KR101037512B1 - System and Method for Hydrogen-Rich Gas Production from By-Product Glycerol of Biodiesel Production - Google Patents

System and Method for Hydrogen-Rich Gas Production from By-Product Glycerol of Biodiesel Production Download PDF

Info

Publication number
KR101037512B1
KR101037512B1 KR1020090098841A KR20090098841A KR101037512B1 KR 101037512 B1 KR101037512 B1 KR 101037512B1 KR 1020090098841 A KR1020090098841 A KR 1020090098841A KR 20090098841 A KR20090098841 A KR 20090098841A KR 101037512 B1 KR101037512 B1 KR 101037512B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
waste glycerol
reaction
product
tube
gas
Prior art date
Application number
KR1020090098841A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20110041832A (en
Inventor
이인구
Original Assignee
한국에너지기술연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국에너지기술연구원 filed Critical 한국에너지기술연구원
Priority to KR1020090098841A priority Critical patent/KR101037512B1/en
Publication of KR20110041832A publication Critical patent/KR20110041832A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101037512B1 publication Critical patent/KR101037512B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
    • C01B3/34Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J3/00Processes of utilising sub-atmospheric or super-atmospheric pressure to effect chemical or physical change of matter; Apparatus therefor
    • B01J3/008Processes carried out under supercritical conditions
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/12Feeding the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1276Mixing of different feed components
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/16Controlling the process
    • C01B2203/1614Controlling the temperature
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/16Controlling the process
    • C01B2203/1628Controlling the pressure
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/16Controlling the process
    • C01B2203/169Controlling the feed
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/54Improvements relating to the production of bulk chemicals using solvents, e.g. supercritical solvents or ionic liquids

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

본 발명은 폐글리세롤을 이용한 고농도 수소를 생상하는 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 바이오디젤 생산과정에서 부산물로 발생하는 폐글리세롤을 초임계수 상에서 가스화하여 고농도 수소를 포함하는 합성가스를 제조하는 수소생산시스템 및 수소생산방법에 관한 것이다.

본 발명은 오일상인 폐글리세롤을 처리수와 혼합하여 희석액을 제조하고, 이를 초임계수에서 가스화하여 희석액 내의 유기물질 처리가 이루어지도록 하고, 상기 유기물질 처리과정에서 수소를 포함하는 가연성 합성가스를 수취하는 등 장치와 방법을 단순화하여 저비용으로 고효율의 고농도수소를 생산해 산업적 이용가치를 향상시킨 효과가 있다.

Figure R1020090098841

바이오디젤, 폐글리세롤, 초임계수, 가스화, 고농도

The present invention relates to a system and method for producing high concentration hydrogen using waste glycerol, and more particularly, to produce a synthesis gas containing high concentration hydrogen by gasifying the waste glycerol generated as a by-product in the biodiesel production process in a supercritical water. It relates to a hydrogen production system and a hydrogen production method.

The present invention is to prepare a dilution by mixing the waste glycerol in the oil phase with the treated water, gasification of it in supercritical water to treat the organic material in the diluent, and receiving a flammable synthesis gas containing hydrogen in the organic material treatment process By simplifying the equipment and methods, high-efficiency, high-concentration hydrogen is produced at low cost, thereby improving the industrial use value.

Figure R1020090098841

Biodiesel, Waste Glycerol, Supercritical Water, Gasification, High Concentration

Description

바이오디젤 생산과정에서의 부산물인 폐글리세롤을 이용한 고농도 수소생산시스템 및 수소생산방법{System and Method for Hydrogen-Rich Gas Production from By-Product Glycerol of Biodiesel Production}System and Method for Hydrogen-Rich Gas Production from By-Product Glycerol of Biodiesel Production}

본 발명은 폐글리세롤을 이용한 고농도 수소를 생상하는 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 바이오디젤 생산과정에서 부산물로 발생하는 폐글리세롤을 초임계수 상에서 가스화하여 고농도 수소를 포함하는 합성가스를 제조하는 수소생산시스템 및 수소생산방법에 관한 것이다.The present invention relates to a system and method for producing high concentration hydrogen using waste glycerol, and more particularly, to produce a synthesis gas containing high concentration hydrogen by gasifying the waste glycerol generated as a by-product in the biodiesel production process in a supercritical water. It relates to a hydrogen production system and a hydrogen production method.

21세기 들어서 중국, 인도 등과 같은 거대 신흥공업국가들의 출현과 세계경제의 지속적 팽창으로 인하여 화석연료 사용량이 해마다 증가하고 있다. 화석연료의 사용과정에서 발생하는 이산화탄소는 주요 온실가스로서 지구 온난화에 큰 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 국내의 화석연료 사용으로 인한 연간 이산화탄소 발생량은 세계 10위 권 내로 경제규모에 비하여 높은 편이다. 따라서 인류의 지속가능한 성장을 위해서는 신재생에너지의 개발, 이용이 시급한 실정이다. In the 21st century, fossil fuel consumption is increasing year by year due to the emergence of large emerging industrial countries such as China and India and the continuous expansion of the global economy. Carbon dioxide generated from the use of fossil fuels is a major greenhouse gas and is known to have a significant impact on global warming. Annual CO2 emissions from domestic fossil fuel use are among the top 10 in the world, which is higher than the economic scale. Therefore, for the sustainable growth of humankind, it is urgent to develop and use renewable energy.

바이오디젤은 식물성 혹은 동물성 지방산과 알코올의 전이에스테르화 반응을 통하여 만들어지는 신재생에너지로서 주로 수송용 연료인 경유의 대체연료로 개발, 이용되고 있다. 바이오디젤은 다른 액상 재생연료에 비하여 제조과정이 간단하고 기존의 경유 등과 혼합하여 이용할 수 있는 장점이 있기 때문에 해마다 국내 생산량이 크게 증가하고 있다. Biodiesel is a renewable energy produced through the transesterification of vegetable or animal fatty acids and alcohols, and is mainly developed and used as a substitute fuel for diesel fuel, which is a transportation fuel. Biodiesel has a significant increase in domestic production year by year because of the advantages that the manufacturing process is simpler than other liquid renewable fuels and can be mixed with existing diesel fuels.

바이오디젤 생산과정에서는 부산물로서 폐글리세롤이 발생하는데 바이오디젤 생산량의 약 10%를 차지한다. 글리세롤은 식품, 제약, 화학 등 다양한 산업분야에 사용되는 중요한 물질이다. 그러나 바이오디젤 생산과정 부산물인 폐글리세롤은 글리세롤 외에 미반응 물질인 지방산, 알코올과 바이오디젤 그리고 촉매로 이용하는 수산화칼슘(KOH) 등과 같은 염류 등이 다량 포함되어 있어 글리세롤 순도가 50-80%에 불과하다. 따라서 폐글리세롤에 포함된 글리세롤을 이용하고자 하면 복잡한 분리, 정제 과정이 필요하다(대한민국 공개실용신안 20-2008-0003102). 한편, 매년 바이오디젤 생산량 급증에 따라 폐글리세롤 발생량도 비례적으로 증가하고 있는 반면 산업원료로서 폐글리세롤 수요는 늘지 않아 가격이 폭락하고 있다. 이에 따라 바이오디젤 산업이 성숙한 유럽의 경우는 폐글리세롤을 산업원료가 아닌 폐기물처리 개념으로 접근하고 있다. In biodiesel production, waste glycerol is generated as a by-product, which accounts for about 10% of biodiesel production. Glycerol is an important substance used in various industries such as food, pharmaceuticals and chemistry. However, waste glycerol, a by-product of biodiesel production, contains glycerol in addition to unreacted fatty acids, alcohols and biodiesel, and salts such as calcium hydroxide (KOH) used as a catalyst. Therefore, if you want to use glycerol contained in the waste glycerol requires a complicated separation and purification process (Korean Utility Model 20-2008-0003102). Meanwhile, as the production of biodiesel increases rapidly, the amount of waste glycerol is increasing proportionally, while the demand for waste glycerol as an industrial raw material is not increasing. Accordingly, in Europe where the biodiesel industry is mature, waste glycerol is approached as a waste treatment concept rather than an industrial raw material.

그럼에도 불구하고 폐글리세롤의 재활용과 관련한 다양한 기술이 개발되고 있다. 대한민국 등록특허 10-0870370과 대한민국 등록특허 10-0870369에는 폐글리세롤을 이용하여 프로판디올을 제조하는 방법에 대한 설명이 있고, 대한민국 등록특허 10-0800210에는 바이오디젤 제조에서 동물지방의 변환으로부터 발생하는 글리 세롤에서 디클로로프로판올을 제조하는 방법이 보고되어 있다. 대한민국 등록특허 10-0456450에는 폐글리세롤을 1,3-프로판디올로 전환하는 생물학적 방법이 설명되어 있다. 그러나, 상기와 같이 기존의 폐글리세롤 재활용 방법들은 글리세롤로부터 고부가가치의 화학원료를 생산하는 방법으로서 폐글리세롤 성분 일부만 이용하므로 공정폐기물의 재차 발생을 피할 수 없다.Nevertheless, various techniques related to the recycling of waste glycerol have been developed. Korean Patent No. 10-0870370 and Korean Patent No. 10-0870369 describe a method for producing propanediol using waste glycerol, and Korean Patent No. 10-0800210 discloses glycemia resulting from the conversion of animal fat in biodiesel production. A method for preparing dichloropropanol in cerol has been reported. Korean Patent No. 10-0456450 describes a biological method for converting waste glycerol to 1,3-propanediol. However, the existing waste glycerol recycling method as described above is a method of producing a high value-added chemical raw material from glycerol, so only part of the waste glycerol component can be used to avoid the generation of process waste again.

