KR100841489B1 - 전기로 배가스 폐열을 이용하는 산소 및 수소의 생산 방법 및 생산 장치 - Google Patents

전기로 배가스 폐열을 이용하는 산소 및 수소의 생산 방법 및 생산 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전기로 배가스 폐열을 이용하여 물을 열적으로 분해하여 산소 및 미래 에너지원인 수소를 생산하는 장치에 관한 것이다. 즉, 전기로의 고온의 배가스를 냉각시켜 대기로 방출하는 장치로부터 적절한 에너지를 확보하여 물을 열화학 분해함으로써 수소와 산소를 생산하고, 생산된 산소는 전기로에 다시 공급하며, 수소는 전기로로 공급하여 열원으로 사용하거나, 저장 운송하여 수소에너지 시스템에 공급함으로써 미래 에너지의 생산기능을 하는 장치에 관한 것이다.
전기로, 배가스, 폐열, 열화학 반응, 산소생산, 수소 생산

Description

전기로 배가스 폐열을 이용하는 산소 및 수소의 생산 방법 및 생산 장치{PROCESS FOR PRODUCTION OF HYDROGEN AND OXYGEN USING WASTE HEAT OF FLUE GAS OF ELECTRIC ARC FURNACE, AND APPARATUS FOR THE PROCESS}
도 1 은 본 발명인 전기로 배가스 폐열을 이용하는 산소 및 수소의 생산 장치에 관한 도면이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1: 완충통 2: 엘보
3: 고온 열교환기 4: 황산분해조
5: 산소저장조 6: 분젠반응조
7: 이산화황과 물 이송펌프 8: 냉각수 저장 탱크
9: 액상 분리기 10: 수소분리조
11: 요오드화수소 이송펌프 12: 요오드 이송펌프
13: 수소저장조 14: 황산 이송펌프
15: 냉각탱크 16: 황산분해조의 열교환기
17: 수소분리조의 열교환기 18: 분젠반응조의 열교환기
19: 열유체 조절 장치 20: 냉각장치
21: 냉각장치 22: 살수기
23: 고온의 열유체 순환컴프레서 24: 황산기화조
25: 황산기화조용 열교환기 26: 전기로
27: 냉각장치 28: 황산 기체 이송펌프
본 발명은 전기로의 배가스 폐열을 이용하여 물을 열화학 분해함으로써 수소와 산소를 생산하는 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 물을 이산화황과 요오드가 있는 분젠 반응기에 투입하고 냉각수 저장탱크에서 공급되는 냉각수를 이용하여 분젠반응기의 온도환경을 맞추어 황산반응을 일으킨 뒤 생성된 황산을 황산분해조로 이송해서 고온의 배가스 폐열을 이용하여 분해시켜 산소를 취하고, 요오드화수소는 수소분리조로 보내 요오드 및 수소로의 분해 반응을 일으켜 수소를 생산하는 전기로 배가스 폐열을 이용하여 산소 및 수소를 생산하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
일반적으로 전기로는 고철을 용융하여, 산업에 사용되는 철을 생산하는 기계로서, 전기에너지와 화학에너지를 소모하는데 이 과정에서 온실가스와 고온의 폐열이 발생하여 이를 저감하기 위한 시스템으로 배가스 처리시스템을 설치 운용하고 있다. 상기 배가스 처리시스템에 의하면 미연소 일산화탄소를 완전 연소시키며, 분진을 제거하기 위한 완충통과 다이옥신 발생량을 최소화면서 배가스를 냉각시키는 냉각탱크를 통해 잔여 분진을 제거한 뒤 대기 중으로 방출한다. 즉, 다량의 폐열과 분진과 온실가스가 처리되고 있다. 그러나 기존의 처리방법은 지구온난화를 막기 위한 전세계적인 노력의 하나인 기후협약과 에너지 고갈 시대를 비추어 볼 때 개선해야 할 부분이 많이 있다.
