KR101100321B1 - 바이오가스의 정제/고질화 및 압축 시스템 - Google Patents
바이오가스의 정제/고질화 및 압축 시스템 Download PDFInfo
- Publication number
- KR101100321B1 KR101100321B1 KR1020110114332A KR20110114332A KR101100321B1 KR 101100321 B1 KR101100321 B1 KR 101100321B1 KR 1020110114332 A KR1020110114332 A KR 1020110114332A KR 20110114332 A KR20110114332 A KR 20110114332A KR 101100321 B1 KR101100321 B1 KR 101100321B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- biogas
- pressure
- tank
- primary
- gas filter
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L3/00—Gaseous fuels; Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by subclass C10G, C10K; Liquefied petroleum gas
- C10L3/06—Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by C10G, C10K3/02 or C10K3/04
- C10L3/10—Working-up natural gas or synthetic natural gas
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/46—Removing components of defined structure
- B01D53/62—Carbon oxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F11/00—Treatment of sludge; Devices therefor
- C02F11/02—Biological treatment
- C02F11/04—Anaerobic treatment; Production of methane by such processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L2290/00—Fuel preparation or upgrading, processes or apparatus therefore, comprising specific process steps or apparatus units
- C10L2290/46—Compressors or pumps
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L2290/00—Fuel preparation or upgrading, processes or apparatus therefore, comprising specific process steps or apparatus units
- C10L2290/54—Specific separation steps for separating fractions, components or impurities during preparation or upgrading of a fuel
- C10L2290/547—Filtration for separating fractions, components or impurities during preparation or upgrading of a fuel
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L2290/00—Fuel preparation or upgrading, processes or apparatus therefore, comprising specific process steps or apparatus units
- C10L2290/54—Specific separation steps for separating fractions, components or impurities during preparation or upgrading of a fuel
- C10L2290/548—Membrane- or permeation-treatment for separating fractions, components or impurities during preparation or upgrading of a fuel
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/20—Sludge processing
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
본 발명은 바이오가스의 정제/고질화 및 압축 시스템에 관한 것으로서, 특히 혐기성소화 바이오가스 설비에서 생산되는 바이오가스 내에 포함된 실록산을 제거하는 실록산 제거장치와; 상기 실록산 제거장치에서 실록산이 제거된 바이오가스를 공급받아 황화수소를 제거하는 탈황 장치와; 상기 탈황 장치에서 배출되는 바이오가스의 압력 변동에 대응되도록 설치되는 1차 쿠션 탱크와; 상기 1차 쿠션 탱크의 바이오가스를 저압으로 압축하여 이송하는 저압 컴프레셔와; 상기 저압 컴프레셔에서 배출되는 바이오가스의 분진과 같은 이물질을 제거하는 1차 가스 필터와; 상기 1차 가스 필터를 통과하는 바이오가스의 압력 변동에 대응되도록 설치되는 2차 쿠션 탱크와; 상기 2차 쿠션 탱크로부터 공급되는 바이오가스를 정제하여 이산화탄소를 제거하는 멤브레인 유니트와; 상기 멤브레인 유니트에서 배출되는 바이오가스를 저장하는 버퍼 탱크와; 상기 버퍼 탱크에 저장된 바이오가스를 고압으로 압축하여 이송하는 고압 컴프레셔와; 상기 고압 컴프레셔에서 배출되는 바이오가스의 분진과 같은 이물질을 제거하는 2차 가스 필터; 및 상기 2차 가스 필터를 통과하는 바이오가스를 저장하는 가스 저장 탱크로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면 바이오가스 내에 포함된 황화수소와 수분을 제거하고, 고질화 공정을 통해 이산화탄소를 분리하여 얻어지는 95% 순도 이상의 메탄가스(바이오메탄)를 압축하여 고부가가치 연료인 압축바이오메탄을 확보함으로써 기존 연료의 대체 에너지로 저탄소 녹색성장과 신재생 에너지의 확충에 기여할 수 있다.
상기와 같은 본 발명에 따르면 바이오가스 내에 포함된 황화수소와 수분을 제거하고, 고질화 공정을 통해 이산화탄소를 분리하여 얻어지는 95% 순도 이상의 메탄가스(바이오메탄)를 압축하여 고부가가치 연료인 압축바이오메탄을 확보함으로써 기존 연료의 대체 에너지로 저탄소 녹색성장과 신재생 에너지의 확충에 기여할 수 있다.