한편, 대한민국 등록특허 10-0916210과 대한민국 등록특허 10-0780910에는 수용상 유기물질의 초임계수기화에 의한 수소 제조시스템 및 방법이 보고되어 있다. 그러나 상기 방법들은 수용상 유기물질에 국한되어 있으며 오일상인 폐글리세롤의 에너지 회수방법으로 그대로 적용하기는 기술적으로 어려움이 있다.On the other hand, Korean Patent No. 10-0916210 and Korean Patent No. 10-0780910 report a hydrogen production system and method by supercritical water vaporization of an aqueous phase organic material. However, the above methods are limited to water-soluble organic substances, and there is a technical difficulty in applying them as an energy recovery method of waste glycerol in an oil phase.

이에 본 발명에 따른 바이오디젤 생산과정에서의 부산물인 폐글리세롤을 이용한 고농도 수소생산시스템 및 수소생산방법은,The high concentration hydrogen production system and hydrogen production method using waste glycerol as a byproduct in the biodiesel production process according to the present invention,

복잡한 성상의 폐글리세롤을 분리, 정제과정 없이 물과 혼합하고 이를 초임계수에서 가스화하여 99% 이상 유기물질을 처리하도록 하고, 이 과정에서 50 mol% 이상 수소를 포함하는 가연성 합성가스를 생산하는 등 바이오디젤 공정 부산물인 폐글리세롤을 처리하고 이로부터 에너지를 생산하는 수소생산시스템 및 수소생산방법의 제공을 목적으로 한다.Waste glycerol of complex nature is mixed with water without separating and refining process and gasified in supercritical water to treat more than 99% organic matter, and in the process, it produces flammable synthesis gas containing more than 50 mol% hydrogen. It is an object of the present invention to provide a hydrogen production system and a hydrogen production method for treating waste glycerol, a by-product of diesel processing, and generating energy therefrom.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 바이오디젤 생산과정에서의 부산물인 폐글리세롤을 이용한 고농도 수소생산시스템은,High concentration hydrogen production system using waste glycerol as a byproduct in the biodiesel production process of the present invention for solving the above problems,

바이오디젤 생산과정에서 부산물로 발생하는 폐글리세롤을 가스화하여 처리하고 이로부터 고농도 수소를 생산하는 시스템에 있어서, 바이오디젤 생산공정에서 발생한 폐글리세롤 원액을 저장하는 폐글리세롤 원액 저장조와, 상기 폐글리세롤 원액을 희석시키기 위한 처리수저장조와, 상기 폐글리세롤 원액 저장조와 처리수저장조에 각각 장착되어 배출량을 제어하는 밸브 및 유량제어기와, 상기 폐글리세롤 원액과 처리수를 일정비율로 혼합하여 저장하는 희석액 저장조와, 상기 저장된 폐글리세롤 희석액을 일정한 압력과 유속으로 공급하게 하는 고압펌프를 포함하는 반 응물투입장치와; 상기 고압펌프로 공급하는 희석액을 이송시키는 예열관과, 상기 예열관 내부에 설치되는 내부가열기와, 상기 예열관의 입구와 출구에 각각 설치되어 희석액을 예열관에 유입 및 배출시키는 크로스와, 상기 예열관을 내포하게 설치되는 가열로와, 상기 예열관과 가열로 사이인 예열관 양단 외벽에 설치되는 코일형가열기와, 예열과정에서 생성될 수 있는 예열관 출구에 설치되는 고온필터를 포함하는 예열장치와; 상기 예열된 폐글리세롤 희석액을 유입하여 초임계수가스화 반응으로 생성물을 생성하는 반응관과, 상기 반응관의 입구와 출구에 각각 설치되어 예열된 희석액을 반응관에 안정적으로 유입 및 반응물을 배출시키는 크로스와, 상기 반응관을 내포하게 설치되는 가열로와, 상기 반응관과 가열로 사이인 반응관의 입구측 단부 외벽에 설치되는 코일형가열기와, 상기 반응관의 배출 측 단부에 설치되어 반응 생성물을 냉각시키는 간접열교환기와, 상기 반응관 배출 단부에 설치되어 반응관에 충전된 촉매가 배출되는 것을 방지하도록 지지하는 촉매층지지대를 포함하는 초임계수가스화 반응장치와; 상기 열교환에 의해 냉각된 생성물에 포함된 고체물질을 상온필터로 제거하고, 배출되는 생성물은 후압제어기로 상압상태로 감압하여 생성물을 기상과 액상으로 분리하는 기-액 분리기와; 상기 기-액 분리기에서 분리된 기상물인 고농도의 수소가 포함된 생성가스를 포집하여 저장하는 생성가스 저장조와; 상기 기-액 분리기에서 분리된 액상물인 처리수를 폐글리세롤 원액 희석에 사용되도록 펌핑에 의해 처리수저장조로 이송시키는 회류관;을 포함하여 구성된다. In a system for gasifying waste glycerol generated as a by-product during biodiesel production and producing high concentration hydrogen therefrom, a waste glycerol stock reservoir for storing the waste glycerol stock produced in the biodiesel production process, and the waste glycerol stock solution A treatment water storage tank for dilution, a valve and a flow controller installed in the waste glycerol stock solution and the treatment water storage tank, respectively, to control discharge, and a diluent storage tank for mixing and storing the waste glycerol stock solution and the treated water at a predetermined ratio; A reaction input device including a high pressure pump to supply the stored waste glycerol diluent at a constant pressure and a flow rate; A preheating tube for transferring the diluent supplied to the high pressure pump, an internal heater installed inside the preheating tube, a cross provided at each of the inlet and the outlet of the preheating tube for introducing and discharging the diluent into the preheating tube; Preheating including a heating furnace containing a preheating tube, a coil-type heater installed on the outer wall of both ends of the preheating tube between the preheating tube and the heating furnace, and a high temperature filter installed at the outlet of the preheating tube that may be generated during the preheating process. An apparatus; A reaction tube in which the preheated waste glycerol diluent is introduced to generate a product by a supercritical water gasification reaction, and a cross which is respectively installed at the inlet and the outlet of the reaction tube to stably inlet the preheated diluent into the reaction tube and discharge the reactant; A coil heater installed on the outer wall of the inlet side end portion of the reaction tube between the reaction tube and the heating furnace, and installed at the discharge side end of the reaction tube to cool the reaction product. A supercritical water gasification reaction apparatus including an indirect heat exchanger configured to be installed at the end of the reaction tube and supporting the catalyst bed support to prevent the catalyst charged in the reaction tube from being discharged; A gas-liquid separator which removes the solid material contained in the product cooled by the heat exchanger using a room temperature filter, and discharges the product to a gas pressure and a liquid phase by decompressing the product at atmospheric pressure with a post pressure controller; A product gas storage tank for collecting and storing a product gas containing a high concentration of hydrogen, which is a gaseous product separated by the gas-liquid separator; It is configured to include; a circulating pipe for transferring the treated water, which is a liquid product separated from the gas-liquid separator, to the treated water storage tank by pumping to be used for diluting the waste glycerol stock solution.

또한, 본 발명에 따른 바이오디젤 생산과정에서의 부산물인 폐글리세롤을 이 용한 고농도 수소생산방법은,In addition, a high concentration hydrogen production method using waste glycerol as a byproduct in the biodiesel production process according to the present invention,

반응물투입장치와, 예열장치와, 초임계수가스화 반응장치와, 기-액분리기와, 생성가스저장조와, 회류관을 포함하여 구성된 제1항의 수소생산시스템을 이용하여 폐글리세롤을 초임계수가스화 처리해 고농도 수소를 생산하는 방법에 있어서, 처리수저장조 하부의 밸브를 열고, 펌프를 이용하여 물을 폐글리세롤 희석액저장조로 유입하고, 이를 고압 펌프를 이용하여 예열관과 반응관을 포함하는 모든 라인에 유입시키는 물 유입단계와; 유입된 물이 기-액분리기로 나오는 것이 확인된 후 후압제어기를 이용하여 고압펌프와 후압제어기 사이의 모든 라인에 흐르는 물의 압력을 반응압력까지 상승시키는 단계와; 압력이 반응압력에 이르고 일정하게 유지되면서 누수가 없는 것이 확인된 후 폐글리세롤 원액 저장조 하부의 밸브를 열고, 펌프로 폐글리세롤 원액을 희석액저장조로 유입하되 유량제거기를 이용하여 물과 원액이 일정한 비율로 희석되게하여 반응물질인 폐글리세롤 희석액을 제조하는 단계와; 상기 폐글리세롤 희석액을 고압펌프를 통하여 예열관에 투입하고, 투입된 희석액을 가열기로 가열하여 일정한 온도로 예열시키는 단계와; 상기 예열된 희석액을 반응관에 유입하고 이를 반응온도로 가열해 초임계수가스화 반응을 수행하는 단계와; 상기 반응에 의해 생성된 생성물질은 간접열교환기에 의해 상온으로 급랭시키고, 상온필터로 고형분을 제거한 다음 후압제어기를 통과시켜 상압으로 감압하고, 감압된 생성물질은 기-액분리기를 통하여 기상 생성물과 액상 생성물로 분리하고, 상기 기상생성물인 고농도 수소는 생성가스 저장조로 저장하고, 액상생성물인 처리수는 펌프로 펌핑하여 회류관을 통하여 처리수저장조로 돌려보내는 생성가스 저장 및 처 리수 재활용단계;를 포함하여 이루어진다.Supercritical gasification of waste glycerol using the hydrogen production system of claim 1 comprising a reactant input device, a preheating device, a supercritical water gasification reaction device, a gas-liquid separator, a product gas storage tank, and a return tube In the method of producing hydrogen, the valve under the treated water storage tank is opened, and water is introduced into the waste glycerol diluent storage tank using a pump, which is introduced into all lines including a preheating tube and a reaction tube using a high pressure pump. A water inflow step; Increasing the pressure of the water flowing in all the lines between the high pressure pump and the after pressure controller to the reaction pressure by using the after pressure controller after confirming that the introduced water comes out to the gas-liquid separator; After the pressure reaches the reaction pressure and it is confirmed that there is no leakage, open the valve at the bottom of the waste glycerol stock reservoir, and flow the waste glycerol stock into the diluent storage tank with a pump. Preparing diluent waste glycerol to be diluted; Putting the waste glycerol diluent into a preheating tube through a high pressure pump, and heating the injected diluent with a heater to preheat it to a constant temperature; Flowing the preheated diluent into the reaction tube and heating it to a reaction temperature to perform supercritical water gasification reaction; The product produced by the reaction is quenched to room temperature by an indirect heat exchanger, the solids are removed by a room temperature filter, and then depressurized to atmospheric pressure through a post pressure controller, and the reduced product is subjected to a gaseous product and a liquid phase through a gas-liquid separator. Separating the product, and storing the high concentration hydrogen, the gaseous product, into the generated gas storage tank, and storing the treated gas, which is a liquid product, by pumping the pump and returning it to the treated water storage tank through a return pipe. It is done by