이에 따라, 전기로의 폐열을 회수, 재사용하기 위해, 열을 회수하여 증기를 생산한 뒤 터어빈을 가동하여 전기를 생산하거나, 흡수식 냉동사이클을 이용하여 냉열을 생산하는 등 다양한 방법이 제시되었다. 그러나 전기생산의 경우 이에 필요한 증기생산시스템, 터어빈 발전기 시스템 등의 추가 설치 요인 발생이외에도, 열역학적 한계로 열을 바로 이용하는 것에 비해 에너지효율이 낮다. 흡수식이나 흡착식을 포함한 통상의 냉열 생산 시스탬의 경우에도 냉열 생산 효율이 낮은 점과 생산된 냉열을 즉시 사용해야하는 단점이 존재한다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하고 효율적으로 전기로 배가스의 폐열을 회수하기 위하여 안출된 것으로, 버려지는 전기로의 배가스 폐열을 이용하여 물을, 환경오염 또는 지구 온난화의 염려가 없는 에너지원으로 유용하게 사용되는 수소 및 산소로 전환하는 장치을 개발하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적달성을 위하여 본 발명은,
(a) 물을 이산화황과 요오드가 있는 분젠반응조(6)에 투입하여 황산 및 요오드화수소를 생산하고, 황산과 요오드화수소를 분리하여, 황산을 황산기화조(24)를 통하여 가스 상태로 고온의 황산분해조(4)로, 요오드화수소를 수소분리조(12)로 각각 보내는 공정,
(b) 상기 황산분해조(4)에서 황산을 이산화황, 산소, 및 물로 분해하여, 산소를 생산하고, 물과 이산화황을 분젠반응조(6)로 보내는 공정,
(c) 상기 수소분리조(12)에서 요오드화수소를 요오드 및 수소로 분해하여 수소를 생산하고, 요오드를 분젠반응조(6)로 보내는 공정을 포함하며,
상기 (a), (b), 및 (c) 공정 중 하나 이상에서, 반응온도 조건을 충족하기 위한 열원으로서 고온의 전기로 배가스 폐열을 이용하는 것을 특징으로 하는 전기로 배가스 폐열을 이용하는 산소 및 수소의 생산방법을 제공한다.
구체적으로, 상기 (b) 및 (c) 공정에서, 반응온도 조건을 충족하기 위한 열원으로서는 전기로의 고온 배가스 폐열을 고온 열교환기(3)에 적용하여 생성되고, 황산분해조(4) 황산기화조(24), 및 수소분리조(10)를 순차적으로 통과하는 고온의 열유체를 이용하는 것이 바람직하며, 각각의 조에서의 반응온도는 황산분해조(4)의 경우, 분해조에 고온의 열유체를 전달하는 열유체 전달관에 설치되는 열유체 조절 장치(19) 및 분해조 내에 별도로 설치되는 열교환기(16)를 이용하여 조절하며, 수소분리조(10)의 경우는, 분리조에 열유체를 전달하는 열유체 전달관에 설치되는 냉 각장치(20) 및 분리조 내에 별도로 설치되는 열교환기(17)를 이용하여 조절하는 것이 가능하다. 이 경우 (a) 공정의 분젠반응조(6)의 반응온도 조건을 충족시키는 방법은 이 분야에서 사용되는 통상의 방법 예컨대, 쉘튜브 형태의 열교환, 스파일럴 식의 열교환, 스프레이 믹싱, 인쇄회로기판식 열교환방법 등을 사용하여 실시하는 것이 가능하며, 황산기화조(24)의 기화온도 조건은 기화기에 열유체를 전달하는 열유체 전달관에 설치되는 냉각장치(27) 및 분리조 내에 별도로 설치되는 열교환기(25)를 이용하여 조절하는 것이 가능하다.
본 발명은 상기 및 하기의 고온 열교환기(3) 대신에 고온의 전기로 배가스를 필터링하여 직접 순환시킬 수 있는 장치를 사용하여 수소 또는 산소를 생산하는 것도 포함한다.
