要求25所述的二氧化碳管理方法，所述再生气体的加热由引擎的余热实现。

27.根据权利要求24至26中的任意一项所述的二氧化碳管理方法，在向所述二氧化碳贮藏所运送所述二氧化碳时，将通过在所述二氧化碳供给路径中使一部分所述二氧化碳气化而制作的活塞气体再次供给到所述二氧化碳储罐。

28.根据权利要求24至26中的任意一项所述的二氧化碳管理方法，在向所述二氧化碳贮藏所运送所述二氧化碳时，将通过使所述二氧化碳储罐中储藏的所述二氧化碳流出并气化而制作的活塞气体再次供给到所述二氧化碳储罐。

说明书

二氧化碳管理系统及方法

技术领域

[0001] 本申请涉及一种二氧化碳管理；更具体地说，涉及一种用于向二氧化碳贮藏所有效地供给二氧化碳的二氧化碳管理系统及方法。

背景技术

[0002] 正在进行很多将作为地球暖化的主因的二氧化碳作为海洋含水层、海水地层、气体及原油生产时补偿压力的气体或存储在气体及原油生产结束后的空间的研究，其中所述二氧化碳是在多个发生源进行捕集并储藏的。

[0003] 为了将液态二氧化碳移送到对应地区，预期将使用管道线和二氧化碳输送线。其中，二氧化碳输送线被认为是一个应对方案。

[0004] 以往的二氧化碳的运输是运用二氧化碳运输船，所述二氧化碳运输船以小容量的高压容器(15～30bar)用于食用，并且因产生的蒸发气体量较小而排放到大气中。但是在运送1万吨/次以上的大容量的大容量运输船中，将其排放到大气中不仅在环境问题方面，而且在经济方面也不利。因此产生了开发没有大气排放的情况下，进行运送的方法的需求。

[0005] 另一方面，为了以大容量进行运送而降低储罐的设计压力在经济方面有利。在输送线方面，提高储藏压力时，存在由于容器的厚度要非常大而引起结构安全性及稳定性问题。

[0006] 反之，大容量的二氧化碳运送在蒸发气体产生量及二氧化碳的组成方面不利。因此，需要一种与某种程度上与不凝性气体的组成无关，而在低压下也能以液态储藏的技术。

[0007] 根据现有技术韩国专利申请第10-2008-0127318号，提出有能够将二氧化碳及其它货物同时装船的概念专利，但是具体对船舶内设置的二氧化碳的管理系统及其二氧化碳管理方法却没有记载。

[0008] 此外，正在进行在运输船的储罐内设置特定吸附剂进行气态吸附而进行储藏来运输的概念的研究。由于大量捕集是连续工程，因此需要液态储藏或管道线输送。但存在如下缺点：在液态二氧化碳的装船时需要不必要地进行再次加热，而在管道线的情况下，装入船舶的时间变得很长，并且为了再循环此时产生的非吸附二氧化碳，要花费很多费用。此外，通常，当商用吸附剂的体积密度(Bulk Density)为0.6～0.8g/cm3之间而占50,000m3的1/3时，就存在常载大约12,500吨的缺点。

[0009] 因此，二氧化碳输送线通常是液态输送。为了将移送的二氧化碳维持为液态，需要维持三相点(在-56.6℃条件下为5.18bar)以上，并且超临界(31.1℃，74.8bar)以下。但是，由于热传递到储罐内或在灌内部因流体的动能累积而导致相当量的二氧化碳蒸发掉。将其以较经济的方式处理是很重要的。

[0010] 目前，生产二氧化碳是为了用于饮料，其方法是在气态下对含高浓度二氧化碳的混合气体进行前处理，将其压缩后在分液罐(Knock-drum)中去除水分，将气态二氧化碳再次压缩后利用采用氨水的吸收式冷冻机进行2阶段液化，从而生产液态二氧化碳。对生产的液态二氧化碳进行储藏时(-25℃附近18～20bar)产生的蒸发气体被再次送到压缩机前工序中，并通过进行再次压缩、冷凝的循环工序而生产。

[0011] 但是，在大容量二氧化碳运输船中储藏压力低的情况下，在二氧化碳的三相点附近利用使用氨水的吸收式冷冻机使其液化并再次送到储罐时，存在工序复杂，操作费用和投资费用较大的缺点。

[0012] 尤其是，在储藏压力低的情况下，相对地不凝性气体的比率增加，从而在加压时需要更低的温度，尤其是存在发生降低到二氧化碳的三相点以下的情况的担忧，因此在操作方面不利。

[0013] 此外，最近除传统的燃烧后捕集(Post-Combustion)之外，在以对应于燃烧前捕集(Pre-Combustion)的整体煤气化联合循环(IGCC，Integrated Gasification Combined Cycle)和全氧燃烧(Oxy Fuel)捕集等方法捕集二氧化碳的情况下，二氧化碳内含有大量的不凝性气体。