본 발명에 따른 바이오디젤 생산과정에서의 부산물인 폐글리세롤을 이용한 고농도 수소생산시스템 및 수소생산방법은,High concentration hydrogen production system and hydrogen production method using waste glycerol as a by-product in the biodiesel production process according to the present invention,

오일상인 폐글리세롤을 처리수와 혼합하여 희석액을 제조하고, 이를 초임계수에서 가스화하여 희석액 내의 유기물질 처리가 이루어지도록 하고, 상기 유기물질 처리과정에서 수소를 포함하는 가연성 합성가스를 수취하는 등 장치와 방법을 단순화하여 저비용으로 고효율의 고농도수소를 생산해 산업적 이용가치를 향상시킨 효과가 있다. A diluent is prepared by mixing waste glycerol, which is an oil phase, with a treated water, and gasifying it in supercritical water to treat organic substances in the diluent, and receiving flammable synthetic gas containing hydrogen during the organic substance treatment. By simplifying the method, high-efficiency, high-concentration hydrogen is produced at low cost, thereby improving the industrial use value.

이하에서는 본 발명에 따른 바이오디젤 생산과정에서의 부산물인 폐글리세롤을 이용한 고농도 수소생산시스템 및 수소생산방법을 첨부된 도면과 함께 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a high concentration hydrogen production system and a hydrogen production method using waste glycerol as a by-product in the biodiesel production process according to the present invention will be described in detail with the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 폐글리세롤을 이용한 고농도 수소생산시스템을 도시한 개략도이고, 도 2는 본 발명에 따른 폐글리세롤을 이용한 고농도 수소생산방법을 도시한 블록도이다. 1 is a schematic diagram showing a high concentration hydrogen production system using waste glycerol according to the present invention, Figure 2 is a block diagram showing a high concentration hydrogen production method using waste glycerol according to the present invention.

도시된 바와같이 본 발명에 따른 고농도 수소생산시스템(10)은, 반응물투입장치(20)와, 예열장치(30), 초임계수가스화반응장치(40), 기-액분리기(50), 생성가 스저장조(60) 및 회류관(70)으로 구성된다.As shown, the high concentration hydrogen production system 10 according to the present invention includes a reactant input device 20, a preheater 30, a supercritical water gasification reaction device 40, a gas-liquid separator 50, and a production gas. It consists of a reservoir 60 and a flow tube 70.

상기 반응물투입장치(20)는, 바이오디젤 생산과정에서 발생하는 폐글리세롤을 저장하는 폐글리세롤 원액저장조(21)와; 기-액 분리기(50)에서 배출된 처리수를 저장하고 부족한 량은 외부로부터 보충하는 처리수저장조(22)와; 폐글리세롤 원액을 처리수인 물과 일정한 비율로 혼합하여 균일한 상태의 희석액을 제조 저장하는 희석액저장조(23)와; 제조된 희석액을 고압의 반응압력으로 예열관에 연속 투입하는 고압펌프(26)로 구성된다.The reactant input device 20 includes: a waste glycerol stock solution storage tank 21 for storing waste glycerol generated during biodiesel production; A treated water storage tank 22 for storing the treated water discharged from the gas-liquid separator 50 and replenishing the insufficient amount from the outside; A diluent storage tank 23 for mixing the waste glycerol stock with water, which is treated water, in a constant ratio to produce and store a uniform dilution solution; It is composed of a high-pressure pump 26 to continuously input the prepared diluent to the preheating tube at a high pressure reaction pressure.

상기 예열장치(30)는, 투입된 희석액을 일정한 온도까지 예열하기 위한 예열관(31)과; 한개 이상의 예열관 내부가열기(32)와; 예열관 외벽에 설치된 두개의 코일형 가열기(35a,35b)와; 예열관을 내포하도록 설치된 한개 이상의 가열로(34)와; 예열관 내부의 온도를 측정하기 위하여 설치한 한개의 열전대(T)와; 예열과정에서 발생할 수 있는 고형물질을 제거를 위하여 예열관의 출구에 설치되는 한개 이상의 고온필터(36)와; 예열관 전단과 후단에 각각 설치되는 크로스(33a,33b)로 구성된다.The preheating device 30 includes a preheating tube 31 for preheating the added diluent to a constant temperature; One or more preheater internal heaters 32; Two coil heaters 35a and 35b provided on the outer wall of the preheating tube; One or more heating furnaces (34) installed to contain a preheating tube; One thermocouple (T) installed to measure the temperature inside the preheating tube; At least one high temperature filter 36 installed at an outlet of the preheating tube to remove solid substances which may occur during the preheating process; It consists of crosses 33a and 33b respectively provided at the front and rear ends of the preheating tube.

또한, 상기 초임계수가스화 반응장치(40)는, 예열된 희석액을 가스화 처리하기 위한 초임계수가스화 반응관(41)과; 상기 반응에 필요한 열을 공급하기 위하여 반응관 전단 외벽에 설치되는 한개 이상의 코일형 가열기(44)와; 반응관 외부에 설치한 한개 이상의 가열로(43)와; 반응관 전단온도 및 내부온도를 측정하기 위한 두 개 이상의 열전대(T)와; 반응에 의해 생성된 생성물질을 냉각시키는 간접 열교환기(45)와; 반응관에 충전된 고상 촉매가 배출되는 것을 방지하는 한개의 촉매층지지대(46)와; 반응관 전단 및 후단에 설치되는 크로스(42a,42b)로 구성된다.In addition, the supercritical water gasification reaction device 40 includes a supercritical water gasification reaction tube 41 for gasifying the preheated diluent; One or more coil heaters 44 installed on the outer wall of the front end of the reaction tube to supply heat for the reaction; At least one heating furnace 43 installed outside the reaction tube; Two or more thermocouples (T) for measuring the reaction tube shear temperature and the internal temperature; An indirect heat exchanger (45) for cooling the product produced by the reaction; One catalyst bed support 46 for preventing the solid catalyst charged into the reaction tube from being discharged; And crosses 42a and 42b provided at the front and rear ends of the reaction tube.

상기 기-액 분리기(50)는, 하나 또는 다수개로 구성되며, 가스화 반응과정에서 발생할 수 있는 고형물질을 한 개 이상의 상온필터(51)로 제거하고, 하나 이상의 후압제어기(52)를 통해 고압펌프(26)와 기-액 분리기(50) 사이의 모든 흐름관, 예열관(31), 반응관(41) 내부의 압력을 제어하여 상온??상압 상태의 생성물을 기상과 액상으로 분리하는 장치이다. The gas-liquid separator 50 is composed of one or more, and removes the solid material that may occur in the gasification reaction process with one or more room temperature filter 51, and the high-pressure pump through one or more after-pressure controller 52 This is a device for controlling the pressure inside all the flow tubes, the preheating tubes 31, and the reaction tubes 41 between the 26 and the gas-liquid separator 50 to separate the products at room temperature and atmospheric pressure into gas and liquid phase. .

상기 생성가스저장조(60)는, 분리된 기상 생성물인 고농도의 수소 더 상세하게는 상기 수소가 포함된 생성가스를 가스유량측정기(61)에 의해 그 유속을 측정한 후 포집 및 저장하며, 하나 또는 다수개로 구성된다. The product gas storage tank 60 collects and stores high velocity hydrogen, which is a separated gaseous product, more specifically, the product gas including the hydrogen by measuring the flow rate by a gas flow meter 61, and then, or It consists of a plurality.

또한, 상기 회류관(70)은 기-액 분리기(50)에서 분리된 액상의 처리수를 펌핑하여 처리수저장조(22)로 이송해 폐글리세롤 원액의 희석수로 사용되게 한다. 여기서 상기 희석에 사용되는 처리수의 량이 부족한 경우 외부로부터 양질의 물을 보충하여 사용하도록 한다. In addition, the flow pipe 70 is pumped to the treated water of the liquid separated in the gas-liquid separator 50 is transferred to the treated water storage tank 22 to be used as dilution water of the waste glycerol stock solution. Here, when the amount of the treated water used for the dilution is insufficient, to replenish the water of good quality from the outside.