본 발명에서 사용되는 산소 및 수소생산 장치을 구성하는 장치들은 당해 분야에서 통상적으로 사용되는 것을 제한 없이 사용할 수 있다. 특히, 열교환기(3, 16, 25, 17, 18)는 쉘-튜브형 열교환기, 스파이럴을 포함한 코일형 열교환기, 고효율 인쇄기판식 열교환기 등을 사용할 수 있으며, 본 발명의 장치에 맞는 것이라면 아무런 제한 없이 사용할 수 있다. 냉각장치((20, 21, 27)도 이 분야에서 사용되는 통상의 방법 예컨대, 쉘튜브 형태의 열교환, 스파일럴 식의 열교환, 스프레이 믹싱, 인쇄회로기판식 열교환방법 등을 실행할 수 있는 장치라면 제한 없이 사용할 수 있다.
또한, 구체적으로, 상기 (a), (b), 및 (c) 공정에서, 반응온도 조건을 충족하기 위한 열원으로서는 전기로의 고온 배가스 폐열을 고온 열교환기(3)에 적용하여 생성되고, 황산분해조(4), 황산기화조(24), 수소분리조(10), 및 분젠반응조(6)를 순차적으로 통과하는 고온의 열유체를 이용하는 것이 더욱 바람직하며, 각각의 조에서의 반응온도는 황산분해조(4)의 경우, 분해조에 고온의 열유체를 전달하는 열유체 전달관에 설치되는 열유체 조절 장치(19) 및 분해조 내에 별도로 설치되는 열교환기(16)를 이용하여 조절하며, 황산기화조(24), 수소분리조(10), 및 분젠반응조(6)의 경우는, 각각의 조에 설치된 열교환기(25, 17,18) 및 상기 열교환기들에 열유체를 전달하는 각각의 열전달관에 설치되는 냉각 장치(, 27, 20, 21)를 이용하여 조절할 수 있다.
상기의 냉각장치(27, 20, 21)에 필요한 냉각수는 냉각수 저장탱크(8)로부터 냉각탱크에 살수를 공급하는 냉각수 공급라인에서 분기한 관으로부터 공급될 수 있다.
본 발명에서는 황산분해조(4), 황산기화조(24), 수소분리조(12), 및 분젠반응조(6)를 순차적으로 통과한 열유체를 열교환기(3)에 예열된 상태로 투입하여 에너지 활용도를 높이거나 냉각탱크에서 살수로 활용하는 것도 가능하다.
본 발명은 또한, 전기로의 완충통(1); 상기 완충통의 상부나 전기로로부터 배가스를 완충통으로 이송하는 엘보(2)에 설치되는 고온 열교환기(3); 상기 고온 열교환기를 통하여 열유체를 공급 받으며, 황산을 산소, 이산화황, 및 물로 분해하는 황산분해조(4); 상기에서 생산된 이산화황과 물을 분젠반응조(6)로 보내는 이산화황 및 물의 이송펌프(7); 상기 황산분해조로부터 열유체를 공급받아 분젠반응조(6)로부터 이송된 액체 상태의 황산을 기화시키는 황산기화조(24); 상기에서 기화된 황산 기체를 황산분해조(4)로 이송하는 이송펌프(28); 상기 황산분해조로부터 열유체를 공급받아 요오드화수소를 열분해하여 수소와 요오드를 생산하는 수소분리조(10); 상기에서 생산된 요오드를 분젠반응조(6)에 보내는 요오드 이송펌프(12); 상기 수소분리조로부터 열유체를 공급 받아 이산화황, 요오드, 및 물을 반응시켜서 황산과 요오드화수소를 생산하는 분젠반응조(6); 상기에서 생산된 황산과 요오드화수소를 분리하는 액상분리기(9); 상기에서 생산된 황산을 황산기화조(24)에 보내는 황산 이송펌프(14); 상기에서 생산된 요오드화수소를 수소분리조(10)에 보내는 요오드화수소 이송펌프(11); 황산분해조(4) 내에 설치되는 열교환기(16); 황산기화조(24) 내에 설치되는 열교환기(25); 수소분리조(12) 내에 설치되는 열교환기(17); 분젠반응조(6) 내에 설치되는 열교환기(18); 냉각수를 공급하는 냉각수 저장탱크(8); 황산분해조(4)에 고온의 열유체를 전달하는 열유체 전달관에 설치되는 열유체 조절 장치(19); 황산기화조(24)에 열유체를 전달하는 관에 설치되는 냉각장치(27); 수소분리조(10)에 열유체를 전달하는 관에 설치되는 냉각장치(20); 분젠반응조(6)에 열유체를 전달하는 관에 설치되는 냉각장치(21); 고온의 열유체 순환펌프(23); 폐가스를 냉각하여 배출하는 냉각탱크(15); 및 냉각탱크(15)내에 설치되는 살수기(22)를 포함하여 구성되는 전기로 배가스 폐열을 이용하는 산소 및 수소 생산 장치에 관한 것이다.