[0014] 以下表1涉及各燃烧捕集的二氧化碳、捕集后处理及蒸发气体组成。

[0015] 在以下表1中，捕集后处理1是去除一部分不凝性气体后再次循环的组成，蒸发气体2是在7bar条件下所述蒸发气体产生储罐体积的0.0015/天左右的条件。

[0016] 表1

[0017]

[0018] 如表1中所示，在整体煤气化联合循环(IGCC)中，氮(N2)和氢(H2)的含量大；在全氧燃烧的情况下，氮(N2)、氧(O2)、氩(Ar)含量多，在纯二氧化碳的三相点附近，即7bar条件下浓缩的捕集气体不会完全被液化，从而需要在陆上捕集源中去除一部分不凝性气体。

[0019] 这成为在海上运送二氧化碳的很大的缺点。此外，如表1所示，为了进行海上运送，二氧化碳的浓度至少要达到99.5摩尔％以上，才能在7bar压力附近储藏在二氧化碳储罐中。

[0020] 另一方面，在二氧化碳储罐内的二氧化碳储藏压力低的情况下，相对地蒸发气体的量增加，不凝性气体的比率增加，从而存在难以用液化设备将其液化的问题。

[0021] 并且，在二氧化碳储藏压力低的情况下，将液态的二氧化碳供给至二氧化碳贮藏所时，由于所利用的吸入泵的吸力降低，存在无法顺畅地实现二氧化碳供给的缺点。

发明内容

[0022] 本发明要解决的技术问题

[0023] 本申请用于解决如上所述的现有技术的问题，目的在于提供一种能够最大限度地抑制初期二氧化碳运送时产生的蒸发气体，从产生的蒸发气体中选择性地吸附二氧化碳，并将不凝性气体排放到大气中的二氧化碳气体管理系统及方法。

[0024] 此外，提供一种在储藏二氧化碳时，能够利用被吸附的二氧化碳，使二氧化碳储罐压力维持在一定水平的二氧化碳气体管理系统及方法。

[0025] 技术方案

[0026] 根据本发明的一个方面，二氧化碳气体管理系统包括：二氧化碳注入线，其用于将在二氧化碳储罐中临时储藏的二氧化碳运送至二氧化碳贮藏所；加压泵、气化装置及加热装置，这些装置设置在所述二氧化碳注入线上；以及二氧化碳再用设备，在将所述二氧化碳供给到所述二氧化碳贮藏所时，所述二氧化碳再用设备通过再利用所述二氧化碳储罐中储藏的二氧化碳，使所述二氧化碳储罐的压力维持一定。

[0027] 二氧化碳再用设备可以包括：第1二氧化碳回收线，其在所述加压泵前端的所述二氧化碳注入线的途中分支并连接到所述二氧化碳储罐；以及气化用热交换器，其设置在所述第1二氧化碳回收线上。

[0028] 二氧化碳再用设备可以包括：第2二氧化碳回收线，其在所述气化装置后端的所述二氧化碳注入线的途中分支并连接到所述二氧化碳储罐。

[0029] 二氧化碳再用设备可以包括：第3二氧化碳回收线，其从所述二氧化碳储罐内设置的排出泵引出并再次与所述二氧化碳储罐连接；以及气化用热交换器，其设置在所述第3二氧化碳回收线上。

[0030] 二氧化碳管理系统可以进一步包括：二氧化碳供给线，其用于从二氧化碳临时贮藏所供给所述二氧化碳；气态二氧化碳供给线，其从二氧化碳供给线分支并与所述二氧化碳储罐上部连接；以及液态二氧化碳供给线，其从二氧化碳供给线分支并与所述二氧化碳储罐下部连接。

[0031] 在气态二氧化碳供给线上可以设置多个喷嘴。

[0032] 根据本发明的另一方面，二氧化碳管理系统包括：二氧化碳供给线，其从二氧化碳贮藏所向所述二氧化碳储罐连接；二氧化碳注入线，其从所述二氧化碳储罐延长到二氧化碳贮藏所，并且设置有加压泵、气化装置及第1加热装置；二氧化碳吸附线，其连接到所述二氧化碳储罐上部，并且设置有吸附塔；再生气体供给线，其从再生气体源连接到所述吸附塔，并且设置有第2加热装置；以及气体排出线，其从所述再生气体供给线分支并向外部延长。

[0033] 二氧化碳管理系统可以进一步包括：第1二氧化碳回收线，其在加压泵前端的所述二氧化碳注入线的途中分支并连接到所述二氧化碳储罐；以及气化用热交换器，其设置在所述第1二氧化碳回收线上。

[0034] 二氧化碳管理系统可以进一步包括：第2二氧化碳回收线，其在气化装置后端的所述二氧化碳注入线的途中分支并连接到所述二氧化碳储罐。

[0035] 二氧化碳管理系统可以进一步包括：第3二氧化碳回收线，其从二氧化碳储罐内设置的排出泵中引出并再次与所述二氧化碳储罐连接；以及气化用热交换器，其设置在所述第3二氧化碳回收线上。