한편, 상기 예열관(31)은 가열온도를 반응온도까지 가열하도록 하여 반응관 으로서 사용할 수 있다. 따라서, 상기 예열관과 반응관은 하나의 관체로 사용하고, 관체를 예열구역과 반응구역으로 분할하여 사용하도록 할 수 있다.On the other hand, the preheating tube 31 can be used as a reaction tube by heating the heating temperature to the reaction temperature. Therefore, the preheating tube and the reaction tube may be used as one tube and the tube may be divided into a preheating zone and a reaction zone.

또한, 반응관(41)에는 가스화율을 높이기 위하여 고상의 촉매를 충전하여 사용할 수 있으며, 상기 충전되는 촉매는 반응관에 유동없이 충전시키거나, 유동이 이루어지도록 하는 방법이 사용될 수 있다. In addition, the reaction tube 41 may be used to fill the solid catalyst in order to increase the gasification rate, the filling catalyst may be used to fill the reaction tube without flow, or to make the flow.

본 발명에 따른 폐글리세롤을 이용한 고농도 수소 생산방법은,High concentration hydrogen production method using waste glycerol according to the present invention,

반응물투입장치(20)와, 예열장치(30)와, 초임계수가스화 반응장치(40)와, 기-액분리기(50)와, 생성가스저장조(60)와, 회류관(70)을 포함하여 구성된 수소생산시스템(10)을 이용하여 폐글리세롤을 초임계수가스화 처리해 고농도 수소를 생산하는 방법에 있어서,Including a reactant input device 20, preheater 30, supercritical water gasification reaction device 40, gas-liquid separator 50, product gas storage tank 60, the circulating pipe 70 In the method for producing high concentration hydrogen by supercritical water gasification of waste glycerol using the configured hydrogen production system 10,

라인 물유입 단계(S1)가 선행되어 이루어진다. 상기 단계는 폐글리세롤 원액 저장조(21) 하단의 밸브(24a)는 잠근 상태에서 처리수저장조(22) 하단의 밸브(24b)만 열어 저장된 물을 희석액저장조(23)에 흘려보내고, 이를 연속적으로 고압펌프(26)를 이용하여 예열관(31)에 투입하는 단계이다. Line water inflow step S1 is performed in advance. In the step, the valve 24a at the bottom of the waste glycerol stock solution 21 is closed, and only the valve 24b at the bottom of the treatment water storage 22 is opened to flow the stored water into the diluent storage tank 23, which is continuously high pressure. It is a step of introducing into the preheating tube 31 by using the pump 26.

다음으로 압력상승단계(S2)가 수행된다. 상기 단계는 투입한 물이 반응관(41)을 통과하여 기-액 분리기(50)에 배출되는 것이 확인되면 후압제어기(52)를 이용하여 모든 관의 흐름 압력을 반응압력으로 높이는 단계이다. 또한, 상기 반응 압력에서 기-액 분리기(50)에 물이 배출되고 모든 선로에서 누수가 없으면 예열관(31)의 가열로(34)와 코일형가열기(35a,35b) 등을 이용하여 물을 예열온도까지 가열하고 이어서 반응관(41)에 설치된 가열로(43), 코일형가열기(44) 등을 이용하여 물을 반응온도까지 가열한다.Next, the pressure rising step S2 is performed. The step is to increase the flow pressure of all the pipes to the reaction pressure by using the after-pressure controller 52 when it is confirmed that the injected water is discharged to the gas-liquid separator 50 through the reaction tube (41). In addition, when water is discharged to the gas-liquid separator 50 at the reaction pressure and no water leaks from all the lines, water is supplied using the heating furnace 34 and the coil heaters 35a and 35b of the preheating tube 31. The water is heated to the preheating temperature and then the water is heated to the reaction temperature using a heating furnace 43, a coil heater 44, or the like provided in the reaction tube 41.

상기 반응압력까지 압력이 상승되면 폐글리세롤 희석액을 제조하는 단계(S3)가 수행된다. 상기 단계에서는 폐글리세롤 원액 저장조(21) 하단의 밸브(24a)를 열고 폐글리세롤 원액을 희석액저장조(23)로 투입한다. 이때 원액저장조(21)와 처리수저장조(22) 하단에 설치된 유량 제어기(25a,25b)를 이용하여 투입되는 폐글리세롤 원액과 처리수인 물의 유속을 제어하여 원하는 희석비율이 되도록 한다.When the pressure is raised to the reaction pressure to prepare a waste glycerol dilution (S3) is carried out. In this step, the valve 24a at the bottom of the waste glycerol stock solution 21 is opened, and the waste glycerol stock solution is introduced into the diluent stock tank 23. At this time, by using the flow rate controller (25a, 25b) installed in the bottom of the stock solution storage tank 21 and the treated water storage tank 22 to control the flow rate of the waste glycerol stock solution and the water treated water to the desired dilution ratio.

또한, 상기 희석액저장조(23)에서는 교반기를 이용하여 투입된 폐글리세롤 원액과 물이 균일하게 혼합되도록 하여 반응물질인 희석액을 제조한다. In addition, in the diluent storage tank 23, the waste glycerol stock solution and water introduced using a stirrer are uniformly mixed to prepare a diluent which is a reactant.

다음으로 상기 제조된 폐글리세롤 희석액을 예열시키는 단계(S4)와, 예열된 희석액으로 초임계수가스화 반응단계(S5)가 수행된다.Next, the pre-heated waste glycerol dilution step (S4) and the supercritical water gasification reaction step (S5) is performed with the preheated diluent.

제조된 희석액은 고압펌프(26)를 통해 예열관(31)에 투입해 반응온도까지 예열되도록 하고, 반응관(41)에서 초임계수가스화 반응을 진행한다. The prepared diluent is added to the preheating tube 31 through the high pressure pump 26 to be preheated to the reaction temperature, and the supercritical water gasification reaction is performed in the reaction tube 41.

상기 반응이 완료되면 생성가스 저장 및 처리수 재활용단계(S6)가 수행된다. 상기 초임계수가스화반응에 의해 생성된 생성물질은 고형물이 포함될 수 있으므로, 상온필터(51)를 통해 고형물을 제거하고, 후압제어기(52)를 거쳐 기-액 분리기(50)에 유입하여 고농도수소인 생성가스와 처리수로 분리한다. 상기 생성가스는 그 유속을 유량측정기(61)를 통과시켜 측정하고 생성가스저장조(60)에 포집 저장한다. 또한, 분리된 처리수는 펌핑되어 회류관(70)을 통해 폐글리세롤 원액의 희석을 위하여 장치 전단에 설치된 처리수저장조(22)에 공급하여 재이용한다.When the reaction is completed, the product gas storage and treatment water recycling step (S6) is performed. Since the product generated by the supercritical water gasification reaction may include solids, the solids are removed through the room temperature filter 51, and the high concentration hydrogen is introduced into the gas-liquid separator 50 through the after pressure controller 52. Separated into generated gas and treated water. The generated gas is measured by measuring the flow rate of the flow through the flow meter 61 and stored in the generated gas storage tank (60). In addition, the separated treated water is pumped and supplied to the treated water storage tank 22 installed at the front end of the apparatus for dilution of the waste glycerol stock through the return pipe 70 for reuse.

상기 장치를 이용한 수소생산 또는 운전방법을 설명하면, 본 발명에서 초임계수가스화 반응장치(40)는 하부에 촉매층지지대(46)를 장착한 다음 촉매를 충전하여 사용할 수 있다. 촉매를 충전할 필요가 없을 경우에도 촉매층지지대(46)는 장착한 상태로 이용할 수 있다. Referring to the hydrogen production or operation method using the above device, in the present invention, the supercritical water gasification reaction device 40 may be used to charge the catalyst after mounting the catalyst bed support 46 in the lower portion. Even when it is not necessary to charge the catalyst, the catalyst bed support 46 can be used in a mounted state.

촉매가 충전되고 반응장치(40)를 비롯한 모든 장치의 조립 및 준비가 완료되면 처리수저장조(22)에 저장 중인 물을 하단의 밸브(24b)를 열고 폐글리세롤 희석액저장조(23)에 투입하고, 이를 고압펌프(26)을 이용하여 예열관(31) 및 반응관(41)을 비롯한 반응장치의 모든 라인에 흘려보낸다. 이때 폐글리세롤 원액 저장조(21) 하단에 설치된 밸브(24a)는 잠근 상태로 유지한다. When the catalyst is charged and the assembly and preparation of all the apparatuses including the reactor 40 are completed, the water being stored in the treated water storage tank 22 is opened and the valve 24b at the bottom thereof is introduced into the waste glycerol diluent storage tank 23. This is sent to all lines of the reaction apparatus, including the preheating tube 31 and the reaction tube 41 by using the high pressure pump 26. At this time, the valve 24a installed at the bottom of the waste glycerol stock solution 21 is kept locked.

반응장치에 흘려보낸 물이 기-액 분리기(50)에 나오는 것이 확인되면 후압제어기(52)을 이용하여 반응장치 압력을 상압에서 반응압력인 23MPa 이상 압력으로 높인다. When it is confirmed that the water flowing into the reactor comes out of the gas-liquid separator 50, the pressure of the reactor is increased from the normal pressure to the pressure of 23 MPa or more using the back pressure controller 52.