본 발명의 상기 장치는 황산분해조(4)로부터 들어오는 고온의 이산화황을 냉각시키기 위한 목적으로 분젠반응조(6) 내에 냉각코일에 의한 냉각 열교환장치를 추가적으로 구비할 수 있다.
본 발명은 또한 황산분해조로부터 분리되어 나온 산소을 저장하는 산소저장조(5) 및 생성된 수소를 포집 저장하는 수소저장조(13)를 추가로 구비하여 구성될 수 있다.
본 발명의 산소 및 수소 생산 장치는 상기의 고온 열교환기(3) 대신에 고온의 전기로 배가스를 필터링하여 직접 순환시킬 수 있는 장치를 사용하는 것을 포함한다.
본 발명에서 황산을 산소, 이산화황, 및 물로 분해하기 위한 황산분해조(4)의 적절한 온도 범위는 900~1,500℃이며, 황산기화조(24)의 적절한 온도 범위는 750~1500℃이며, 요오드화수소를 열분해하여 수소와 요오드를 생산하기 위한 수소분리조(11)의 적절한 온도 범위는 300~500℃이며, 이산화황, 요오드, 및 물을 반응시켜서 황산과 요오드화수소를 생산하기 위한 분젠반응조(6)의 적절한 온도 범위는 150~250℃이다. 따라서, 고온 열교환기(3)로부터 생성된 고온의 열유체를 황산분해 조(4), 황산기화조(24), 및 수소분리조(10), 또는 황산분해조(4), 황산기화조(24), 수소분리조(10), 및 분젠반응조(6)를 통하여 순차적으로 통과시키면, 반응온도를 효율적으로 조절하는 것이 가능하다.
본 발명은 고온의 열을 이용하여 황산을 분해하여 산소와 이산화황 및 물을 생산하고, 생산된 산소는 분리하고, 이산화황과 물은 요오드와 반응시켜 황산 및 요오드화수소를 생성한 후, 상기 요오드화수소를 열분해하여 수소와 요오드를 생성하는 폐쇄회로를 건설하여 황산과 요오드는 내부에서 순환하며 외부에서 공급되는 물이 수소와 산소로 방출되는 시스템을 기존의 전기로 배가스 시스템에 부착하도록 한 것이다.
상기 배가스의 폐열을 이용하는 산소 및 수소 생산 방법에서 각 반응조에서 일어나는 각각의 화학반응을 반응식으로 표시하면 다음과 같다. 하기의 반응식 1, 2, 3은 각각 분젠반응조(6) 황산분해조(4), 수소분리조(11)에서 일어나는 반응에 관한 것이다.
Figure 112007007339014-pat00001
Figure 112007007339014-pat00002
Figure 112007007339014-pat00003
본 발명은 이미 완성된 기술인 열교환 기술과 요오드-황 수소생산 공정과 전기로의 배가스 시스템을 연결하는 시스템 설계에 특징이 있는 것으로 이로 인하여 전기로 배가스의 폐열을 효율적으로 이용할 수 있는 효과가 있다.
이하에서, 도 1을 예로 본 발명의 산소 및 수소생산 장치을 설명한다.
본 발명의 산소 및 수소생산 장치는 전기로의 완충통(1)의 상부나 전기로로부터 배가스를 완충통으로 이송하는 엘보(2)에 설치되는 열교환기(3)를 구비하고 있으며, 상기의 고온 열교환기(3)를 전기로의 고온 배가스를 받아 분해조 내에 별도로 설치되는 열교환기(16) 통하여 900~1,500℃의 고온 환경을 형성하고, 황산을 산소, 이산화황 및 물로 분해하는 황산분해조(4)가 구비되어 있다. 상기 황산분해기는 황산에 견딜 수 있는 재질로 SiC, 헤이스터로이(Hastelloy), 글래스 라이닝(Glass Lining) 등으로 만들어질 수 있다.