[0036] 二氧化碳管理系统可以进一步包括：二氧化碳供给线，其用于从二氧化碳临时贮藏所供给所述二氧化碳；气态二氧化碳供给线，其从二氧化碳供给线分支并与所述二氧化碳储罐上部连接；以及液态二氧化碳供给线，其从二氧化碳供给线分支并与所述二氧化碳储罐下部连接。

[0037] 吸附塔的数量可以是两个以上，并且并列配置。

[0038] 吸附塔使用的吸附剂可以包括活性炭、沸石和分子筛中的至少一个。

[0039] 为了吸附与二氧化碳储罐中储藏的二氧化碳混合的水或硫化物，可以进一步包括设置在所述吸附塔之前的所述二氧化碳吸附线上的导向吸附塔。

[0040] 导向吸附塔使用的吸附剂可以包括3A、4A及13X的沸石、分子筛和硅胶中的至少一个。

[0041] 再生气体可以包括氮或干燥空气。

[0042] 二氧化碳管理系统可以进一步包括：第4二氧化碳回收线，其从吸附塔前端的所述二氧化碳吸附线分支并连接到所述二氧化碳储罐，并且设置有第1热交换器及二氧化碳分离膜；以及气体排出连接线，其从分离膜连接到所述气体排出线。

[0043] 为了吸附与二氧化碳储罐中储藏的二氧化碳混合的水或硫化物，二氧化碳管理系统可以进一步包括设置在所述吸附塔之前的所述二氧化碳吸附线上的导向吸附塔。

[0044] 分离膜的材料可以包括卡多聚酰胺(Cardo Polyamide)、树枝状大分子(Dendrimer)、Y-沸石、二氧化硅、碳、碳硅中的至少之一。

[0045] 在二氧化碳管理系统中，在第2加热装置前端的再生气体供给线上设置有第2热交换器，并且，所述二氧化碳管理系统可以进一步包括：二氧化碳循环线，其从所述第4二氧化碳回收线分支并连接到所述第2热交换器，并且从所述第2热交换器再次与所述第4二氧化碳回收线连接。

[0046] 二氧化碳管理系统可以进一步包括：第1移送用线，其连接到二氧化碳储罐上部并可延长到捕集源。

[0047] 二氧化碳管理系统可以进一步包括：第2移送用线，其在第1移送用线的途中分支并与所述二氧化碳吸附线连接。

[0048] 二氧化碳管理系统可以进一步包括：第2移送用线，其在二氧化碳吸附线的途中分支并可延长到捕集源。

[0049] 根据本发明的一个方面，二氧化碳管理方法包括以下步骤：在吸附塔中吸附二氧化碳储罐中产生的蒸发气体中的二氧化碳的步骤；对所述二氧化碳储罐中储藏的二氧化碳进行加压和气化后供给到二氧化碳贮藏所步骤；以及供给再生气体而从所述吸附塔脱附所述二氧化碳后，将所述脱附的二氧化碳移送到所述二氧化碳储罐的步骤。其中，在将所述脱附的二氧化碳向所述二氧化碳储罐供给时，所述再生气体与二氧化碳一起移送到所述二氧化碳储罐或由分离膜排出到外部。

[0050] 二氧化碳管理方法可以进一步包括：在二氧化碳吸附前去除所述蒸发气体中包含的水和硫化物的步骤。

[0051] 再生气体可以包括氮或干燥空气，其被加热后供给到所述吸附塔。

[0052] 再生气体的加热可以由引擎的余热实现。

[0053] 在向所述二氧化碳贮藏所运送所述二氧化碳时，可将通过在所述二氧化碳供给路径中使一部分所述二氧化碳气化而制作的活塞气体再次供给到所述二氧化碳储罐。

[0054] 在向所述二氧化碳贮藏所运送所述二氧化碳时，可将通过使所述二氧化碳储罐中储藏的所述二氧化碳流出并气化而制作的活塞气体再次供给到所述二氧化碳储罐。

[0055] 有益效果

[0056] 本发明的实施例通过去除和回收二氧化碳储罐中产生的蒸发气体的过程，能够使二氧化碳储罐的内部压力维持一定，并且不会在运送过程中将回收的二氧化碳排放到大气，而是将其再次回收到捕集源。

