KR101137996B1 - Gas fuel apparatus of LFG - Google Patents
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Abstract
본 발명은 LFG 가스 연료화 장치에 관한 것으로, 매립지에서 발생되는 LFG 가스를 포집하여 연료화하는 장치에 있어서, 매립지내에 설치되어 가스를 흡입하기 위한 포집부, 상기 포집부를 통해 유입되는 가스를 정체하는 제 1가스필터, 매립지내에 설치된 상기 포집부를 통해 가스를 흡입하고 외부로 토출시키는 브로워, 상기 브로워를 통해 유입되는 가스를 세정수를 이용하여 세정시키는 세정탑, 상기 세정탑을 통해 세정된 가스를 응축시키는 응축부, 상기 응축부에서 공급되는 가스내 수분을 건조시키는 수분건조부 및 상기 수분건조부를 통과한 가스내에 유해화합물을 제거하는 제 1가스필터를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이와 같이 구성되는 본 발명은 LFG를 안정적으로 포집할 수 있고, 운전 효율을 향상시킬 수 있으며, LFG내 황화수소, 암모니아 및 VOC(휘발성 유기화합물)등을 효과적으로 제거할 수 있는 효과가 있다.The present invention relates to an LFG gas fueling apparatus, comprising: a collecting unit for collecting and fueling LFG gas generated in a landfill, the collecting unit for sucking gas and a first flow of the gas flowing through the collecting unit; A gas filter, a blower for sucking and discharging gas through the collecting unit installed in the landfill, a washing tower for washing the gas flowing through the blower with washing water, and condensation for condensing the cleaned gas through the washing tower. And a moisture drying unit for drying moisture in the gas supplied from the condensation unit, and a first gas filter for removing harmful compounds in the gas passing through the moisture drying unit. The present invention configured as described above can stably capture LFG, improve operating efficiency, and effectively remove hydrogen sulfide, ammonia, and VOC (volatile organic compounds) in the LFG.
LFG, 가스필터, 응축, 세정탑, 소각, 정체, 연료 LFG, gas filter, condensation, scrubber tower, incineration, stagnation, fuel
Description
본 발명은 LFG 가스 연료화 장치에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 매립장 등에서 발생되는 LFG(Landfill Gas)가스를 연료화하여 연료에너지로 사용하기 위한 연료화 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an LFG gas fueling device, and more particularly, to a fueling device for fuelizing a LFG (Landfill Gas) gas generated in a landfill and the like as fuel energy.
일반적으로 매립지로 반입된 폐기물은 다양한 물리/화학/생물학적 반응에 의해 분해되는 것으로, 매립지의 매립 폐기물은 다양한 물질로 구성되어 있으며, 매립지 내부로부터 일어나는 반응은 미생물작용 등에 의한 유기물 분해, 물리, 화학적 상호작용에 의한 무기물과 유기물의 용해와 흡착, 화학적 반응, 물리작용에 따른 수분과 매립지 내부의 혼합물질 및 매립가스의 생성, 매립가스의 이동 현상 등이 발생한다.In general, wastes brought into landfills are decomposed by various physical, chemical, and biological reactions. Landfill wastes in landfills are composed of various materials. Dissolution and adsorption of inorganic and organic matters by chemical action, chemical reaction, mixture of water and landfills due to physical action, generation of landfill gas and movement of landfill gas occur.
이러한 매립가스는 지구 온난화로 인한 해면상승, 강우량 변동 및 생태계의 구조변화 등의 원인뿐만 아니라 인체나 생물장해요인이 된다.The landfill gas is not only a cause of sea level rise due to global warming, fluctuations in rainfall and structural changes in the ecosystem, but also a human or biohazard.