Description
본 발명은 바이오가스의 정제/고질화 및 압축 시스템에 관한 것으로서, 상세하게는 바이오가스 내에 포함된 황화수소와 수분을 정제하고, 고질화 공정을 통해 이산화탄소를 분리하여 얻어지는 95% 순도 이상의 메탄가스(바이오메탄)를 압축하여 고부가가치 연료인 압축바이오메탄(CBM : Compressed BioMethane)을 확보하도록 하는 바이오가스의 정제/고질화 및 압축 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 현재 화석연료의 대체연료로서 가장 기대를 받고 있는 것 중의 하나가 바이오가스(biogas)이며, 바이오가스는 천연가스와 더불어 가까운 장래에 충분히 실용화가 가능한 것으로 기대되고 있다.
바이오가스는 축산 분뇨, 음식물 쓰레기, 하수처리장 슬러지(sludge)와 같이 바이오매스(biomass : 유기물)의 함량이 높은 유기성 폐기물을 혐기소화하여 얻어지는 것으로, 원료물질인 유기성 폐기물은 인간 활동과 각종 산업 활동을 통해 끊임없이 발생되므로 발생량은 지속적으로 증가하는 추세에 있다.
상세하게, 바이오가스는 다량의 유기물질을 함유하는 유기성 폐기물을 산소가 존재하지 않는 혐기(anaerobic) 상태 하에서 소화 처리하면 다양한 종류의 미생물의 작용에 의해 유기물질이 분해되어 생성되는 것으로, 주로 메탄(CH4)(60~70%)과 이산화탄소(CO2)(30~40%)로 이루어져 있으며 소량의 황화수소(H2S), 암모니아(NH3) 등도 포함한다.
따라서, 바이오가스는 메탄가스를 약 60~70% 정도 다량 함유하므로, 통상 열병합발전기를 이용하여 연소시켜 전기 및 열 에너지를 얻는다.
그러나, 열병합발전기는 발전효율이 30~40% 정도로 전기에너지로의 전환율이 낮으며, 열에너지는 외부 수요처에 공급하기 어렵다는 문제점이 있다.
따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위해 바이오가스 중에 포함된 메탄가스만을 분리하여 에너지원으로 사용하기 위한 많은 노력이 있어 왔다.
이러한 바이오가스 고질화(upgrading) 기술에는 기체의 용해도 차이를 이용하여 메탄과 이산화탄소를 분리하는 Water Scrubbing 방법, 기체상 물질의 흡착특성 차이를 이용하여 분리하는 PSA(Pressure Swing Adsorption) 방법, 기체 분자의 극성 차이를 이용하는 막(Membrane) 분리법 등이 있다.
그러나, Water scrubbing 법은 폐수, 악취 등 오염물질을 배출하고 건조설비 비용이 추가되며, PSA 법은 메탄 순도가 낮은 편이고 공정구성이 복잡한 단점이 있다.
따라서, 이들 방법 중 중소규모가 많은 바이오가스 시설에도 적합하며 유지보수가 용이하고 메탄순도가 높은 막 분리법을 이용한 바이오메탄 생산 기술이 개발되었다.