상기 황산분해기에서 생성된 산소는 분리하여 산소저장조(5)에 저장하거나 전기로에 에너지원으로 공급할 수 있다.
황산분해조(4)의 잔여 액상인 이산화황과 물은 분젠반응조(6)로 보내져서 요 오드와 반응하여 황산 및 요오드화수소를 생성한다. 이때 이산화황과 물을 분젠반응기(6)로 보내는 이송펌프(7)를 구비할 수 있다. 한편, 분젠반응조(6)에서의 반응온도는 150~250℃로 유지하는 것이 바람직한데, 이는 수소분리조(10)로부터 분젠반응조(6)에 열유체를 전달하는 열유체 전달관에 설치되는 냉각장치(21) 및 반응조 내에 별도로 설치되는 열교환기(18)를 이용하여 조절될 수 있다. 또한 사용되는 냉각수는 기존의 냉각수 저장탱크의 냉각수를 활용하면 되기 때문에 별도의 장치가 필요하지는 않다.
분젠반응조(6)에서 발생한 황산과 요오드화수소를 분리하기 위해 액상 분리기(9) 및 분리된 황산을 황산기화조(24)로 보내는 황산 이송펌프(14)를 구비할 수 있다.
황산기화조(24)에서는 상기에서 이송된 황산을 기화하여 이송펌프(28)에 의해 황산기체를 황산분해조(4)에 전달하며, 기화에 필요한 온도는 750~1500℃로 유지하는 것이 바람직한데, 이는 황산분해조(4)로부터 황산기화조(24)에 열유체를 전달하는 열유체 전달관에 설치되는 냉각장치(27) 및 기화기 내에 별도로 설치되는 열교환기(25)를 이용하여 조절될 수 있다. 또한 사용되는 냉각수는 기존의 냉각수 저장탱크의 냉각수를 활용하면 되기 때문에 별도의 장치가 필요하지는 않다.
상기 분젠반응조(6)에서 생성된 요오드화수소는 요오드화수소 이송펌프(11)에 의해 수소분리조(11)로 이송되고 분해되어 수소와 요오드를 생성한다. 이 때 요오드화수소의 분해 역시 고온 분해이므로 전기로 배가스의 폐열에 의해 형성된 고온의 열유체에 의해 분해환경이 조성된다. 즉, 수소분리조(10)의 온도환경은 300~500℃로 유지하는 것이 바람직하며, 재료로는 Ta, Ta 합금, CrN 코팅 등이 가능하며, 이는 황산기화조(24)로부터 수소분리조(10)에 열유체를 전달하는 열유체 전달관에 설치되는 냉각장치(20) 및 반응조 내에 별도로 설치되는 열교환기(20)를 이용하여 조절할 수 있다. 또한 사용되는 냉각수는 기존의 냉각수 저장탱크의 냉각수를 활용하면 되기 때문에 별도의 장치가 필요하지는 않다. 또한 수소분리조(10)에서 분해된 요오드를 다시 분젠반응조(6)로 순환 시키는 요오드 이송펌프(12)가 구비된다.
상기 수소분리조(10)에서 생성된 수소는 여러 용도에 사용하기 위하여 수소저장조(13)에 저장하거나 전기로로 공급하여 열원으로 사용할 수 있으며, 또한, 전기로에서 발생된 이산화탄소를 메탄으로 환원시키는 공정에 사용할 수도 있다.
상기 요오드화수소와 이산화황의 분리는 기존의 요오드-황 사이클 기술에 포함되어 입증되어있는 기술로 당업자에게 공지의 기술이다.