매립장에서 발생되는 매립가스 또는 바이오가스(이하, LFG(Landfill Gas)라 고 함)에서 가스연료로서 활용될 수 있는 메탄가스(CH4)와 불활성 가스인 이산화탄소(CO2)가 다량 포함되어 있어 여건에 따라 다르나 대략 매립가스의 90mol% 이상을 차지한다. 또한, LFG에는 질소, 산소, 수분, 황화수소를 비롯하여 ppm단위의 수많은 미량 유해성분이 포함되어 있으며, 질소와 산소는 매립가스 포집시스템에 침입 또는 매립장 내로 침투하는 공기 때문에 나타난다.It contains conditions such as methane gas (CH 4 ) and inert gas carbon dioxide (CO 2 ), which can be used as gas fuel in landfill gas or biogas (hereinafter referred to as LFG). It depends on, but accounts for more than 90 mol% of landfill gas. In addition, LFG contains nitrogen, oxygen, moisture, hydrogen sulfide, and many minor harmful components in ppm. Nitrogen and oxygen appear due to air entering the landfill gas collection system or penetrating into the landfill.
아래 표 1은 일반적으로 LFG 화학 특성 및 가스 조성비를 나타낸 것이다.Table 1 below shows the LFG chemical properties and gas composition ratio in general.
표 . LFG 조성비 및 화학 특성표 1에 나타낸 자료는 LFG의 대략적인 기준수치이며, 매립장 별로 조성비에는 차이를 보인다. 매립장에서 포집되는 일반적인 LFG 내 메탄의 함량은 대략 45 내지 55% 이며, LFG를 연료로 사용하기 위한 메탄의 함량은 최소 38%이상을 유지하여야 한다. Table LFG Composition and Chemical Characteristics The data in Table 1 are approximate LFG reference values, and the composition ratio differs by landfill. The content of methane in typical LFG collected at landfills is approximately 45-55%, and the content of methane for LFG as fuel should be maintained at least 38%.
메탄을 제외한 나머지는 불활성 가스인 이산화탄소와 수분, 질소화합물과 고체 미립자 및 미량 유해 물질 등이다. 따라서 LFG를 연료로 사용하기 위해서는 메탄과 이산화탄소를 제외한 성분, 즉 연소를 저해하는 수분을 완전히 제거해야 하며, 기기장치의 부식과 환경오염을 유발하고 있는 미량의 황화합물, 질소화합물, 암모니아 및 VOC(휘발성 유기화합물)등을 제거하여야 한다.All but methane are inert gases such as carbon dioxide and water, nitrogen compounds, solid particulates and trace harmful substances. Therefore, in order to use LFG as a fuel, it is necessary to completely remove components other than methane and carbon dioxide, that is, moisture that inhibits combustion, and trace amounts of sulfur compounds, nitrogen compounds, ammonia, and VOC (volatility) that cause corrosion and environmental pollution of equipment. Organic compounds).
이와 같이 매립지에서 형성되어 배출되는 메탄은 환경오염의 요인이 되므로 이를 포집하여 처리하는 방법으로는 직접 소각시키거나, 매립가스발전설비와 냉/난방설비의 연료로 활용되며, 소량은 소각시설 보조연료로 사용된다.As methane formed and discharged from landfills is a source of environmental pollution, it can be collected and disposed of directly, or used as a fuel for landfill gas power generation and cooling / heating facilities. Used as
특히, 매립지 가스중의 메탄(CH4)농도는 일반적으로 50% 이상 포함되어 있으므로 포집하여 대체에너지로 활용하기에 충분하나, 포집하는 과정의 시스템 기술이 미약한 실정이며, 포집하여 송급하는 매립가스를 활용설비에 알맞게 가스를 연속적으로 전처리하여 주는 기술은 많지 않고, 특히 가스를 냉각 및 건조시켜 응축수와 불순물을 제거하지 못하는 어려움이 있다.Particularly, since methane (CH 4 ) concentration in landfill gas is generally contained more than 50%, it is sufficient to collect and use as alternative energy, but the system technology of the collecting process is weak, and the landfill gas collected and supplied There is not a lot of technology for continuously pretreatment of the gas to suit the utilization equipment, in particular, there is a difficulty in removing the condensate and impurities by cooling and drying the gas.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 매립지 발생가스인 LFG 가스를 효과적으로 정제하여 우수한 연료에너지로 연료화하기 위한 장치를 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.The present invention for solving the above problems is to provide an apparatus for effectively purifying the LFG gas which is a landfill generation gas to fuel with excellent fuel energy.