생산된 바이오메탄은 고압으로 압축되어 CBM으로 생산되어 운송 및 저장이 용이하며, 필요시 열량 조절 등을 거친 후 자동차 등 수송용 연료로 사용하거나 도시가스 배관망에 주입하는 등 다양한 적용처에 사용이 가능한 장점이 있어, 주요한 신재생에너지원으로 부각되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 요구에 부응하기 위한 것으로, 바이오가스 내에 포함된 황화수소와 수분을 제거하고, 고질화 공정을 통해 이산화탄소를 분리하여 얻어지는 95% 순도 이상의 메탄가스(바이오메탄)를 압축하여 고부가가치 연료인 압축바이오메탄을 확보하도록 함으로써 기존 연료의 대체 에너지로 저탄소 녹색성장과 신재생 에너지의 확충에 기여하도록 하는 바이오가스의 정제/고질화 및 압축 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은,
혐기성소화 바이오가스 설비에서 생산되는 바이오가스 내에 포함된 실록산을 제거하는 실록산 제거장치와; 상기 실록산 제거장치에서 실록산이 제거된 바이오가스를 공급받아 황화수소를 제거하는 탈황 장치와; 상기 탈황 장치에서 배출되는 바이오가스의 압력 변동에 대응되도록 설치되는 1차 쿠션 탱크와; 상기 1차 쿠션 탱크의 바이오가스를 저압으로 압축하여 이송하는 저압 컴프레셔와; 상기 저압 컴프레셔에서 배출되는 바이오가스의 분진과 같은 이물질을 제거하는 1차 가스 필터와; 상기 1차 가스 필터를 통과하는 바이오가스의 압력 변동에 대응되도록 설치되는 2차 쿠션 탱크와; 상기 2차 쿠션 탱크로부터 공급되는 바이오가스를 정제하여 이산화탄소를 제거하는 멤브레인 유니트와; 상기 멤브레인 유니트에서 배출되는 바이오가스를 저장하는 버퍼 탱크와; 상기 버퍼 탱크에 저장된 바이오가스를 고압으로 압축하여 이송하는 고압 컴프레셔와; 상기 고압 컴프레셔에서 배출되는 바이오가스의 분진과 같은 이물질을 제거하는 2차 가스 필터; 및 상기 2차 가스 필터를 통과하는 바이오가스를 저장하는 가스 저장 탱크로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
여기에서, 상기 저압 컴프레셔와 1차 가스 필터 사이에는 상기 저압 컴프레셔에서 바이오가스를 압축시 상승된 온도를 낮추는 저압용 애프터 쿨러와; 상기 저압용 애프터 쿨러에서 발생하는 응축수를 저장하는 제 1응축수 탱크가 더 설치된다.
여기에서 또한, 상기 고압 컴프레셔와 2차 가스 필터 사이에는 상기 고압 컴프레셔에서 바이오가스를 압축시 상승된 온도를 낮추는 고압용 애프터 쿨러와; 상기 고압용 애프터 쿨러에서 발생하는 응축수를 저장하는 제 2응축수 탱크가 더 설치된다.
여기에서 또, 상기 2차 쿠션 탱크는 상기 1차 쿠션 탱크와 제 1압력 조절 배관을 통해 연결되고, 상기 제 1압력 조절 배관 상에 제 1압력 조절 레귤레이터가 설치되어 상기 저압 컴프레셔에서 압축된 바이오가스의 압력을 일정하게 유지시키고, 상기 제 1압력 조절 배관 상에 상기 제 1압력 조절 레귤레이터와 병렬로 솔레노이드 밸브가 설치되어 비상시 압력을 제거한다.
여기에서 또, 상기 멤브레인 유니트는 함체와; 상기 함체 내부의 온도를 일정하게 유지시키는 온도 조절용 히터와; 상기 2차 쿠션 탱크로부터 공급되는 바이오가스의 온도를 상승시켜 이산화탄소의 제거효율을 높이는 가스 히터와; 상기 가스 히터에 의해 온도가 상승된 바이오가스의 이산화탄소를 제거하는 1차 멤브레인; 및 상기 1차 멤브레인에서 배출되는 바이오가스의 이산화탄소를 제거하는 2차 멤브레인으로 이루어진다.
여기에서 또, 상기 2차 멤브레인은 이산화탄소가 제거된 바이오가스중 일부를 상기 1차 쿠션 탱크로 재순환 배관을 통해 배출한다.
여기에서 또, 상기 버퍼 탱크는 상기 2차 가스 필터 후단과 제 2압력 조절 배관을 통해 연결되고, 상기 제 2압력 조절 배관 상에 제 1압력 조절 레귤레이터가 설치되어 상기 고압 컴프레셔에서 압축된 바이오가스의 압력을 일정하게 유지시킨다.
상기와 같이 구성되는 본 발명인 바이오가스의 정제/고질화 및 압축 시스템에 따르면, 바이오가스 내에 포함된 황화수소와 수분을 제거하고, 고질화 공정을 통해 이산화탄소를 분리하여 얻어지는 95% 순도 이상의 메탄가스(바이오메탄)를 압축하여 고부가가치 연료인 압축바이오메탄을 확보함으로써 기존 연료의 대체 에너지로 저탄소 녹색성장과 신재생 에너지의 확충에 기여할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 바이오가스의 정제/고질화 및 압축 시스템의 구성을 나타낸 구성도이다.