본원발명의 전기로 배가스 폐열을 이용하는 산소 및 수소의 생산 방법 및 생산 장치에 의하면, 전기로의 배가스 폐열을 이용하여 산소 및 수소를 생산하며, 이렇게 생산된 산소 및 수소는 바로 전기로에 투입하여 직접 에너지로 사용함으로써 에너지절약 효과를 거둘 수 있으며, 수소는 또한, 전기로에서 생산된 이산화탄소의 환원에 사용함으로써 온실가스를 저감시키는 목적으로 사용될 수도 있다.
또한, 본 발명은 다가올 미래의 수소 에너지 경제에 발맞추어, 전기로의 배가스의 폐열을 수소의 생산 장치의 열원으로 전환함으로써 미래 청정 에너지산업에 이바지할 뿐만 아니라, 철강산업의 발전에 직접적으로 도움을 줄 수 있는 매우 유용한 것이다.

Claims (10)

  1. (a) 물을 이산화황과 요오드가 있는 분젠반응조(6)에 투입하여 황산 및 요오드화수소를 생산하고, 황산과 요오드화수소를 분리하여, 황산을 황산기화조(24)를 통하여 가스 상태로 고온의 황산분해조(4)로, 요오드화수소를 수소분리조(12)로 각각 보내는 공정,
    (b) 상기 황산분해조(4)에서 황산을 이산화황, 산소, 및 물로 분해하여, 산소를 생산하고, 물과 이산화황을 분젠반응조(6)로 보내는 공정,
    (c) 상기 수소분리조(12)에서 요오드화수소를 요오드 및 수소로 분해하여 수소를 생산하고, 요오드를 분젠반응조(6)로 보내는 공정을 포함하며,
    상기 (a), (b), 및 (c) 공정 중 하나 이상에서, 반응온도 조건을 충족하기 위한 열원으로서 고온의 전기로 배가스 폐열을 이용하는 전기로 배가스 폐열을 이용하는 산소 및 수소의 생산방법으로서,
    상기 (b) 및 (c) 공정에서, 반응온도 조건을 충족하기 위한 열원으로서 전기로의 고온 배가스 폐열을 고온 열교환기(3)에 적용하여 생성되고, 황산분해조(4) 황산기화조(24), 및 수소분리조(10)를 순차적으로 통과하는 고온의 열유체를 이용하며, 각각의 조에서의 반응온도는 황산분해조(4)의 경우, 분해조에 고온의 열유체를 전달하는 열유체 전달관에 설치되는 열유체 조절 장치(19) 및 분해조 내에 별도로 설치되는 열교환기(16)를 이용하여 조절하며, 수소분리조(10)의 경우는, 분리조에 열유체를 전달하는 열유체 전달관에 설치되는 냉각장치(20) 및 분리조 내에 별도로 설치되는 열교환기(17)를 이용하여 조절하는 것을 특징으로 하는 전기로 배가스 폐열을 이용하는 산소 및 수소 생산방법.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 (a), (b), 및 (c) 공정에서, 반응온도 조건을 충족하기 위한 열원으로서 전기로의 고온 배가스 폐열을 고온 열교환기(3)에 적용하여 생성되고, 황산분해조(4), 황산기화조(24), 수소분리조(10), 및 분젠반응조(6)를 순차적으로 통과하는 고온의 열유체를 이용하며, 각각의 조에서의 반응온도는 황산분해조(4)의 경우, 분해조에 고온의 열유체를 전달하는 열유체 전달관에 설치되는 열유체 조절 장치(19) 및 분해조 내에 별도로 설치되는 열교환기(16)를 이용하여 조절하며, 황산기화조(24), 수소분리조(10), 및 분젠반응조(6)의 경우는, 각각의 조에 설치된 열교환기(25, 17,18) 및 상기 열교환기들에 열유체를 전달하는 각각의 열전달관에 설치되는 냉각 장치(27, 20, 21)를 이용하여 조절하는 것을 특징으로 하는 전기로 배가스 폐열을 이용하는 산소 및 수소 생산방법.
  4. 청구항 3에 있어서, 황산분해조(4), 황산기화조(24), 수소분리조(10), 및 분젠반응조(6)를 순차적으로 통과한 열유체를 고온 열교환기(3)에 예열된 상태로 투 입하는 것을 특징으로 하는 전기로 배가스 폐열을 이용하는 산소 및 수소 생산방법.