또한, 연료화하는 과정에서 발생되는 위험상황에 긴급 상황에 대처할 수 있고, 주변 기온 변화를 고려하여 경제적인 가동성능 가지는 LFG 가스 연료화 시스템을 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.In addition, it is an object of the present invention to provide an LFG gas fueling system that can cope with an emergency situation in the process of fueling and has economical performance in consideration of changes in ambient temperature.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 매립지에서 발생되는 LFG 가스를 포집하여 연료화하는 장치에 있어서, 매립지내에 설치되어 가스를 흡입하기 위한 포집부, 상기 포집부를 통해 유입되는 가스를 정체하는 제 1가스필터, 매립지내에 설치된 상기 포집부를 통해 가스를 흡입하고 외부로 토출시키는 브로워, 상기 브로워를 통해 유입되는 가스를 세정수를 이용하여 세정시키는 세정탑, 상기 세정탑을 통해 세정된 가스를 응축시키는 응축부, 상기 응축부에서 공급되는 가스내 수분을 건조시키는 수분건조부 및 상기 수분건조부를 통과한 가스내에 유해화합물을 제거하는 제 1가스필터를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for capturing and fueling LFG gas generated in a landfill, comprising: a collecting unit installed in the landfill to suck gas, and a first inlet gas flowing through the collecting unit; A gas filter, a blower for sucking and discharging gas through the collecting unit installed in the landfill, a washing tower for washing the gas flowing through the blower with washing water, and condensation for condensing the cleaned gas through the washing tower. And a moisture drying unit for drying moisture in the gas supplied from the condensation unit, and a first gas filter for removing harmful compounds in the gas passing through the moisture drying unit.
또한, 상기 응축부는, 냉각수를 공급 및 순환시키기 위한 냉각수 공급부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The condensation unit may further include a cooling water supply unit for supplying and circulating the cooling water.
또한, 상기 응축부는, 바이패스부를 더 포함하여 외부 온도가 낮을 경우 상기 응축부를 통과하지 않고 상기 바이패스부를 통해 바이패스되는 것을 특징으로 한다.The condensation unit may further include a bypass unit, and when the external temperature is low, the condensation unit may be bypassed through the bypass unit without passing through the condensation unit.
또한, 상기 브로워의 흡입에 의해 유입된 가스를 소각시키는 소각기를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the incinerator for incinerating the gas introduced by the suction of the brower is characterized in that it further comprises.
또한, 상기 세정탑은, 연속적으로 세정수를 분사하여 세정하는 세정과정, LFG를 충진물과 접촉시키는 접촉과정, 상기 세정과정에서 사용된 세정수를 집수하고 강제 순환하여 재공급하는 과정 및 순환되는 세정수의 pH 농도를 측정하고 세정수를 순환하는 과정으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the washing tower, the washing process by continuously spraying the washing water, the contact process of contacting the LFG with the filling material, the process of collecting and forcibly circulating the re-supply of the washing water used in the cleaning process and the circulating cleaning It is characterized by consisting of a process of measuring the pH concentration of the water and circulating the washing water.
상기와 같이 구성되고 작용되는 본 발명은 브로워를 사용하여 LFG를 효과적이고 안정되게 포집할 수 있으며, 소각기를 설치하여 긴급 상황을 신속히 대비할 수 있어 안전한 운전을 도모할 수 있는 이점이 있다.The present invention configured and operated as described above can collect the LFG effectively and stably using a brower, and can provide an incinerator to quickly prepare for an emergency so that safe driving can be achieved.
또한, 기존에 사용되던 흡착탑을 설치하지 않고 가스필터(접촉식, 화학식 등)를 사용하므로 설치와 유지관리가 용이하고 경제적이며, 응축부(Condenser)를 사용하여 수분을 제거하고, 주변 기온 변화를 고려하여 바이패스부을 설치함으로써 운전 효율이 향상되는 장점이 있다.In addition, gas filter (contact type, chemical formula, etc.) is used without installing the adsorption tower used in the past, so it is easy and economical to install and maintain, and it uses condenser to remove moisture and change ambient temperature. Considering the installation of the bypass unit has the advantage that the operating efficiency is improved.
