KR100520101B1 - 합성청정가스 - Google Patents

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Abstract

모든 유형의 폐기물을 고온 재순환하는 동안에 얻어진 합성청정가스의 총 물질의 배출물 없는 이용방법. 이 방법에서 합성청정가스는 촉매공정에서 적어도 부분적으로 이산화탄소와 수소로 연속적으로 전환된다.

Description

합성청정가스{SYNTHESIS CLEAN GAS}
폐기물을 처분하기 위한 모든 공지의 열공정은 기체 형태의 배출물이 생성되고 내버려야 될 잔류물이 남는 것을 특징으로 한다.
DE 4 130 416 C1에는 공업적 생산에 사용된 모든 공지의 공정들과 비교하여, 실질적인 생태학적, 경제적 및 기술적 이점들을 갖는 폐기물 이용을 위한 열공정이 기술되어 있다. 결과의 과립형 무기물질은 완전히 비활성이며, 철금속합금은 금속학적으로 사용될 수 있다. 이 방법의 청구항 11에서는 정제된 합성가스가 열적으로 사용되거나 에너지로서 사용되어야 함을 제안하고 있는데, 그렇게 하는데 있어서, 연소공정으로 말미암는 유해물질이 불가피하게 생성되고 이것이 적어도 부분적으로 대기를 손상시킬 수 있다. 합성가스에 함유된 중금속과 염소 및 불소 화합물들은 분리되며, 그 중에서도 특히 중금속 황화물이나 수산화물 슬러지가 생성되는데 이들은 내버려야 한다.
이 방법을 사용하면 모든 규정과 표준보다 훨씬 아래인 단지 최소한의 농도의 유해물질이 발생할 수 있고, 내버려야 할 잔류물의 양이 투입량에 대해 측정했을 때 1% 미만이지만, 이 방법 역시 배출물이 없거나 잔류물이 없는 것은 아니다.
본 발명의 목적은 합성가스가 물질로서 완전히 사용되고 배출물이 생성되지 않는 방법을 개발하는 것이다.
이 목적은 본 발명에 따라서 특허청구범위 제1항의 특징부에 인용된 특징에 의해 달성된다.
이 목적의 달성의 유리한 개선점 및 구체예는 종속청구범위들에 기술하였다.
본 발명에 따르면, 바람직하게는 DE 4 130 416 C1에 기술된 바와 같은 공정으로부터 유래된 합성청정가스를, 적어도 부분적으로 CO2와 수소로 전환시키는 것을 제안한다. 나머지 잔류 가스는 고온반응기로 되돌려질 수 있으며, 이 공정은 배출물 없이 일어난다는 것이 특히 강조되어야 한다. 다음에 전환된 성분들이 어떤 용도로 쓰이게 된다.
바람직한 형태의 구체예에서, 수소, 일산화탄소 및 이산화탄소로 필수적으로 구성된 합성청정가스가 제공되며, 이 합성청정가스는 촉매공정에서 수증기에 의해 작용 받게 되고, 이로써 합성가스 안에 함유된 일산화탄소가 수소와 이산화탄소로 완전히 전환되게 된다(CO+H2O→H2+CO2). 이 두 가지 기체성분, 즉 수소와 이산화탄소는 일반적으로 공지된 방법(예를 들어, 압력 스윙 흡착 플랜트 등)에 의해 분리될 수 있으며 상업적으로 사용될 수 있다.
이산화탄소는 응축 및 냉각되어 드라이아이스로 사용될 수 있다.
수소는 에너지 및/또는 물질로서 사용될 수 있다.
만일 수소가 일반적인 연료 또는 자동차의 연료로서 사용된다면, 수소가 에너지로서 사용될 때는 물만이 생성되기 때문에(2H2+O2→2H2O), 이것은 완전히 배출물 없는 에너지 캐리어이다.
만일 수소가 화석연료의 대신에 사용된다면, 화석연료의 사용으로부터 불가피하게 야기되는 환경손상이 없어진다. 화석연료가 얻어지는 원료는 제한되기 때문에, 이들 자원은 더 현명하게 사용될 수 있다.
더욱이, 수소는 전력을 생산하기 위한 에너지로서 연료전지에 사용될 수 있다. 종래의 파워 스테이션과 비교하여, 연료전지는 실질적으로 더 높은 정도의 효율을 가질 뿐만 아니라, 공정에서 어떤 유해물질도 생성되지 않으면서 전력을 발생시킨다.
수소는, 예를 들어 수소첨가반응 및 합성공정에서 물질로서 사용될 수 있다. 유기수소첨가반응에서는 압력 하에 규정된 온도에서 존재하는 유기분자들이 수소로 부화된다.
무기수소첨가반응에서는 금속산화물이 수소에 의해 금속으로 환원된다(예를 들어, WO3+3H2→W+3H2O).
수소와 질소로부터의 합성에서는 "암모니아"가 생성될 수 있다. 폐기물 기화에 필요한 산소가 공기 분리 플랜트를 사용하여 얻어지며; 질소 또한 이 공정으로 생기게 되고, 이것이 암모니아의 합성에 상업적으로 사용될 수 있다는 것이 특히 강조되어야 한다. 공기 분리 플랜트는 이미 이 공정의 구성 부품인 것이 특히 유리하다.
만일 수소가 메탄올의 제조에 사용되어야 한다면, 합성가스에 존재하는 이산화탄소를, 그것에 수증기를 가함으로써 수소와 일산화탄소가 2:1의 비율로 합성가스에 존재하는 정도까지(부분적인 전환) 수소와 탄소로 전환시키는 것이 타당하다.
다음에, 이산화탄소를 일반적으로 공지된 방법에 의해 분리하고, 수소와 일산화탄소를 합성하여 메탄올을 생성한다.
물질로서 수소의 사용을 통해, 저장 및 운반할 수 있으며 여러 방법으로 사용될 수 있는 화학원료가 얻어진다.