반응장치의 모든 부분에서 누수여부를 점검하고 누수가 없는 상태에서 예열관 내부가열기(32), 예열관 외벽 코일형가열기(35a,35b), 가열로(34)를 차례대로 가동하여 예열관(31) 내부온도를 400℃ 정도까지 높인다. 예열관(31) 내부온도는 열전대(T)를 이용하여 측정한다. Check the leakage of all parts of the reactor and in the absence of leaks, the preheater tube inner heater 32, preheater outer wall coil type heaters 35a, 35b, and the heating furnace 34 are operated in sequence to preheat the tube. 31) Increase the internal temperature to about 400 ℃. The internal temperature of the preheating tube 31 is measured using a thermocouple (T).

다음으로 반응관(41) 외벽 코일형가열기(44)와 가열로(43)을 가동하여 초임계수가스화 반응관(41) 내부온도가 적어도 500℃ 이상이 되도록 가열한다. 이때 반응관(41) 내부온도는 열전대(T)를 이용하여 측정한다. Next, the outer tube coil heater 44 and the heating furnace 43 are operated to heat the reaction tube 41 so that the internal temperature of the supercritical water gasification reaction tube 41 is at least 500 ° C or higher. At this time, the temperature inside the reaction tube 41 is measured using a thermocouple (T).

반응압력과 반응온도가 각각 23MPa 이상, 600℃ 정도에서 안정되게 유지되면 폐글리세롤 원액 저장조(21) 하단에 설치된 밸브(24a)를 열고 폐글리세롤 원액을 폐글리세롤 희석액저장조(23)에 유입한다. 이때 일정한 희석배율 및 유속을 얻기 위하여 유량제어기(25a,25b)를 각각 이용하여 폐글리세롤 원액과 처리수인 물의 유량을 제어한다. When the reaction pressure and the reaction temperature are maintained at 23 MPa or more and about 600 ° C, respectively, the valve 24a installed at the bottom of the waste glycerol stock solution 21 is opened, and the waste glycerol stock solution is introduced into the waste glycerol diluent stock 23. At this time, in order to obtain a constant dilution ratio and flow rate, the flow controllers 25a and 25b are used to control the flow rate of the waste glycerol stock solution and the treated water.

폐글리세롤 희석액저장조에서는 교반장치를 이용하여 유입된 폐글리세롤 원액과 물이 혼합되어 균일상이 되도록 혼합한다. In the waste glycerol dilution tank, the waste glycerol stock solution and water introduced by using a stirring device are mixed to be in a uniform phase.

혼합된 희석액은 고압펌프(26)를 이용하여 폐글리세롤 희석액저장조 하단에 설치된 배출구로부터 고압의 반응장치(40)에 투입하여 예열관(31)을 지나면서 400℃ 정도로 예열되고, 초임계수가스화 반응관(41)을 지나면서 반응온도로 가열된다. The mixed diluent is preheated to about 400 ° C. while passing through the preheating tube 31 by using the high pressure pump 26 through the preheating tube 31 from the outlet installed at the bottom of the waste glycerol diluent storage tank and passing the preheating tube 31. It is heated to the reaction temperature while passing (41).

반응온도는 반응물질인 폐글리세롤 희석액의 유기물질 농도와 투입유속에 따라 구체적인 수치가 결정되겠지만, 500-700℃ 범위에서 운전하는 것이 바람직하다. 반응이 이루어진 생성물은 반응관(41) 하단 가열로 끝부분에 설치된 간접열교환기(45)를 통과하면서 50℃ 이하로 냉각된 다음 한 상온 필터(51)를 통과하면서 고형물질이 제거되고, 후압제어기(52)를 통과하면서 반응압력에서 상압으로 감압된 다. The reaction temperature will be determined depending on the organic material concentration and the input flow rate of the waste glycerol diluent as a reactant, but it is preferable to operate in the range of 500-700 ℃. The reaction product is cooled to 50 ° C. or less while passing through an indirect heat exchanger (45) installed at the end of the furnace (41), and the solid material is removed while passing through a room temperature filter (51). While passing through (52), the reaction pressure is reduced to normal pressure.

상온, 상압 상태의 생성물은 기-액 분리기(50)에 유입되어 기상과 액상 생성물로 각각 분리된다. 기상 생성물은 가스유량측정기(61)를 이용하여 유속이 측정된 다음 생성가스 저장조(60)에 유입되어 임시 저장된다. 생성가스의 저장시 필요하면 가스부스터 등의 장치를 이용할 수 있다. The product at room temperature and atmospheric pressure flows into the gas-liquid separator 50 and is separated into gas phase and liquid phase products, respectively. The gaseous product is measured using the gas flow meter 61 and then flowed into the product gas storage tank 60 to be temporarily stored. If necessary, a gas booster or the like can be used to store the generated gas.

액상 생성물은 기-액 분리기 하단에서 포집한 후 펌프를 통하여 처리수저장조(22)에 투입하여 재활용한다. 이때 처리수가 부족하면 수돗물과 같은 양질의 물을 보충한다.The liquid product is collected at the bottom of the gas-liquid separator and then recycled to the treatment water storage tank 22 through a pump. If the treated water is insufficient, replenish high quality water such as tap water.

이하 본 발명에 따른 시스템과 방법으로 바이오디젤 생산과정에서 발생한 폐글리세롤 원액을 희석하여 만든 반응물질(희석액)을 이용한 초임계수가스화의 실시예를 기술하였다.Hereinafter, an example of supercritical water gasification using a reactant (diluent) made by diluting the waste glycerol stock solution generated in the biodiesel production process by the system and method according to the present invention was described.

실시예 1: 촉매 및 반응온도 영향Example 1: Effect of Catalyst and Reaction Temperature

-고상 촉매가 충전되지 않은 연속흐름 관형반응기에서 폐글리세롤 원액을 10배 희석하여 만든 반응물질을 27.6MPa, 11 h-1 LHSV 운전조건에서 초임계수가스화시 생성가스 및 유기물질 제거에 대한 반응온도의 영향을 하기 [표1]에 나타냈다.-Reaction temperature for removal of product gas and organic matter during supercritical water gasification of 27.6MPa, 11 h -1 LHSV operating conditions by reacting 10 times diluting waste glycerol stock in a continuous flow tubular reactor without solid catalyst The influence is shown in the following [Table 1].

본 특허에서 LHSV는 상온에서 반응물질 투입유속을 반응기 부피로 나눈 값으로 정의하였다.  In this patent, LHSV is defined as the reactant input flow rate divided by the reactor volume at room temperature.

모든 반응온도에서 생성된 가스의 주요물질은 수소, 일산화탄소, 이산화탄소, 메탄, 에탄이었고, 580℃ 이하의 반응온도에서는 미량의 에틸렌, 프로필렌, 프로판 가스등이 검출되었다. The main materials of the gas produced at all reaction temperatures were hydrogen, carbon monoxide, carbon dioxide, methane and ethane, and trace amounts of ethylene, propylene and propane gas were detected at reaction temperatures below 580 ° C.

일반적으로 가스 생성속도(시간당 가스 생산량을 반응기 부피로 나눈 값)는 반응온도 600-720℃ 범위에서 크게 변하지 않았으나, 생성가스 조성은 다소 변화가 있었다. In general, the gas production rate (hourly gas production divided by the reactor volume) did not change significantly in the reaction temperature range of 600-720 ° C., but the composition of the product gas was slightly changed.

수소의 경우 반응온도가 낮을수록 높은 몰분율을 보였으나, 일산화탄소, 메탄, 메탄은 반대로 반응온도가 높을수록 낮은 몰분율을 보였다. Hydrogen showed higher mole fraction at lower reaction temperature, while carbon monoxide, methane and methane showed lower molar fraction at higher reaction temperature.

Figure 112009063566953-pat00001
Figure 112009063566953-pat00001

이러한 경향성은 글루코스 등 셀룰로오즈 계통의 초임계수가스화에서 얻은 생성가스 조성에 미치는 반응온도 영향과 다르다. 글루코스의 경우 반응온도가 높을수록 생성가스 중의 수소 분율이 증가하였고, 일산화탄소와 저급 탄화수소 함량은 감소하는 경향을 보였다. This tendency is different from the effect of reaction temperature on the product gas composition obtained from supercritical water gasification of cellulose systems such as glucose. In the case of glucose, the fraction of hydrogen in the product gas increased with increasing reaction temperature, and the contents of carbon monoxide and lower hydrocarbons decreased.

또한, 유사한 반응물질 초기농도에서 폐글리세롤의 초임계수가스화에 의한 생성가스 중의 수소 함량은 글루코스의 초임계수가스화 경우보다 월등히 높았는데 이는 폐글리세롤 내에 존재하는 수산화칼슘(KOH)이 가스화 촉매로 작용하였기 때문이다. In addition, at the initial concentration of similar reactants, the hydrogen content in the gas produced by supercritical water gasification of waste glycerol was significantly higher than that of supercritical water gasification of glucose because calcium hydroxide (KOH) present in the waste glycerol acted as a gasification catalyst. .

수산화칼슘은 지방산으로부터 바이오디젤을 생산하는 반응에서 촉매로 이용된다. 폐글리세롤 내에는 미반응 지방산 등 산성물질이 존재함에도 불구하고 pH가 10 정도로 높게 나타난 것은 바로 바이오디젤 생산에 촉매로 이용한 수산화칼슘이 다량 존재하기 때문이다. Calcium hydroxide is used as a catalyst in the reaction to produce biodiesel from fatty acids. Despite the presence of acidic substances such as unreacted fatty acids in the waste glycerol, the pH was about 10 because the large amount of calcium hydroxide used as a catalyst for biodiesel production.