또한, 대용량의 경우 세정탑을 적용함으로써 LFG 내 황화수소, 암모니아 및 VOC(휘발성 유기화합물)를 효과적으로 제거할 수 있다.In addition, in the case of a large capacity, by applying a washing tower, hydrogen sulfide, ammonia, and VOC (volatile organic compounds) in the LFG can be effectively removed.
따라서 본 발명은 결과적으로 LFG 가스를 효과적으로 포집할 수 있고, 가스화 시스템의 최대 중요점인 안전성을 높게 향상시킬 수 있으며, 경제적인 운전을 달성할 수 있는 효과가 있다.Therefore, the present invention can effectively collect the LFG gas, can improve the safety, which is the most important point of the gasification system to high, there is an effect that can achieve economical operation.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 LFG 가스 연료화 장치의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a preferred embodiment of the LFG gas fueling device according to the present invention with reference to the accompanying drawings in detail as follows.
도 1은 본 발명에 따른 LFG 가스 연료화 장치의 개략적인 구성도, 도 2는 본 발명에 따른 LFG 가스 연료화 장치를 이용한 연료화 과정을 나타낸 순서도, 도 3은 본 발명에 따른 LFG 가스 연료화 장치를 적용한 일실시예를 나타낸 구성도, 도 4는 도 3의 세부 구성을 나타낸 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram of an LFG gas fueling device according to the present invention, Figure 2 is a flow chart showing a fuelization process using the LFG gas fueling device according to the present invention, Figure 3 is a LFG gas fueling device according to the present invention 4 is a block diagram showing the detailed configuration of FIG.
매립지내에 설치되어 가스를 흡입하기 위한 포집부(10)와, 상기 포집부를 통해 유입되는 가스를 정체하는 제 1가스필터(20)와, 매립지내에 설치된 상기 포집부를 통해 가스를 흡입하고 외부로 토출시키는 브로워(30)와, 상기 브로워를 통해 유입되는 가스를 세정수를 이용하여 세정시키는 세정탑(40)과, 상기 세정탑을 통해 세정된 가스를 응축시키는 응축부(50)와, 상기 응축부에서 공급되는 가스내 수분을 건조시키는 수분건조부(60) 및 상기 수분건조부를 통과한 가스내에 유해화합물을 제거하는 제 2가스필터(70)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.A collecting
포집부(10)는 매립지내에 매설되어 LFG 가스를 포집하기 위해 매립지 지면과 수직으로 설치하는 것으로, 매립지를 천공하여 설치하거나 매립초기단계부터 포집관을 수직으로 설치하여 인상한다. 일반적으로 수직유공관은 매립지 상부로부터 바닥까지 매립고의 80% 이상 설치된다. 상기 포집부(10)는 공지의 다양한 포집장치가 적용될 수 있는 것으로 상세한 설명은 생략하기로 한다.The
제 1가스필터(20)는 상기 포집부(10)를 통해 유입되는 LFG 가스를 1차적으로 정제시키기 위한 것으로, 가스의 고체 미립자(불순물), 황화수소, 암모니아 및 수분의 1차제거를 실시한다.The
본 발명에 따른 제 1가스필터(20)는 접촉식 필터를 사용하는데, 이는 케이싱안에 여러개의 천공판을 겹쳐 구성되며, LFG가 상기 제 1가스필터(20)를 통과하는 동안 LFG 내의 고체미립자는 비중에 의하여 자연히 아래로 떨어지게 되고, 증기(Vapor)상태의 수분은 여러개의 겹쳐진 천공판에 접촉된 후 응축됨으로써 아래로 떨어지게 된다.The
수분과 함께 미량의 암모니아도 수분에 용해되어 제거된다. 이때 상기 포집부와 연결되는 제 1가스필터는 LFG가 가스필터 하부에 설치된 입구를 통하여 인입되며, 여러개의 천공판을 거쳐 상부에 구비된 출구를 통하여 통과하게 된다.In addition to moisture, traces of ammonia are dissolved in and removed. At this time, the first gas filter connected to the collecting unit is introduced through the inlet LFG installed in the lower gas filter, and passes through the outlet provided in the upper portion through a plurality of perforated plates.