  5. 청구항 3에 있어서, 상기의 고온 열교환기(3) 대신에 고온의 전기로 배가스를 필터링하여 직접 순환시키는 장치를 사용하는 것을 특징으로 하는 전기로 배가스 폐열을 이용하는 산소 및 수소 생산방법.
  6. 전기로의 완충통(1); 상기 완충통의 상부나 전기로로부터 배가스를 완충통으로 이송하는 엘보(2)에 설치되는 고온 열교환기(3); 상기 고온 열교환기를 통하여 열유체를 공급 받으며, 황산을 산소, 이산화황, 및 물로 분해하는 황산분해조(4); 상기에서 생산된 이산화황과 물을 분젠반응조(6)로 보내는 이산화황 및 물의 이송펌프(7); 상기 황산분해조로부터 열유체를 공급받아 분젠반응조(6)로부터 이송된 액체 상태의 황산을 기화시키는 황산기화조(24); 상기에서 기화된 황산 기체를 황산분해조(4)로 이송하는 이송펌프(28); 상기 황산분해조로부터 열유체를 공급받아 요오드화수소를 열분해하여 수소와 요오드를 생산하는 수소분리조(10); 상기에서 생산된 요오드를 분젠반응조(6)에 보내는 요오드 이송펌프(12); 상기 수소분리조로부터 열유체를 공급 받아 이산화황, 요오드, 및 물을 반응시켜서 황산과 요오드화수소를 생산하는 분젠반응조(6); 상기에서 생산된 황산과 요오드화수소를 분리하는 액상분리기(9); 상기에서 생산된 황산을 황산기화조(24)에 보내는 황산 이송펌프(14); 상기에서 생산된 요오드화수소를 수소분리조(10)에 보내는 요오드화수소 이송펌프(11); 황산분해조(4) 내에 설치되는 열교환기(16); 황산기화조(24) 내에 설치되는 열교환기(25); 수소분리조(12) 내에 설치되는 열교환기(17); 분젠반응조(6) 내에 설치되는 열교환기(18); 냉각수를 공급하는 냉각수 저장탱크(8); 황산분해조(4)에 고온의 열유체를 전달하는 열유체 전달관에 설치되는 열유체 조절 장치(19); 황산기화조(24)에 열유체를 전달하는 관에 설치되는 냉각장치(27); 수소분리조(10)에 열유체를 전달하는 관에 설치되는 냉각장치(20); 분젠반응조(6)에 열유체를 전달하는 관에 설치되는 냉각장치(21); 고온의 열유체 순환펌프(23); 폐가스를 냉각하여 배출하는 냉각탱크(15); 및 냉각탱크(15)내에 설치되는 살수기(22)를 포함하여 구성되는 전기로 배가스 폐열을 이용하는 산소 및 수소 생산 장치.
  7. 청구항 6에 있어서, 황산분해조(4)로부터 분리되어 나온 산소를 저장하는 산소저장조(5) 및 수소분리조(10)로부터 분리되어 나온 수소를 포집 저장하는 수소저장조(13)를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 전기로 배가스 폐열을 이용하는 산소 및 수소생산 장치.
  8. 청구항 6에 있어서, 상기의 고온 열교환기(3) 대신에 고온의 전기로 배가스를 필터링하여 직접 순환시키는 장치를 사용하는 것을 특징으로 하는 전기로 배가스 폐열을 이용하는 산소 및 수소생산 장치.
  9. 청구항 6 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열교환기가 쉘-튜브형 열교환기, 스파이럴을 포함한 코일형 열교환기, 및 고효율 인쇄기판식 열교환기로 이루어진 군으로부터 선택되는 것임을 특징으로 하는 전기로 배가스 폐열을 이용하는 산소 및 수소 생산 장치.
  10. 청구항 6 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서, 상기 냉각장치가 쉘-튜브형 열교환기, 스파이럴을 포함한 코일형 열교환기, 및 고효율 인쇄기판식 열교환기로 이루어진 군으로부터 선택되는 것임을 특징으로 하는 전기로 배가스 폐열을 이용하는 산소 및 수소 생산 장치.
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