이하, 본 발명에 따른 바이오가스의 정제/고질화 및 압축 시스템의 구성을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 바이오가스의 정제/고질화 및 압축 시스템의 구성을 나타낸 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 바이오가스의 정제/고질화 및 압축 시스템(1)은 실록산 제거장치(10)와, 탈황 장치(20)와, 1차 쿠션 탱크(CTK1)와, 저압 컴프레셔(30)와, 1차 가스 필터(40)와, 2차 쿠션 탱크(CTK2)와, 멤브레인 유니트(50)와, 버퍼 탱크(BTK)와, 고압 컴프레셔(60)와, 2차 가스 필터(70)와, 가스 저장 탱크(STK)로 이루어진다.
먼저, 실록산 제거장치(10)는 혐기성소화 바이오가스 설비에서 생산되는 바이오가스 내에 포함된 실록산(실록세인결합 Si-O로 이루어져 있는 화합물의 총칭)을 제거한다.
그리고, 탈황 장치(20)는 실록산 제거장치(10)에서 실록산이 제거된 바이오가스를 공급받아 황화수소를 제거한다.
또한, 1차 쿠션 탱크(CTK1)는 탈황 장치(20)에서 배출되는 바이오가스의 압력 변동에 대응되도록 설치된다.
또, 저압 컴프레셔(30)는 1차 쿠션 탱크(CTK1)의 바이오가스를 저압(약 10kgf/㎠)으로 압축하여 이송한다.
또, 1차 가스 필터(40)는 저압 컴프레셔(30)에서 배출되는 바이오가스의 분진과 같은 이물질을 제거한다. 여기에서, 1차 가스 필터(40)의 전단에는 저압 컴프레셔(30)에서 바이오가스를 압축시 상승된 온도를 낮추는 저압용 애프터 쿨러(41)와, 저압용 애프터 쿨러(41)에서 발생하는 응축수를 저장하는 제 1응축수 탱크(43)가 더 설치되는 것이 바람직하다.
한편, 2차 쿠션 탱크(CTK2)는 1차 가스 필터(40)를 통과하는 바이오가스의 압력 변동에 대응되도록 설치된다. 여기에서, 2차 쿠션 탱크(CTK2)는 1차 쿠션 탱크(CTK1)와 제 1압력 조절 배관(P1)을 통해 연결되고, 제 1압력 조절 배관(P1) 상에 제 1압력 조절 레귤레이터(R1)가 설치되어 저압 컴프레셔에서 압축된 바이오가스의 압력을 일정하게 유지시키고, 제 1압력 조절 배관(P1) 상에 제 1압력 조절 레귤레이터(R1)와 병렬로 솔레노이드 밸브(V1)가 설치되어 비상시 압력을 제거한다.
그리고, 멤브레인 유니트(50)는 2차 쿠션 탱크(CTK2)로부터 공급되는 바이오가스를 정제하여 이산화탄소를 제거하도록 함체(51)와, 함체(51) 내부의 온도를 일정(상온)하게 유지시키는 온도 조절용 히터(53)와, 2차 쿠션 탱크(CTK2)로부터 공급되는 바이오가스의 온도를 상승(50℃)시켜 이산화탄소의 제거효율을 높이는 가스 히터(55)와, 가스 히터(55)에 의해 온도가 상승된 바이오가스의 이산화탄소를 제거하는 1차 멤브레인(57)과, 1차 멤브레인(57)에서 배출되는 바이오가스의 이산화탄소를 제거하는 2차 멤브레인(59)으로 구성된다. 여기에서, 2차 멤브레인(59)은 이산화탄소가 제거된 바이오가스중 일부를 1차 쿠션 탱크(CTK1)로 재순환 배관(PBP1)을 통해 배출한다. 여기에서 또한, 1차 멤브레인(57)과 2차 멤브레인(59)에서 제거된 이산화탄소는 외부로 배출된다.
또한, 버퍼 탱크(BTK)는 멤브레인 유니트(50)에서 배출되는 바이오가스를 저장한다. 여기에서, 버퍼 탱크(BTK)는 상단이 2차 가스 필터(70) 후단과 제 2압력 조절 배관(P2)을 통해 연결되고, 제 2압력 조절 배관(P2) 상에 제 1압력 조절 레귤레이터(R2)가 설치되어 고압 컴프레셔(60)에서 압축된 바이오가스의 압력을 일정하게 유지시킨다.
또, 고압 컴프레셔(60)는 버퍼 탱크(BTK)에 저장된 바이오가스를 고압(약 150kgf/㎠)으로 압축하여 이송한다.