[0057] 此外，通过仅将不必要的不凝性气体排放到大气中，能够增加二氧化碳储罐的安全性及稳定性。

[0058] 并且，在向二氧化碳贮藏所注入二氧化碳时，通过将吸附的二氧化碳用作为使所述二氧化碳储罐的内部压力维持一定而供给的活塞气体，能够减少管理费。

[0059] 此外，由于不需要以往为使蒸发气体液化而所需的加压设备及冷冻设备等，从而在经济性及工艺稳定性性能方面带来有益效果。

附图说明

[0060] 图1是图示根据本发明的一实施例的二氧化碳管理系统的示意图。

[0061] 图2是用于说明根据图1所示的二氧化碳管理系统的二氧化碳管理方法的图。

[0062] 图3是图示根据本发明的另一实施例的二氧化碳管理系统的示意图。

[0063] 图4是用于说明根据图3所示的二氧化碳管理系统的二氧化碳管理方法的图。

[0064] 图5是图示根据本发明的又一实施例的二氧化碳管理系统的示意图。

[0065] 图6是用于说明根据图5所示的二氧化碳管理系统的二氧化碳管理方法的图。

[0066] 图7是图示根据本发明的又一实施例的二氧化碳管理系统的示意图。

[0067] 图8是用于说明根据图7所示的二氧化碳管理系统的二氧化碳管理方法的图。

[0068] 图9、图10及图11分别是图示根据图7的变形实施例的二氧化碳管理系统的示意图。

[0069] 图12是图示根据本发明的又一实施例的二氧化碳管理系统的示意图。

[0070] 图13是用于说明根据图12所示的二氧化碳管理系统的二氧化碳管理方法的图。

具体实施方式

[0071] 以下，将参照附图对本发明的实施例进行详细的说明。但是，本发明所属技术领域的技术人员容易理解，附图只是为了更容易地公开本发明的内容而说明的，本发明的范围不由附图的范围所限定。

[0072] 此外，提前声明，在说明本发明的实施例时，对于具有相同功能的结构部分仅是使用相同名称及相同符号，实际上与现有的二氧化碳供给装置不完全相同。

[0073] 此外，本申请中使用的术语只是用于说明特定的实施例，并不旨在限定本发明。单数的表达，只要是在文章脉络中没有明确表示其它含义，则包括复数的表达。本申请中，“包括”或“具有”等术语应理解为是为了指定存在说明书中记载的特征、数字、步骤、动作、结构部件、部件或其组合，而不预先排除一个或更多个其它特征或数字、步骤、动作、结构部件、部件或其组合的存在或附加可能性。

[0074] 图1是图示根据本发明的一实施例的二氧化碳管理系统的示意图。

[0075] 如图所示，二氧化碳管理系统100包括二氧化碳储罐110、二氧化碳供给线111、二氧化碳注入线121和第1二氧化碳回收线131。

[0076] 二氧化碳储罐110被隔热处理，使得阻断从外部流入的热而在内部不产生蒸发气体，并且液态二氧化碳从二氧化碳临时贮藏所130通过二氧化碳供给线111被供给并储藏。

[0077] 二氧化碳供给线112在所述二氧化碳供给线111的末端分支并延长到所述二氧化碳储罐110的上部内部，此时在所述二氧化碳供给线112上设置有第1流量控制阀112a。

[0078] 此外，在所述二氧化碳储罐110的上部内部区域中的所述二氧化碳供给线112上可以设置至少一个以上的喷嘴(Nozzle)112b，例如雾化喷嘴(Atomizing Nozzle)。

[0079] 利用所述喷嘴112b供给二氧化碳时，由于焦耳-汤姆逊(Joule-Thomson，JT)效果，使二氧化碳温度降低，从而能够在所述二氧化碳储罐110中抑制蒸发气体，使所述二氧化碳储罐110的温度维持一定，并防止储罐发生故障。

[0080] 液态二氧化碳供给线113从所述二氧化碳供给线111的末端分支并连接到所述二氧化碳储罐110。此时，液态二氧化碳供给线113延长至所述二氧化碳储罐110的下部，以使二氧化碳供给时产生的蒸发气体最少化。此外，在所述液态二氧化碳供给线113上设置第2流量控制阀113a。

[0081] 二氧化碳注入线121与设置在所述二氧化碳储罐110内的吸入泵123连接并延长至二氧化碳贮藏所150，如油井(Well)。并且，在所述二氧化碳注入线121上设置有加压泵125、气化装置127及第1加热装置129。

[0082] 第1二氧化碳回收线131在所述加压泵125前端的所述二氧化碳注入线121途中分支并连接到所述二氧化碳储罐110，并且在所述第1二氧化碳回收线131上设置有第1气化用热交换器133。

[0083] 根据这种本实施例的二氧化碳管理系统的二氧化碳管理方法如下。

[0084] 图2是用于说明根据图1所示的二氧化碳管理系统的二氧化碳管理方法的图。

[0085] 参照图2，首先从捕集有二氧化碳的二氧化碳临时贮藏所130通过二氧化碳供给线111和气态二氧化碳供给线112向所述二氧化碳储罐110移送二氧化碳。-①

[0086] 此时，随着使用气态二氧化碳供给线112的喷嘴112b，当所述二氧化碳储罐110的温度达到规定温度时，关闭设置在所述二氧化碳供给线112上的第1流量控制阀112a，并且开启第2流量控制阀113a，使得液态二氧化碳通过从所述二氧化碳供给线111分支的液态二氧化碳供给线113被供给至所述二氧化碳储罐110。-②