문헌에 의하면 수산화칼슘은 또한 유기물질의 초임계수가스화 반응에서 촉매로 작용한다. 폐글리세롤 희석액 중 유기물질 농도는 화학적산소요구량, 즉 COD로 나타내었는데 610℃ 이상의 반응온도에서는 COD 제거율이 99% 내외로 매우 높게 나타났고 무색의 투명한 처리수를 얻었으나, 580℃ 이하온도에서는 유기물질 가스화율이 급격히 낮아졌고 흰색의 불투명한 처리수를 얻었다. 또한 580℃ 반응온도에서 가스 생성속도도 급격히 감소하였다.According to the literature, calcium hydroxide also acts as a catalyst in the supercritical water gasification of organic materials. The organic substance concentration in the waste glycerol dilution was represented by chemical oxygen demand, that is, COD. The COD removal rate was very high at around 99% at the reaction temperature of 610 ℃ and higher, and colorless and transparent treated water was obtained. The gasification rate was drastically lowered and a white opaque treated water was obtained. In addition, the gas production rate was also sharply reduced at the reaction temperature of 580 ℃.

- 활성숯 충전층에서 폐글리세롤 희석액의 초임계수가스화에 대한 반응온도 영향을 도 2에 나타내었다. -The reaction temperature effect on the supercritical water gasification of the waste glycerol dilution in the activated charcoal packed bed is shown in FIG.

Figure 112009063566953-pat00002
Figure 112009063566953-pat00002

[표2]에서와 같이 관형반응기에 활성숯(activated charcoal)을 충전하고 27.6MPa, 11 h-1 LHSV 운전조건에서 폐글리세롤의 초임계수가스화 실험을 수행한 결과 550℃에서도 매우 높은 가스 생성속도를 얻었고 처리수의 COD 제거율도 99% 정도 높게 유지할 수 있었다. As shown in [Table 2], the activated charcoal was charged to the tubular reactor and the supercritical gasification of waste glycerol was carried out under 27.6MPa, 11 h -1 LHSV operating condition. The COD removal rate of the treated water was also maintained at about 99%.

그러나, 각 온도에서 생성가스의 조성과 온도에 따른 몰분율에는 큰 변화가 없었다. However, there was no significant change in the composition of the product gas and the mole fraction with temperature at each temperature.

결과적으로 활성숯은 폐글리세롤의 초임계수가스화에 의한 총 가스생산량 및 처리수의 유기물제거에 효과적인 촉매로 나타났다.As a result, activated charcoal was found to be an effective catalyst for the total gas production by the supercritical water gasification of waste glycerol and the removal of organic matter from the treated water.

- Ni-Y/AC 충전층에서 폐글리세롤 희석액의 초임계수가스화에 대한 반응온도 영향을 도 3에 나타내었다.-The reaction temperature effect on the supercritical water gasification of the waste glycerol dilution in the Ni-Y / AC packed bed is shown in FIG.

Figure 112009063566953-pat00003
Figure 112009063566953-pat00003

[표 3]은 관형반응기 내부에 Ni-Y/AC 촉매를 충전하고 27.6MPa, 11 h-1 LHSV 운전조건에서 폐글리세롤의 초임계수가스화 실험을 실시한 결과 예이다. [Table 3] is an example of the supercritical gasification experiment of waste glycerol in a tubular reactor with Ni-Y / AC catalyst and 27.6 MPa, 11 h -1 LHSV.

일반적으로 폐글리세롤 가스화에 대한 반응온도 영향은 활성숯 충전층에서의 결과와 유사하게 나타났으나, 700℃ 이상 반응온도에서 가스 생성속도가 감소하는 경향을 보였다. 이는 생성가스 조성에서 알 수 있듯이 고온에서 메탄화 반응이 활성화되면서 생성된 수소 일부가 메탄생성에 소모되었기 때문으로 해석할 수 있다. In general, the reaction temperature effect on the waste glycerol gasification was similar to the results in the activated charcoal packed bed, but the gas production rate was decreased at the reaction temperature above 700 ℃. This can be interpreted as part of the generated hydrogen was consumed in methane production as the methanation reaction was activated at high temperature, as can be seen in the product gas composition.

대한민국 특허 (등록번호 10-0916210)에 의하면 Ni-Y/AC는 글루코스나 셀룰로오스 계의 수용상 유기물질의 초임계수가스화에 의한 수소생산 반응에 높은 활성과 안정성을 갖고 있다. According to the Korean patent (Registration No. 10-0916210), Ni-Y / AC has high activity and stability in the hydrogen production reaction by supercritical water gasification of glucose or cellulose-based water-soluble organic substances.

그러나 폐글리세롤의 경우 [표 1]의 무촉매 실험결과나 [표 2]의 활성숯 실험결과에 비하여 생성가스 중의 수소 몰분율이 크게 높지 않았고, 오히려 700℃ 이상의 고온에서는 메탄화 반응이 활성화되어 가스 생성속도나 수소분율이 다소 낮게 나타났다. However, in the case of waste glycerol, the hydrogen mole fraction in the produced gas was not significantly higher than the results of the non-catalytic experiment shown in [Table 1] or the activated charcoal shown in [Table 2]. The hydrogen fraction was rather low.

이러한 결과로부터 수산화칼슘이 포함된 폐글리세롤의 경우에는 고상의 Ni-Y/AC 촉매보다 용존 상태의 수산화칼슘이 가스화에 보다 높은 촉매활성을 갖는다고 말할 수 있다. From these results, it can be said that in the case of the waste glycerol containing calcium hydroxide, the calcium hydroxide in the dissolved state has higher catalytic activity for gasification than the solid Ni-Y / AC catalyst.

그러나, 최근의 바이오디젤 생산공정에서는 촉매로 수산화칼슘 등과 같은 염의 사용을 지양하고 제올라이트 등과 같은 고상 촉매들이 개발, 활용되고 있다. 따라서, 상기 공정에서 발생하는 폐글리세롤에는 수산화칼슘이 존재하지 않으므로, 이 경우에는 Ni-Y/AC가 초임계수가스화 촉매로서 큰 역할을 할 수도 있다. However, in recent biodiesel production processes, the use of salts such as calcium hydroxide as a catalyst is avoided, and solid catalysts such as zeolites have been developed and utilized. Therefore, since calcium hydroxide does not exist in the waste glycerol generated in the process, Ni-Y / AC may play a large role as a supercritical water gasification catalyst in this case.

실제로 본 연구에서 폐글리세롤의 주성분인 글리세롤만을 대상으로 초임계수가스화 실험을 실시한 결과에 의하면, 650℃에서 1.2mol/L 글리세롤의 무촉매 가스화에 의하여 생성된 가스 중의 수소 함량은 40mol% 정도에 불과한 반면 같은 조건에서 Ni-Y/AC 촉매 가스화의 경우 수소 함량이 55mol%로 [표 3]의 폐글리세롤 결과와 유사하게 나왔다. In fact, the results of supercritical water gasification experiments on glycerol, the main component of waste glycerol, showed that the hydrogen content in the gas produced by the non-catalyzed gasification of 1.2 mol / L glycerol at 650 ° C was only about 40 mol%. Under the same conditions, the Ni-Y / AC catalytic gasification resulted in a hydrogen content of 55 mol%, similar to the waste glycerol results in Table 3.

따라서 수산화칼슘 등 염이 포함되지 않은 폐글리세롤의 초임계수가스화에는 Ni-Y/AC가 초임계수가스화에 촉매로서 유용하게 활용될 것으로 판단된다.Therefore, it is believed that Ni-Y / AC may be usefully used as a catalyst for supercritical water gasification of waste glycerol containing no salt such as calcium hydroxide.

실시예 2 : 폐글리세롤 초기농도 영향Example 2 Effect of Initial Concentration of Waste Glycerol

Ni-Y/AC 충전층에서 650 ℃, 27.6MPa, 11 h-1 LHSV 운전조건에서 초임계수가스화에 대한 폐글리세롤 초기농도 영향을 조사하여 표 4에 나타내었다. The effect of the initial concentration of waste glycerol on the supercritical water gasification at 650 ℃, 27.6MPa, 11 h -1 LHSV operating conditions in the Ni-Y / AC packed bed was investigated.

Figure 112009063566953-pat00004
Figure 112009063566953-pat00004

폐글리세롤 초기농도가 높을수록 생성가스 중의 수소 함량은 감소하고 메탄 함량은 증가하는 경향이 있고, 가스 생성속도는 증가하나 투입된 유기물질 대비 가스 생성속도(가스 생성속도를 폐글리세롤 초기농도로 나눈 수치)는 크게 감소하였다. As the initial concentration of waste glycerol increases, the hydrogen content of the generated gas tends to decrease and the methane content tends to increase.The rate of gas generation increases, but the rate of gas generation compared to the injected organic material (gas generation rate divided by the initial concentration of waste glycerol). Decreased significantly.

폐글리세롤 초기농도가 3배 정도 증가할 동안 처리수의 COD 제거율에는 큰 변화가 없었으나 색깔은 무색에서 불투명한 흰색으로 변하였다. 일반적으로 폐글리세롤의 초임계수가스화에 의한 처리에서 반응물질의 초기농도는 가스화 결과에 크게 영향을 미친다고 결론 질 수 있다.While the initial concentration of waste glycerol increased threefold, the COD removal rate of treated water did not change significantly, but the color changed from colorless to opaque white. In general, it can be concluded that the initial concentration of reactants in the treatment by supercritical water gasification of waste glycerol greatly influences the gasification results.