또, 2차 가스 필터(70)는 고압 컴프레셔(60)에서 배출되는 바이오가스의 분진과 같은 이물질을 제거한다. 여기에서, 2차 가스 필터(70)의 전단에는 고압 컴프레셔(60)에서 바이오가스를 압축시 상승된 온도를 낮추는 고압용 애프터 쿨러(71)와, 고압용 애프터 쿨러(71)에서 발생하는 응축수를 저장하는 제 2응축수 탱크(73)가 더 설치되는 것이 바람직하다.
한편, 가스 저장 탱크(STK)는 2차 가스 필터(70)를 통과하는 바이오가스를 저장한다.
그리고, 본 발명에 따른 바이오가스의 정제 및 압축 시스템은, 실록산 제거장치(10)와, 탈황 장치(20)를 병렬로 연결하여 비상시 다른 한쪽을 운전할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명에 따른 바이오가스의 정제/고질화 및 압축 시스템의 동작을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
먼저, 혐기성소화 바이오가스 설비에서 바이오가스가 생상되어 공급되면, 실록산 제거장치(10)는 바이오가스 내에 포함된 실록산(실록세인결합 Si-O로 이루어져 있는 화합물의 총칭)을 제거하여 탈황 장치(20)로 배출한다.
그러면, 탈황 장치(20)는 실록산 제거장치(10)에서 실록산이 제거된 바이오가스를 공급받아 황화수소를 제거하여 1차 쿠션 탱크(CTK1)로 배출한다.
계속해서, 1차 쿠션 탱크(CTK1)로 공급된 바이오가스는 저압 컴프레셔(30)에 의해 저압(약 10kgf/㎠)으로 압축된 후 1차 가스 필터(40)를 통과하면서 분진과 같은 이물질을 제거되어 2차 쿠션 탱크(CTK2)로 공급된다. 이때, 저압 컴프레셔(30)에서 바이오가스를 압축시 바이오가스의 온도가 상승되는 데, 저압용 애프터 쿨러(41)를 통과하면서 온도가 하강되고, 온도 하강시 발생하는 응축수는 제 1응축수 탱크(43)에 저장된 후 외부로 배출된다.
그리고, 2차 쿠션 탱크(CTK2)로 공급된 바이오가스는 멤브레인 유니트(50)의 1차 멤브레인(57)과, 2차 멤브레인(59)을 통과하면서 이산화탄소가 제거된다. 이때, 제 1압력 조절 레귤레이터(R1)에 의해 2차 쿠션 탱크(CTK2)의 압력이 일정하게 유지된다. 또한, 2차 멤브레인(59)에서 이산화탄소가 제거된 바이오가스중 일부는 재순환 배관(PBP1)을 통해 1차 쿠션 탱크(CTK1)로 공급되어 바이오가스의 순도를 높여 처리 효율을 증대시킨다.
계속해서, 바이오가스는 버퍼 탱크(BTK)를 통해 고압 컴프레셔(60)로 공급되어 고압(약 150kgf/㎠)으로 압축된 후 2차 가스 필터(70)를 통과하면서 분진과 같은 이물질을 제거된 후 가스 저장 탱크(STK)에 저장된다. 이때, 제 2압력 조절 레귤레이터(R2)에 의해 버퍼 탱크(BTK)의 압력이 일정하게 유지된다. 또한, 저압 컴프레셔(60)에서 바이오가스를 압축시 바이오가스의 온도가 상승되는 데, 고압용 애프터 쿨러(71)를 통과하면서 온도가 하강되고, 온도 하강시 발생하는 응축수는 제 2응축수 탱크(73)에 저장된 후 외부로 배출된다.