[0087] 这样储藏的液态二氧化碳由设置在所述二氧化碳储罐110内的吸入泵123通过所述二氧化碳注入线121被移送到二氧化碳贮藏所150。-③

[0088] 在被移送到二氧化碳贮藏所150时，利用压力泵125被加压至特定压力，此时，液态二氧化碳被加压至可达到气体及超临界状态的压力(约30～120bar)。气体的情况下被加压至约30～74bar，而超临界的情况下被加压至75～120bar。

[0089] 被加压的液态二氧化碳通过气化装置127被气化，并且被供给到二氧化碳贮藏所150并被加热至能够充分利用的特定温度。此时，二氧化碳能够维持在气体或超临界状态，其中，为了维持在超临界状态，加热至32℃以上。

[0090] 另一方面，在将二氧化碳储罐110中储藏的二氧化碳向贮藏所150注入时，内部储藏的二氧化碳被冷凝及减压，从而所述二氧化碳储罐110内的环境改变成所设置的吸入泵123不能充分运行的环境。因此，能够维持二氧化碳储罐110的压力使得吸入泵123能够顺畅地运行。

[0091] 在使通过设置在加压泵125前端的所述二氧化碳注入线121上的第1二氧化碳回收线131注入到贮藏所的液态二氧化碳中的一部分流出并气化后，再次供给至所述二氧化碳储罐110。-④

[0092] 在本发明的实施例中，将再次供给到所述二氧化碳储罐110的气体称为活塞气体，随着这种活塞气体的再次供给，所述二氧化碳储罐110的压力维持一定，从而能够向贮藏所顺畅地供给二氧化碳。

[0093] 图3是图示根据本发明的另一实施例的二氧化碳管理系统的示意图。

[0094] 如图所示，根据本发明的另一实施例的二氧化碳管理系统200与已说明的图1的二氧化碳管理系统100类似，由此省略对具有相同功能的结构的说明。

[0095] 参照图3，二氧化碳管理系统200与图1的实施例不同，包括排出泵143、第2二氧化碳回收线141、第2气化用热交换器143。

[0096] 排出泵143被配置在所述二氧化碳储罐110内，以排出在所述二氧化碳储罐110中储藏的液态二氧化碳。

[0097] 第2二氧化碳回收线141从所述排出泵143引出，并重新连接到所述二氧化碳储罐110。此时，在第2二氧化碳回收线141上设置第2气化用热交换器145。

[0098] 图4是用于说明根据图3所示的二氧化碳管理系统的二氧化碳管理方法的图。

[0099] 图4也同样省略对与图2中的二氧化碳管理方法相同的说明。在将二氧化碳储罐110中储藏的二氧化碳向贮藏所注入时，通过配置在所述二氧化碳储罐110上的排出泵143排出液态二氧化碳，被排出的液态二氧化碳经由所述第2气化用热交换器145气化后，气态二氧化碳被重新供给到所述二氧化碳储罐110。

[0100] 如此，根据图4的实施例与之前的图2的实施例相同，二氧化碳储罐110的压力维持一定，从而能够向贮藏所顺畅地供给二氧化碳。

[0101] 图5是图示根据本发明的又一实施例的二氧化碳管理系统的示意图。

[0102] 根据图5的实施例也同样与已说明的图1的二氧化碳管理系统类似，由此省略对具有相同功能的结构的说明。

[0103] 图5所示的二氧化碳管理系统300中，替代图1的第1二氧化碳回收线131及第1气化用热交换器133，在气化装置127后端的所述二氧化碳注入线121的途中分支的第3二氧化碳回收线151连接到所述二氧化碳储罐110。

[0104] 此时，所述第3二氧化碳回收线151可以连接在设置于所述二氧化碳注入线121的加热装置129之前或连接在所述加热装置129之后。

[0105] 图6是用于说明根据图5所示的二氧化碳管理系统的二氧化碳管理方法的图。

[0106] 图6也同样省略对与图2中的二氧化碳管理方法相同的说明。在将二氧化碳储罐110中储藏的液态二氧化碳向贮藏所注入时，经由所述气化装置127而状态发生变化的气态二氧化碳通过第3二氧化碳回收线151重新供给到所述二氧化碳储罐110。

[0107] 如此，根据图6的实施例与之前的图2的实施例相同，二氧化碳储罐110的压力维持一定，从而能够向贮藏所顺畅地供给二氧化碳。

[0108] 另一方面，尽管根据图1、图3及图5的实施例是再利用二氧化碳储罐内储藏的二氧化碳而使所述二氧化碳储罐的内部压力维持一定，但是本发明的实施例与可此不同，即能够将另外的辅助二氧化碳供给源设置在所述二氧化碳储罐外部，从而供给气态二氧化碳。