실시예 3 : 반응물질 투입유속 영향Example 3 Influence of Reagent Mass Flow Rate

Ni-Y/AC 촉매 충전층에서 650 ℃, 27.6MPa 운전조건에서 초임계수가스화에 대한 폐글리세롤 희석액의 투입유속에 생성가스 및 처리수에 미치는 영향을 표 5에 나타내었다. Table 5 shows the effects on the product gas and the treated water of the glycerol diluent input flow rate for supercritical water gasification at 650 ° C and 27.6MPa operating conditions in a packed bed of Ni-Y / AC catalyst.

Figure 112009063566953-pat00005
Figure 112009063566953-pat00005

생성가스 중의 수소 함량은 투입유속이 증가함에 따라 다소 증가하는 경향을 보였고 메탄, 에탄은 감소하였으나 가스 생성속도는 투입유속에 정비례하여 증가하였다. Hydrogen content in the product gas tended to increase slightly as the input flow rate increased. Methane and ethane decreased, but the gas production rate increased in direct proportion to the input flow rate.

처리수의 COD 제거율은 거의 변화가 없었으나, 투입유속이 33h-1 LHSV에서 약간 흰색을 보였다. The COD removal rate of the treated water was almost unchanged, but the input flow rate was slightly white at 33h -1 LHSV.

따라서 실험범위 내에서 투입유속은 폐글리세롤의 초임계수가스화 처리에 크게 영향을 미치지 않는다고 결론지을 수 있다.Therefore, it can be concluded that the input flow rate within the experimental range does not significantly affect the supercritical gasification treatment of waste glycerol.

도 1은 본 발명에 따른 폐글리세롤을 이용한 고농도 수소생산시스템을 도시한 공정도.1 is a process chart showing a high concentration hydrogen production system using waste glycerol according to the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 폐글리세롤을 이용한 고농도 수소생산방법을 도시한 블록도. Figure 2 is a block diagram showing a high concentration hydrogen production method using waste glycerol according to the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10 : 수소생산시스템10: hydrogen production system

20 : 반응물투입장치20: reactant injection device

21 : 폐글리세롤 원액 저장조 22 : 처리수저장조21: waste glycerol stock solution 22: treated water storage tank

23 : 희석액저장조 24a,24b : 밸브23: diluent reservoir 24a, 24b: valve

25a,25b : 유량제어기 26 : 고압펌프25a, 25b: flow controller 26: high pressure pump

30 : 예열장치30: preheating device

31 : 예열관 32 : 내부가열기31: preheater tube 32: internal heater

33a,33b,42a,42b : 크로스 34,44 : 가열로33a, 33b, 42a, 42b: cross 34, 44: heating furnace

35a,35b,44 : 코일형가열기 36 : 고온필터35a, 35b, 44: coil heater 36: high temperature filter

40 : 초임계수가스화 반응장치40: supercritical water gasification reactor

41 : 반응관 45 : 간접열교환기41: reaction tube 45: indirect heat exchanger

46 : 촉매층지지대46 catalyst bed support

50 : 기-액분리기50: gas-liquid separator

51 : 상온필터 52 : 후압제어기51: room temperature filter 52: after pressure controller

60 : 생성가스저장조60: product gas storage tank

61 : 가스유량측정기61: gas flow meter

70 : 회류관70: flow hall

Claims (5)

바이오디젤 생산과정에서 부산물로 발생하는 폐글리세롤을 가스화하여 처리하고 이로부터 고농도 수소를 생산하는 시스템에 있어서,In the system for gasifying and treating waste glycerol generated as a by-product during biodiesel production, and producing high concentration hydrogen therefrom, 바이오디젤 생산공정에서 발생한 폐글리세롤 원액을 저장하는 폐글리세롤 원액 저장조(21)와, 상기 폐글리세롤 원액을 희석시키기 위한 처리수저장조(22)와, 상기 폐글리세롤 원액 저장조(21)와 처리수저장조(22)에 각각 장착되어 배출량을 제어하는 밸브(24a,24b) 및 유량제어기(25a,25b)와, 상기 폐글리세롤 원액과 처리수를 일정비율로 혼합하여 저장하는 희석액 저장조(23)와, 상기 저장된 폐글리세롤 희석액을 일정한 압력과 유속으로 공급하게 하는 고압펌프(26)를 포함하는 반응물투입장치(20)와;Waste glycerol stock solution storage tank 21 for storing the waste glycerol stock solution generated in the biodiesel production process, a treated water storage tank 22 for diluting the waste glycerol stock solution, the waste glycerol stock solution 21 and the treated water storage tank ( 22 and valves 24a and 24b and flow controllers 25a and 25b, respectively, installed in each of the outlets, and a diluent storage tank 23 for mixing and storing the waste glycerol stock solution and the treated water at a predetermined ratio. A reactant input device 20 including a high pressure pump 26 for supplying the waste glycerol diluent at a constant pressure and flow rate; 상기 고압펌프로 공급하는 희석액을 이송시키는 예열관(31)과, 상기 예열관 내부에 설치되는 내부가열기(32)와, 상기 예열관의 입구와 출구에 각각 설치되어 희석액을 예열관에 유입 및 배출시키는 크로스(33a,33b)와, 상기 예열관을 내포하게 설치되는 가열로(34)와, 상기 예열관과 가열로 사이인 예열관 양단 외벽에 설치되는 코일형가열기(35a,35b)와, 예열과정에서 생성될 수 있는 예열관 출구에 설치되는 고온필터(36)를 포함하는 예열장치(30)와;A preheating tube 31 for transferring the diluent supplied to the high pressure pump, an internal heater 32 installed inside the preheating tube, and an inlet and an outlet of the preheating tube, respectively, for diluting the liquid into the preheating tube; Crosses 33a and 33b to be discharged, a heating furnace 34 including the preheating tube, a coil heater 35a and 35b provided at outer walls of both ends of the preheating tube between the preheating tube and the heating furnace, A preheating device 30 including a high temperature filter 36 installed at a preheating tube outlet which may be generated during a preheating process; 상기 예열된 폐글리세롤 희석액을 유입하여 초임계수가스화 반응으로 생성물을 생성하는 반응관(41)과, 상기 반응관의 입구와 출구에 각각 설치되어 예열된 희석액을 반응관에 안정적으로 유입 및 반응물을 배출시키는 크로스(42a,42b)와, 상 기 반응관을 내포하게 설치되는 가열로(43)와, 상기 반응관과 가열로 사이인 반응관의 입구측 단부 외벽에 설치되는 코일형가열기(44)와, 상기 반응관의 배출 측 단부에 설치되어 반응 생성물을 냉각시키는 간접열교환기(45)와, 상기 반응관 배출 단부에 설치되어 반응관에 충전된 촉매가 배출되는 것을 방지하도록 지지하는 촉매층지지대(46)를 포함하는 초임계수가스화 반응장치(40)와;The preheated waste glycerol diluent is introduced into the reaction tube 41 to produce a product by the supercritical water gasification reaction, and the preheated diluent is respectively installed at the inlet and the outlet of the reaction tube to stably inlet and discharge the reactant. A cross section (42a, 42b), a heating furnace (43) installed to contain the reaction tube, and a coil heater (44) provided on the outer wall of the inlet end portion of the reaction tube between the reaction tube and the heating furnace; And an indirect heat exchanger (45) installed at the discharge side end of the reaction tube to cool the reaction product, and a catalyst bed support (46) installed at the reaction tube discharge end to support the catalyst charged in the reaction tube from being discharged. Supercritical water gasification reaction device 40 including; 상기 열교환에 의해 냉각된 생성물에 포함된 고체물질을 상온필터(51)로 제거하고, 배출되는 생성물은 후압제어기(52)로 상압상태로 감압하여 생성물을 기상과 액상으로 분리하는 기-액 분리기(50)와;The gas-liquid separator which removes the solid material contained in the product cooled by the heat exchange with a room temperature filter 51, and the discharged product is decompressed to a normal pressure state by a post pressure controller 52 to separate the product into a gas phase and a liquid phase. 50); 상기 기-액 분리기에서 분리된 기상물인 고농도의 수소가 포함된 생성가스를 포집하여 저장하는 생성가스 저장조(60)와;A product gas storage tank 60 for collecting and storing a product gas containing high concentration of hydrogen, which is a gaseous product separated by the gas-liquid separator; 상기 기-액 분리기에서 분리된 액상물인 처리수를 폐글리세롤 원액 희석에 사용되도록 펌핑에 의해 처리수저장조로 이송시키는 회류관(70);을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 폐글리세롤을 이용한 고농도 수소생산시스템.High-density hydrogen production using waste glycerol, characterized in that it comprises a; circulating pipe (70) for transferring the treated water, which is a liquid separated in the gas-liquid separator to the treated water storage tank by pumping to be used for diluting the waste glycerol stock solution. system. 반응물투입장치와, 예열장치와, 초임계수가스화 반응장치와, 기-액분리기와, 생성가스저장조와, 회류관을 포함하여 구성된 제1항의 수소생산시스템을 이용하여 폐글리세롤을 초임계수가스화 처리해 고농도 수소를 생산하는 방법에 있어서,Supercritical gasification of waste glycerol using the hydrogen production system of claim 1 comprising a reactant input device, a preheating device, a supercritical water gasification reaction device, a gas-liquid separator, a product gas storage tank, and a return tube In the method of producing hydrogen, 처리수저장조 하부의 밸브를 열고, 펌프를 이용하여 물을 폐글리세롤 희석액저장조로 유입하고, 이를 고압 펌프를 이용하여 예열관과 반응관을 포함하는 모든 라인에 유입시키는 물 유입단계(S1)와;A water inflow step (S1) of opening a valve under the treated water storage tank, introducing water into a waste glycerol diluent storage tank using a pump, and introducing the same into all lines including a preheating tube and a reaction tube using a high pressure pump; 유입된 물이 기-액분리기로 나오는 것이 확인된 후 후압제어기를 이용하여 고압펌프와 후압제어기 사이의 모든 라인에 흐르는 물의 압력을 반응압력까지 상승시키는 단계(S2)와;Increasing the pressure of the water flowing in all the lines between the high pressure pump and the after pressure controller to the reaction pressure by using the after pressure controller after confirming that the introduced water comes out to the gas-liquid separator (S2); 압력이 반응압력에 이르고 일정하게 유지되면서 누수가 없는 것이 확인된 후 폐글리세롤 원액 저장조 하부의 밸브를 열고, 펌프로 폐글리세롤 원액을 희석액저장조로 유입하되 유량제거기를 이용하여 물과 원액이 일정한 비율로 희석되게하여 반응물질인 폐글리세롤 희석액을 제조하는 단계(S3)와;After the pressure reaches the reaction pressure and it is confirmed that there is no leakage, open the valve at the bottom of the waste glycerol stock reservoir, and flow the waste glycerol stock into the diluent storage tank with a pump. Preparing diluent waste glycerol to be diluted (S3); 상기 폐글리세롤 희석액을 고압펌프를 통하여 예열관에 투입하고, 투입된 희석액을 가열기로 가열하여 일정한 온도로 예열시키는 단계(S4)와;Putting the waste glycerol diluent into a preheating tube through a high pressure pump, and heating the injected diluent with a heater to preheat it to a predetermined temperature (S4); 상기 예열된 희석액을 반응관에 유입하고 이를 반응온도로 가열해 초임계수가스화 반응을 수행하는 단계(S5)와;Introducing the preheated diluent into a reaction tube and heating it to a reaction temperature to perform a supercritical water gasification reaction (S5); 상기 반응에 의해 생성된 생성물질은 간접열교환기에 의해 상온으로 급랭시키고, 상온필터로 고형분을 제거한 다음 후압제어기를 통과시켜 상압으로 감압하고, 감압된 생성물질은 기-액분리기를 통하여 기상 생성물과 액상 생성물로 분리하고, 상기 기상생성물인 고농도 수소는 생성가스 저장조로 저장하고, 액상생성물인 처리수는 펌프로 펌핑하여 회류관을 통하여 처리수저장조로 돌려보내는 생성가스 저장 및 처리수 재활용단계(S6);를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 폐글리세롤을 이용한 고농도 수소생산방법.The product produced by the reaction is quenched to room temperature by an indirect heat exchanger, the solids are removed by a room temperature filter, and then depressurized to atmospheric pressure through a post pressure controller, and the reduced product is subjected to a gaseous product and a liquid phase through a gas-liquid separator. Separating the product, the high concentration hydrogen of the gaseous product is stored in the product gas storage tank, and the treated water is a liquid product pumped by a pump and returned to the treated water storage tank through the return pipe to the treated water storage step (S6) High concentration hydrogen production method using waste glycerol, characterized in that consisting of. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 폐글리세롤 희석액은 화학적산소요구량(COD) 기준으로 유기물질 농도가 5,000∼500,000 mgO2/L가 되도록 물로 희석한 것을 특징으로 하는 폐글리세롤을 이용한 고농도 수소생산방법.The waste glycerol dilution solution is a high concentration hydrogen production method using waste glycerol, characterized in that diluted with water so that the organic substance concentration is 5,000 to 500,000 mgO 2 / L on the basis of chemical oxygen demand (COD). 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 예열관(31) 내부는 23∼40MPa의 압력과, 350∼450℃의 온도로 유지되는 것을 특징으로 하는 폐글리세롤을 이용한 고농도 수소생산방법.The preheating tube (31) inside the high concentration hydrogen production method using waste glycerol, characterized in that maintained at a pressure of 23 ~ 40MPa and a temperature of 350 ~ 450 ℃. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 반응관(41) 내부는 23∼40MPa의 압력과, 500∼750℃의 온도로 유지되는 것을 특징으로 하는 폐글리세롤을 이용한 고농도 수소생산방법.The reaction tube (41) inside the high concentration hydrogen production method using waste glycerol, characterized in that maintained at a pressure of 23 to 40MPa, the temperature of 500 to 750 ℃.
KR1020090098841A 2009-10-16 2009-10-16 System and Method for Hydrogen-Rich Gas Production from By-Product Glycerol of Biodiesel Production KR101037512B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090098841A KR101037512B1 (en) 2009-10-16 2009-10-16 System and Method for Hydrogen-Rich Gas Production from By-Product Glycerol of Biodiesel Production