본 발명은 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있으며 상기 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시 예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
10 : 실록산 제거장치 20 : 탈황 장치
30, 60 : 저압, 고압 컴프레셔 40, 70 : 1, 2차 가스 필터
50 : 멤브레인 유니트 BTK : 버퍼 탱크
CTK1, 2 : 1, 2차 1차 쿠션 탱크 STK : 가스 저장 탱크
30, 60 : 저압, 고압 컴프레셔 40, 70 : 1, 2차 가스 필터
50 : 멤브레인 유니트 BTK : 버퍼 탱크
CTK1, 2 : 1, 2차 1차 쿠션 탱크 STK : 가스 저장 탱크
Claims (7)
- 혐기성소화 바이오가스 설비에서 생산되는 바이오가스 내에 포함된 실록산을 제거하는 실록산 제거장치와;
상기 실록산 제거장치에서 실록산이 제거된 바이오가스를 공급받아 황화수소를 제거하는 탈황 장치와;
상기 탈황 장치에서 배출되는 바이오가스의 압력 변동에 대응되도록 설치되는 1차 쿠션 탱크와;
상기 1차 쿠션 탱크의 바이오가스를 저압으로 압축하여 이송하는 저압 컴프레셔와;
상기 저압 컴프레셔에서 배출되는 바이오가스의 분진과 같은 이물질을 제거하는 1차 가스 필터와;
상기 1차 가스 필터를 통과하는 바이오가스의 압력 변동에 대응되도록 설치되고, 상기 1차 쿠션 탱크와 제 1압력 조절 배관을 통해 연결되며, 상기 제 1압력 조절 배관 상에 제 1압력 조절 레귤레이터가 설치되어 상기 저압 컴프레셔에서 압축된 바이오가스의 압력을 일정하게 유지시키고, 상기 제 1압력 조절 배관 상에 상기 제 1압력 조절 레귤레이터와 병렬로 솔레노이드 밸브가 설치되어 비상시 압력을 제거하는 2차 쿠션 탱크와;
상기 2차 쿠션 탱크로부터 공급되는 바이오가스를 정제하여 이산화탄소를 제거하는 멤브레인 유니트와;
상기 멤브레인 유니트에서 배출되는 바이오가스를 저장하는 버퍼 탱크와;
상기 버퍼 탱크에 저장된 바이오가스를 고압으로 압축하여 이송하는 고압 컴프레셔와;
상기 고압 컴프레셔에서 배출되는 바이오가스의 분진과 같은 이물질을 제거하는 2차 가스 필터; 및
상기 2차 가스 필터를 통과하는 바이오가스를 저장하는 가스 저장 탱크로 이루어지는 것을 특징으로 하는 바이오가스의 정제/고질화 및 압축 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 저압 컴프레셔와 1차 가스 필터 사이에는,
상기 저압 컴프레셔에서 바이오가스를 압축시 상승된 온도를 낮추는 저압용 애프터 쿨러와;
상기 저압용 애프터 쿨러에서 발생하는 응축수를 저장하는 제 1응축수 탱크가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 바이오가스의 정제/고질화 및 압축 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 고압 컴프레셔와 2차 가스 필터 사이에는,
상기 고압 컴프레셔에서 바이오가스를 압축시 상승된 온도를 낮추는 고압용 애프터 쿨러와;
상기 고압용 애프터 쿨러에서 발생하는 응축수를 저장하는 제 2응축수 탱크가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 바이오가스의 정제/고질화 및 압축 시스템. - 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 멤브레인 유니트는,
함체와;
상기 함체 내부의 온도를 일정하게 유지시키는 온도 조절용 히터와;
상기 2차 쿠션 탱크로부터 공급되는 바이오가스의 온도를 상승시켜 이산화탄소의 제거효율을 높이는 가스 히터와;
상기 가스 히터에 의해 온도가 상승된 바이오가스의 이산화탄소를 제거하는 1차 멤브레인; 및
상기 1차 멤브레인에서 배출되는 바이오가스의 이산화탄소를 제거하는 2차 멤브레인으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 바이오가스의 정제/고질화 및 압축 시스템. - 제 5 항에 있어서,
상기 2차 멤브레인은,
이산화탄소가 제거된 바이오가스중 일부를 상기 1차 쿠션 탱크로 재순환 배관을 통해 배출하는 것을 특징으로 하는 바이오가스의 정제/고질화 및 압축 시스템. - 제 2 항에 있어서,
상기 버퍼 탱크는,
상기 2차 가스 필터 후단과 제 2압력 조절 배관을 통해 연결되고, 상기 제 2압력 조절 배관 상에 제 1압력 조절 레귤레이터가 설치되어 상기 고압 컴프레셔에서 압축된 바이오가스의 압력을 일정하게 유지시키는 것을 특징으로 하는 바이오가스의 정제/고질화 및 압축 시스템.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020110114332A KR101100321B1 (ko) | 2011-11-04 | 2011-11-04 | 바이오가스의 정제/고질화 및 압축 시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020110114332A KR101100321B1 (ko) | 2011-11-04 | 2011-11-04 | 바이오가스의 정제/고질화 및 압축 시스템 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR101100321B1 true KR101100321B1 (ko) | 2011-12-30 |
Family
ID=45507161
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020110114332A KR101100321B1 (ko) | 2011-11-04 | 2011-11-04 | 바이오가스의 정제/고질화 및 압축 시스템 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101100321B1 (ko) |