Claims (6)

  1. 고온 반응기를 사용한 모든 유형의 폐기물의 고온 재순환 동안에 얻어진 합성청정가스의 총 물질의 배출물 없는 이용 방법에 있어서,
    이와 같이 얻어진 합성청정가스를 촉매공정에서 수증기에 의해 작용 받게 하여 합성가스에 함유된 일산화탄소를 적어도 부분적으로 이산화탄소와 수소로 전환시키고, 나머지 잔류 가스는 고온 반응기로 되돌려 보내고, 다음에 "압력 스윙 흡착 플랜트"에서와 같은 공지된 분리공정에서 수소, 일산화탄소 및 이산화탄소로 구성된 얻어진 주 생성물을 수소 및/또는 일산화탄소 및/또는 이산화탄소 성분들로 분리하여 그것을 사용하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 이와 같이 얻어진 합성청정가스를, 수소와 일산화탄소가 메탄올의 합성을 위한 2 대 1의 필요한 부피비에 이를 때까지 계속해서 부분 전환시키고, 그 후 이산화탄소를 일반적으로 공지된 방법에 의해 분리하여, 나머지 수소-일산화탄소 혼합물로부터 메탄올이 합성되어 얻어지도록(2H2+CO→CH3OH) 하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 이와 같이 얻어진 합성청정가스를 이산화탄소와 수소로 완전히 전환시키고, 이와 같이 얻어진 물질들은 분리하여 사용하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제3항에 있어서, 암모니아를 합성하기 위해서, 수소를 고온 기화 동안의 산소 발생 시에 공기 분리로부터 생긴 질소와 함께 사용하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제3항에 있어서, 수소를 열처리 시설에 설비된 화차의 차대를 운행하기 위한 연료로서 선호하여 사용하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제3항에 있어서, 수소를 연료전지에 사용하여 전력을 발생시키는 것을 특징으로 하는 방법.
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