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090098841A KR101037512B1 (en) 2009-10-16 2009-10-16 System and Method for Hydrogen-Rich Gas Production from By-Product Glycerol of Biodiesel Production

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110041832A KR20110041832A (en) 2011-04-22
KR101037512B1 true KR101037512B1 (en) 2011-05-26

Family

ID=44047615

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090098841A KR101037512B1 (en) 2009-10-16 2009-10-16 System and Method for Hydrogen-Rich Gas Production from By-Product Glycerol of Biodiesel Production

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101037512B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101336868B1 (en) 2012-08-22 2013-12-05 한국에너지기술연구원 Synthetic gas production apparatus and method from biodiesel by-product using microwave plasma

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101381301B1 (en) * 2012-06-27 2014-04-04 한국에너지기술연구원 Reactor System for Bio-Oil Supercritical Water Reforming with Vertical Type Reactor and Operation Method of Thereof
CN104407638A (en) * 2014-11-12 2015-03-11 宁夏嘉翔自控技术有限公司 Pressure control system of solar hydrogen production system

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090082766A (en) * 2008-01-28 2009-07-31 한국에너지기술연구원 Producing Method of Y-Ni/Activated Carbon Catalysts and Hydrogen-Producing System and Method through Supercritical Water Gasification of Organic Compounds using Y-Ni/Activated Carbon Catalysts

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090082766A (en) * 2008-01-28 2009-07-31 한국에너지기술연구원 Producing Method of Y-Ni/Activated Carbon Catalysts and Hydrogen-Producing System and Method through Supercritical Water Gasification of Organic Compounds using Y-Ni/Activated Carbon Catalysts

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101336868B1 (en) 2012-08-22 2013-12-05 한국에너지기술연구원 Synthetic gas production apparatus and method from biodiesel by-product using microwave plasma

Also Published As

Publication number Publication date
KR20110041832A (en) 2011-04-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ibrahim et al. Supercritical water gasification of wastewater sludge for hydrogen production
Leonzio State of art and perspectives about the production of methanol, dimethyl ether and syngas by carbon dioxide hydrogenation
CN101570375B (en) Method for recovery and cascade utilization of waste heat of supercritical water treatment system of waste organic substances
CN101293812B (en) Technique for joint production of methanol and natural gas with methyl hydride containing synthesis gas
KR100929030B1 (en) Apparatus and method for manufacturing bio diesel using the rancid oil
CN102775274B (en) System and method for preparing ethylene glycol through oxalate hydrogenation
KR101037512B1 (en) System and Method for Hydrogen-Rich Gas Production from By-Product Glycerol of Biodiesel Production
CN102159681A (en) Process for producing hydrocarbon oil
CN101244970B (en) Apparatus and technique for producing ethylene with ethyl alcohol
Jin et al. A new hydrothermal process for producing acetic acid from biomass waste
CN109438251A (en) A kind of methanol vapor phase catalytic ammoniation method prepares the method and device thereof of trimethylamine
KR101633832B1 (en) Apparatus for manufacturing bio fuel using animal and vegetable fats of high acid value
CN102337160A (en) High-water-steam-ratio saturated hot water tower split CO transformation process
CN104262173B (en) A kind of method of being synthesized diglycolamine by glycol ether low-pressure process
KR101381301B1 (en) Reactor System for Bio-Oil Supercritical Water Reforming with Vertical Type Reactor and Operation Method of Thereof
Timsina et al. Methanol synthesis from syngas: a process simulation
JP7392854B2 (en) Hydrocarbon generation system
KR101400776B1 (en) Method of Continuous Supercritical Water Reforming of Bio-Oil using Horizontal Type of Fixed-Bed Reactor System
CN103373887B (en) Method and isothermal methanator for preparing methane by using synthesis gas
RU123347U1 (en) INSTALLATION FOR JOINT PRODUCTION OF SYNTHETIC LIQUID HYDROCARBONS AND METHANOL INTEGRATED IN OBJECTS OF FIELD PREPARATION OF OIL AND GAS-CONDENSATE DEPOSITS
CN201834896U (en) Clean methanol gasoline production device
KR101070692B1 (en) Process of Hydrogen-Rich Gas Production from By-Product Glycerol of Biodiesel Production
CN101423190B (en) Method for making hydrogen and oil by using solar
Chakinala Supercritical water gasification of biomass: an experimental study of model compounds and potential biomass feeds
RU2505475C1 (en) Method for coproduction of synthetic liquid hydrocarbons and methanol and plant for its implementation integrated into production train facilities of oil and gas condensate deposits

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140516

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150518

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160511

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170308

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180416

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190326

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200309

Year of fee payment: 10