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101341068B1 (ko) | 2013-06-05 | 2013-12-11 | 코오롱환경서비스주식회사 | 바이오가스 정제 시스템 |
KR20140050229A (ko) * | 2012-10-19 | 2014-04-29 | 대우조선해양 주식회사 | 이산화탄소 응결점 분석 장치 |
KR101407208B1 (ko) | 2012-08-22 | 2014-06-13 | 경상대학교산학협력단 | 멤브레인 기술을 이용한 온실용 이산화탄소 포집 시스템 |
KR101487437B1 (ko) | 2014-04-01 | 2015-02-03 | 지에스건설 주식회사 | 가스 분리시스템 |
KR101499741B1 (ko) * | 2012-10-24 | 2015-03-09 | 경상대학교산학협력단 | 바이오 가스에서의 바이오메탄 고농축 정제장치 |
CN107502396A (zh) * | 2017-09-18 | 2017-12-22 | 内蒙古德沃生物科技有限公司 | 沼气水洗提纯系统和车用沼气生产系统 |
KR101865806B1 (ko) * | 2016-12-23 | 2018-06-08 | 주식회사 포스코 | 고로용 집진 장치 및 방법 |
US10047310B2 (en) | 2014-09-18 | 2018-08-14 | Korea Research Institute Of Chemical Technology | Multistage membrane separation and purification process and apparatus for separating high purity methane gas |
KR20200038666A (ko) * | 2018-10-04 | 2020-04-14 | 주식회사 디에이치 | 유기성 폐기물 처리 장치 및 이를 이용한 초음파 전처리가 결합된 고온-중온 혐기성 소화 운전 방법 |
KR20220003493A (ko) * | 2020-01-07 | 2022-01-10 | 한국산업기술시험원 | 바이오 가스 활용 방법 및 장치 |
KR102368058B1 (ko) * | 2021-11-01 | 2022-02-25 | 주식회사 에코시스텍 | 전처리가 필요 없는 바이오가스 정제 시스템 및 이를 이용한 정제 방법 |
KR20220026369A (ko) | 2020-08-25 | 2022-03-04 | 에이티이 주식회사 | 바이오가스 정제시스템용 싸이클론 타입 트랩 및 필터장치 |
KR102467476B1 (ko) | 2021-12-15 | 2022-11-17 | 주식회사 성진엠텍 | 바이오가스 정제-고질화 및 유용화 설비 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100985911B1 (ko) | 2010-02-02 | 2010-10-08 | 한솔이엠이(주) | 바이오가스 전처리 시스템 |
KR101027809B1 (ko) | 2010-02-12 | 2011-04-07 | 한솔이엠이(주) | 액화바이오메탄 제조장치 |
-
2011
- 2011-11-04 KR KR1020110114332A patent/KR101100321B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100985911B1 (ko) | 2010-02-02 | 2010-10-08 | 한솔이엠이(주) | 바이오가스 전처리 시스템 |
KR101027809B1 (ko) | 2010-02-12 | 2011-04-07 | 한솔이엠이(주) | 액화바이오메탄 제조장치 |
Cited By (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101407208B1 (ko) | 2012-08-22 | 2014-06-13 | 경상대학교산학협력단 | 멤브레인 기술을 이용한 온실용 이산화탄소 포집 시스템 |
KR102044263B1 (ko) | 2012-10-19 | 2019-11-13 | 대우조선해양 주식회사 | 이산화탄소 응결점 분석 장치 |
KR20140050229A (ko) * | 2012-10-19 | 2014-04-29 | 대우조선해양 주식회사 | 이산화탄소 응결점 분석 장치 |
KR101499741B1 (ko) * | 2012-10-24 | 2015-03-09 | 경상대학교산학협력단 | 바이오 가스에서의 바이오메탄 고농축 정제장치 |
KR101341068B1 (ko) | 2013-06-05 | 2013-12-11 | 코오롱환경서비스주식회사 | 바이오가스 정제 시스템 |
KR101487437B1 (ko) | 2014-04-01 | 2015-02-03 | 지에스건설 주식회사 | 가스 분리시스템 |
US10047310B2 (en) | 2014-09-18 | 2018-08-14 | Korea Research Institute Of Chemical Technology | Multistage membrane separation and purification process and apparatus for separating high purity methane gas |
KR101865806B1 (ko) * | 2016-12-23 | 2018-06-08 | 주식회사 포스코 | 고로용 집진 장치 및 방법 |
CN107502396A (zh) * | 2017-09-18 | 2017-12-22 | 内蒙古德沃生物科技有限公司 | 沼气水洗提纯系统和车用沼气生产系统 |
KR20200038666A (ko) * | 2018-10-04 | 2020-04-14 | 주식회사 디에이치 | 유기성 폐기물 처리 장치 및 이를 이용한 초음파 전처리가 결합된 고온-중온 혐기성 소화 운전 방법 |