[0109] 由此，也能够带来与图1、图3及图5相同的效果。

[0110] 图7是图示根据本发明的又一实施例的二氧化碳管理系统的示意图。

[0111] 如图所示，根据本发明的又一实施例的二氧化碳管理系统也同样省略对与已说明的图1的二氧化碳管理系统相同的结构及相同的功能的说明。

[0112] 参照图7，二氧化碳管理系统400包括根据图1的实施例的结构部分、二氧化碳吸附线161、再生气体供给线171和气体排出线175。

[0113] 二氧化碳吸附线161连接到所述二氧化碳储罐110上部，并且吸附塔160设置在所述二氧化碳吸附线161上。

[0114] 对吸附塔160的数量没有限制，但可以根据所述二氧化碳储罐110中产生的蒸发气体的量而不同。但是，为了在一个吸附塔160不能正常发挥固有功能时能够进行辅助，可以并列设置至少两个以上的吸附塔。

[0115] 吸附塔160使用的吸附剂为表面积大的多孔性物质，只要是能够吸附蒸发气体内二氧化碳的物质，则任何物质都可以，但是至少包括活性炭(Activated Carbon)、沸石(Zeolite)和分子筛(Molecular Sieve)中的至少一个。

[0116] 通过所述吸附剂的二氧化碳的吸附量在约45磅/平方英寸(Psia)的低压下、在活性炭和分子筛的情况下大约是4.1mol CO2/kg-吸附剂(Adsorbent)，而在约275Psia的高压下，活性炭具有8.8mol CO2/kg-吸附剂的量，分子筛具有5.2 mol CO2/kg-吸附剂的量。

[0117] 这种吸附塔160选择性地吸附蒸发气体内的二氧化碳，不吸附甲烷(CH4)、氮(N2)、氧(O2)、氢(H2)、氩(Ar)等不凝性气体，并将这些气体通过将在以后说明的气体排出线175向外部排放到大气中。

[0118] 此外，虽然图中没有图示，但导向吸附塔可以设置在所述吸附塔160之前的所述二氧化碳吸附线161上。导向吸附塔也同样对数量没有限制，设置两个以上时可以并列配置。导向吸附塔使用的吸附剂包括3A、4A及13X的沸石、分子筛和硅胶中的至少一个。

[0119] 这种导向吸附塔能够预先防止由于蒸发气体内包含的水或其它硫化物等物质而导致吸附塔的性能降低。

[0120] 即在二氧化碳贮藏所130的液态二氧化碳被供给到所述二氧化碳储罐110的过程中，由于外部环境或供给环境导致水或硫化物等物质与二氧化碳混合并被供给，因此会产生吸附塔160中的二氧化碳吸附功能降低的问题。

[0121] 导向吸附塔被设置在所述吸附塔之前的所述二氧化碳吸附线161上，能够防止如上所述的二氧化碳吸附功能的降低。

[0122] 再生气体供给线171从内部或外部的再生气体供给源170连接到所述吸附塔160，并且在所述再生气体供给线171上设置有第2加热装置173。

[0123] 再生气体供给源170中供给的再生气体用于使吸附塔160中吸附的二氧化碳脱附而再生，该再生气体可以包括氮(N2)或作为干燥气体(Dry Gas)的干燥空气。

[0124] 气体排出线175从所述再生气体供给线171分支并延长到外部，并且设置有第4流量控制阀175a。二氧化碳储罐110中产生的蒸发气体内的甲烷(CH4)、氮(N2)、氧(O2)、氢(H2)、氩(Ar)等不凝性气体，在经过吸附塔160进行的吸附工序后通过所述气体排出线175排放到大气中。

[0125] 气体排出线175可以不与所述再生气体供给线连接，而是直接连接到所述吸附塔并向外部延长，以使所述不凝性气体排放到大气中。

[0126] 第1移送用线181可以连接到所述二氧化碳储罐110上部，并且与陆上捕集源180连接，从而能够移送从所述二氧化碳储罐110产生的大量的蒸发气体，并且，在所述第1移送用线181上可以设置有第3流量控制阀181a。

[0127] 此外，第1移送用线181可以与在所述二氧化碳吸附线161的途中分支并延长的第2移送用线183连接。

[0128] 此外，第1移送用线181可以不与所述二氧化碳储罐110连接，而直接连接到所述二氧化碳吸附线161上。

[0129] 图8是用于说明根据图7所示的二氧化碳管理系统的二氧化碳管理方法的图。

[0130] 图8也同样省略对与图2中二氧化碳管理方法相同的方法的说明，观察根据图8的二氧化碳管理方法如下。初期通过图2的方法将二氧化碳供给到所述二氧化碳储罐时，产生的蒸发气体较多的情况下，由于此时蒸发气体中包含的二氧化碳的量多，因此开启第1移送用线181的第3流量控制阀181a，将所述蒸发气体向陆上或海上捕集源180移送。或者，经由连接到二氧化碳吸附塔线161的第2移送用线183及第1移送用线181，将所述蒸发气体向捕集源180移送。-①

[0131] 此后，蒸发气体量减少时，关闭第3流量控制阀181a，产生的蒸发气体通过与所述二氧化碳储罐110连接的二氧化碳吸附线161被移送到吸附塔160。-②

[0132] 另一方面，在将二氧化碳贮藏所的二氧化碳向所述二氧化碳储罐供给的过程中，因外部环境或供给环境，甲烷(CH4)、氮(N2)、氧(O2)、氢(H2)、氩(Ar)等不凝性气体可能会与二氧化碳一起混合而被供给。因此，蒸发气体可能包含二氧化碳以外的不凝性气体。

[0133] 在所述吸附塔160中，只选择性地吸附所述蒸发气体内的二氧化碳，剩余的不凝性气体通过再生气体供给线171的一部分及气体排出线175排放到大气中，或在气体排出线175直接连接到所述吸附塔160的情况下，所述没有被吸附的不凝性气体仅通过所述气体排出线175排放到大气中。-③

[0134] 在气体排出线175上可以设置能够检测二氧化碳浓度的检测部，可以根据大气排放的不凝性气体中包含的二氧化碳的量，运行多个吸附塔中的一部分或全部。此时，吸附塔在内部压力0～7bar之间运行，而为了提高吸附效率，吸附塔内部压力可以是0.5～4.0bar。此外，吸附塔的运行温度可以是-25℃～30℃。

[0135] 这种吸附塔160的内部压力及运行温度可以根据吸附剂种类、大小及形状而不同。如果蒸发气体的温度过低时，可以在所述吸附塔前端设置运行加热用热交换器，以提高吸附塔中的吸附率。

[0136] 此后，储藏的液态二氧化碳由设置于所述二氧化碳储罐110内的吸入泵123，通过所述二氧化碳注入线121被供给到二氧化碳贮藏所150。-④

[0137] 此时，为使二氧化碳储罐110的内部压力维持一定，关闭气体排出线175的第4流量阀175a，再生气体从再生气体供给源170通过再生气体供给线171被供给到所述吸附塔160。再生气体是氮或干燥空气，在氮的情况下，在被供给到所述吸附塔之前由第2加热装置173被加热至约50～60℃。通过所述再生气体，吸附塔160中的二氧化碳被脱附，而所述二氧化碳通过所述二氧化碳吸附线161与再生气体一起被供给到二氧化碳储罐110。-⑤[0138] 由此，能够使二氧化碳储罐的泵123的吸入压力维持一定。

[0139] 在二氧化碳都被供给到二氧化碳贮藏所150后，供给到所述二氧化碳储罐110的再生气体及二氧化碳能够被回收至陆上捕集源或再生气体供给源。

[0140] 在根据图8的实施例中，将向二氧化碳储罐供给二氧化碳时产生的蒸发气体移送并在吸附塔中吸附二氧化碳。但是在储藏于二氧化碳储罐后，搬运二氧化碳时，由于从大气向所述二氧化碳储罐导入的热或由所述二氧化碳储罐的移动而产生的流体动能的增加而产生蒸发气体的情况下，也被移送到所述吸附塔，从而实现吸附工序。

[0141] 如此，根据图8的实施例，将在二氧化碳储罐中产生的蒸发气体，利用吸附剂维持注入到所述二氧化碳贮藏所时所需的二氧化碳储罐的压力。

[0142] 此外，由于不需要以往为使蒸发气体液化而所需的加压设备及冷冻设备等，能够在经济性及工艺稳定性性能方面带来有益效果。

[0143] 另一方面，在吸附塔中用于维持二氧化碳储罐的内部压力的二氧化碳的脱附量较小的情况下，如下面的图9、图10及图11所示，利用具备第1二氧化碳回收线、第2二氧化碳回收线和第3二氧化碳回收线的二氧化碳再用设备向所述二氧化碳储罐移送气化的二氧化碳。由此，使二氧化碳储罐的压力维持一定，从而能够稳定地注入到二氧化碳贮藏所。

[0144] 图12是图示根据本发明的又一实施例的二氧化碳管理系统的示意图。

[0145] 如图所示，根据本发明的又一实施例的二氧化碳管理系统500也同样省略对与已说明的图7的二氧化碳管理系统400相同的结构及相同的功能的说明。

[0146] 参照图12，二氧化碳管理系统500包括根据图7的实施例的结构部分、导向吸附塔161a、第4二氧化碳回收线191和气体排出连接线197。

[0147] 导向吸附塔161a设置在吸附塔160之前的所述二氧化碳吸附线161上。

[0148] 第4二氧化碳回收线191在所述吸附塔160前端的所述二氧化碳吸附线161途中分支并连接到所述二氧化碳储罐110，并且在所述二氧化碳吸附线161的途中分支的地点附近的所述第4二氧化碳回收线191上设置有第5流量控制阀192。