KR102116552B1 (ko) * | 2018-10-04 | 2020-06-02 | 주식회사 디에이치 | 유기성 폐기물 처리 장치 및 이를 이용한 초음파 전처리가 결합된 고온-중온 혐기성 소화 운전 방법 |
KR20220003493A (ko) * | 2020-01-07 | 2022-01-10 | 한국산업기술시험원 | 바이오 가스 활용 방법 및 장치 |
KR102505003B1 (ko) | 2020-01-07 | 2023-02-28 | 한국산업기술시험원 | 바이오 가스 활용 방법 및 장치 |
KR20220026369A (ko) | 2020-08-25 | 2022-03-04 | 에이티이 주식회사 | 바이오가스 정제시스템용 싸이클론 타입 트랩 및 필터장치 |
KR102368058B1 (ko) * | 2021-11-01 | 2022-02-25 | 주식회사 에코시스텍 | 전처리가 필요 없는 바이오가스 정제 시스템 및 이를 이용한 정제 방법 |
KR102467476B1 (ko) | 2021-12-15 | 2022-11-17 | 주식회사 성진엠텍 | 바이오가스 정제-고질화 및 유용화 설비 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101100321B1 (ko) | 바이오가스의 정제/고질화 및 압축 시스템 | |
Khan et al. | Current status of biogas upgrading for direct biomethane use: A review | |
Fendt et al. | Comparison of synthetic natural gas production pathways for the storage of renewable energy | |
CN103722002B (zh) | 基于厌氧消化和水热碳化的生活垃圾综合处理方法 | |
Iovane et al. | Experimental test with polymeric membrane for the biogas purification from CO2 and H2S | |
US20120097027A1 (en) | Method and system for purifying biogas for extracting methane | |
MX2013000607A (es) | Sistema integrado de limpieza de biogas para remover agua, siloxanos,a zufre, oxigeno, cloruros y compuestos organicos volatiles. | |
US11760630B2 (en) | Process and system for producing low carbon intensity renewable hydrogen | |
US9005337B2 (en) | System for the treatment and purification of biogas | |
KR101442730B1 (ko) | 연료전지용 바이오가스 전처리 장치 | |
Atelge et al. | A critical overview of the state-of-the-art methods for biogas purification and utilization processes | |
EP3820971A1 (en) | Method and system for upgrading biogas | |
US11946001B2 (en) | Process and system for producing fuel | |
CN110813040B (zh) | 根据原料气流的压力来调节使用的膜的数量的膜渗透处理 | |
US20150159126A1 (en) | System for hydrogen production and carbon sequestration | |
CN107278340B (zh) | 燃料电池系统 | |
KR20130122197A (ko) | 혐기발효에 의해 생산된 바이오가스의 탈황 시스템 | |
KR101653362B1 (ko) | 막 분리와 엔진 연소기술을 이용한 바이오메탄 및 전기 동시 생산 장치 | |
CN110813039A (zh) | 根据第三和/或第四渗透物中的甲烷浓度调节第一渗余物温度的膜渗透处理 | |
Nindhia et al. | Method on conversion of gasoline to biogas fueled single cylinder of four stroke engine of electric generator | |
JP2006329072A (ja) | 燃料供給方法及び燃料供給装置 | |
KR101499741B1 (ko) | 바이오 가스에서의 바이오메탄 고농축 정제장치 | |
Masebinu et al. | Process simulation and parametric study of a biogas upgrading plant using gas permeation technique for methane enrichment | |
Mohammadi et al. | Evaluation of biofiltration materials for H2S removal | |
KR20160106419A (ko) | 바이오가스 정제장치 및 이를 구비한 연료전지 시스템 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
A302 | Request for accelerated examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20150205 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20151216 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20171219 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20181128 Year of fee payment: 8 |