[0149] 此外，所述第5流量控制阀192后端的所述第4二氧化碳回收线191上设置有第1热交换器191a及二氧化碳分离膜191b。

[0150] 所述分离膜191b的材料只要是能够分离被脱附的二氧化碳和再生气体的材料均可，但是至少包括卡多聚酰胺(Cardo Polyamide)、树枝状大分子(Dendrimer)、Y-沸石、二氧化硅、碳、碳硅中的至少一个。

[0151] 气体排出连接线197从所述分离膜191b延长连接至气体排出线175。

[0152] 第2热交换器193a可以设置在第2加热装置173前端的再生气体供给线171上，二氧化碳循环线193可以从第4二氧化碳回收线191分支并连接到所述第2热交换器193a，并且从所述第2热交换器193a再次连接到所述第4二氧化碳回收线191。

[0153] 此时，可以在所述二氧化碳循环线193连接至所述第4二氧化碳回收线191的两个地点之间的所述第4二氧化碳回收线191上设置有第6流量控制阀193b。

[0154] 图13是用于说明根据图12所示的二氧化碳管理系统的二氧化碳管理方法的图。

[0155] 图13同样省略对与图8中二氧化碳管理方法相同的方法的说明，观察根据图13的二氧化碳管理方法如下。初期在向二氧化碳储罐110供给二氧化碳后，或运送储藏于所述二氧化碳储罐110中的二氧化碳时，在所述二氧化碳储罐110中产生的蒸发气体通过与所述二氧化碳储罐110连接的二氧化碳吸附线161被移送到吸附塔160。-①

[0156] 在吸附塔160中只选择性地吸附所述蒸发气体内的二氧化碳，剩余的不凝性气体通过再生气体供给线171的一部分及气体排出线175排放到大气中。-②

[0157] 二氧化碳储罐110中储藏的液态二氧化碳由所述二氧化碳储罐110内设置的吸入泵123，通过所述二氧化碳注入线121被供给到二氧化碳贮藏所150。-③

[0158] 此时，为使二氧化碳储罐110的内部压力维持一定，关闭气体排出线175的第4流量阀175a，再生气体从再生气体供给源170通过再生气体供给线171被供给到所述吸附塔160。再生气体通过设置于再生气体供给线171上的第2热交换器193a预先加热，此后由第2加热装置173加热并被供给到所述吸附塔160。加热温度为大约150℃。-④

[0159] 二氧化碳从所述吸附塔160中被所述再生气体脱附下来。关闭第6流量控制阀193b，使得所述二氧化碳通过第4二氧化碳回收线191与所述再生气体一起被移送到设置在所述二氧化碳循环线193上的第2热交换器193a。此后，从第2热交换器193a流出的所述脱附的二氧化碳和再生气体在所述第1热交换器191a中被冷却，并在分离膜191b中被分离为二氧化碳和再生气体，在分离膜191b中分离的二氧化碳被供给到二氧化碳储罐110，再生气体通过气体排出连接线197和气体排出线175排放到大气中。-⑤

[0160] 此时，第1热交换器191a的媒介可以是空气。

[0161] 由此，能够使二氧化碳储罐的吸入泵123的吸入压力维持一定，从而向二氧化碳贮藏所150顺畅地供给二氧化碳。

[0162] 在二氧化碳都被供给到二氧化碳贮藏所150后，供给到所述二氧化碳储罐110的二氧化碳能够被回收至陆上捕集源。

[0163] 另一方面，在所述储藏的二氧化碳都被供给到二氧化碳贮藏所后回航时，可以提高第2热交换器的加热温度，使得能够利用所述再生气体完全将吸附的二氧化碳脱附下来。此时，第2热交换器可以是船舶的引擎。即可以利用船舶的引擎中产生的余热将所述再生气体加热至150～320℃。

[0164] 如此，根据图13的实施例中，通过去除和回收二氧化碳储罐中产生的蒸发气体的过程，能够使二氧化碳储罐的内部压力维持一定，并且不会将回收的二氧化碳在运送中排放到大气中，而是再次回收到捕集源。

[0165] 此外，通过仅将不必要的不凝性气体排放到大气中，能够增加二氧化碳储罐的安全性及稳定性。

[0166] 此外，在向二氧化碳贮藏所注入二氧化碳时，通过将吸附的二氧化碳用作为使所述二氧化碳储罐的内部压力维持一定而供给的活塞气体，能够减少管理费。

[0167] 另一方面，在吸附塔中用于维持二氧化碳储罐的内部压力的二氧化碳的脱附量小的情况下，如图1、图3及图5所示，利用具备第1二氧化碳回收线、第2二氧化碳回收线和第3二氧化碳回收线的二氧化碳再用设备向所述二氧化碳储罐额外供给气化的二氧化碳。由此，使二氧化碳储罐的压力维持一定，从而能够稳定地注入到二氧化碳贮藏所。

[0168] 本发明不限于以上说明的实施例，而是由权利要求书记载的内容所定义，并且本发明所属技术领域的技术人员在权利要求书记载的权利范围内能够进行多种变形和改进是显而易见的。