상기 제 1가스필터(20)는 부식성이 강한 LFG의 특성에 맞추어 부식에 강한 재료를 이용한 여러개의 천공판을 사용함으로서, 반영구적으로 사용이 가능(교체가 불필요)하고, 유지보수가 용이하도록 하였으며, 경제적인 면을 고려하였다.The
브로워(30)는 매립지에 매설된 상기 포집부(10)를 통해 LFG를 흡입시키기 위 한 흡입력과 다음 공정을 위해 토출하기 위한 압력을 제공하기 위한 구성으로써, 상기 제 1가스필터(20)의 후단에 설치되어 흡입력을 공급한다.The
상기 브로워(30)는 흡입 압력을 mmAq 단위로 조정 가능하게 구비하여 흡입 시 포집부에 불순물 및 공기의 유입을 방지할 수 있도록 함으로써 연료로서 사용 가능한 성분비의 LFG 포집이 가능하다. 또한 포집부의 상태에 따라 일정 범위내에서 흡입압의 가감조정이 가능하도록 하여 매립장내의 주변 환경(기후에 따른 압력, 포집관의 흡입압력 변동 등)등에 대응할 수 있도록 설계하였다.The
기존의 압축기를 사용하는 LFG 포집의 경우, 상기 브로워(30) 보다는 높은 압력으로 일정하게 흡입하기 때문에 매립장의 상태에 따른 흡입의 조정이 어렵고, 운전 시 기기와 가까운 곳의 포집관을 통하여 대기중의 공기가 흡입되기 때문에 LFG와 혼합되어 있는 메탄 농도가 38%이하가 되어 연료가스로서 사용이 불가능하게 되는 문제점이 발생하거나, 고형 불순물등이 유입으로 기기의 부식 및 고장을 빈번하게 일으킬 수 있다.In the case of the LFG collection using the conventional compressor, since suction is constantly suctioned at a higher pressure than the
따라서 본 발명에서는 흡입 포집을 위하여 상기 브로워(30)를 사용하며, 매립가스 압축공정의 온도계산은 단열압축(Adiabatic Compression)을 가정하여 적용 및 계산한다.Therefore, in the present invention, the
여기서, K = 비열 계수 (Cp/Cv),무차원수 Where K = specific heat coefficient (Cp / Cv), dimensionless number
T1 = 가스의 입구 온도, 313KT 1 = inlet temperature of the gas, 313 K
T2 = 압축가스의 출구 온도, KT 2 = outlet temperature of the compressed gas, K
r = 가스 압축비(절대압 비율,Pd/Ps), 무차원, 1.68r = gas compression ratio (absolute pressure ratio, P d / P s ), dimensionless, 1.68
= 체적 효율, FRACTION, 0.78 = Volumetric efficiency, FRACTION, 0.78
상기 브로워(30)의 출구 온도 상승률은 체적효율에 반비례하고, 가스 압축비의 크기에 비례한다. 하지만, 열전달에 의하여 열은 외부로 전달되므로 토출 온도는 계산결과 보다 낮다. 실제 브로워의 종류에 따라 흡입압과 토출압의 차압(ΔP)은 100mmH2O 당 8 ~ 12도 상승된다.The rate of increase of the outlet temperature of the
세정탑(40)은 세정수를 분사하여 상기 브로워를 통과한 가스의 불순물을 제거한다.The
대량의 LFG를 포집하여 자원화 하는 경우 LFG 내 미량의 황화수소, 암모니아 및 VOC(휘발성 유기화합물)등을 충진물과 접촉시키는 동시에 물을 분사하여 용해시켜 제거하기 위하여 구비된다. 또한 상기 브로워(30)의 흡입압과 토출압의 차압(ΔP)이 높아 브로워 후단의 온도가 크게 상승하는 경우, 후술할 응축부의 전열면적과 냉각수 공급부의 용량을 축소하기 위하여 경제성을 고려하여 설치되어야 한다.When collecting large amounts of LFG, it is provided to contact traces of hydrogen sulfide, ammonia, and VOC (volatile organic compounds) in the LFG and spray water to dissolve and remove them. In addition, when the temperature of the rear end of the blower is increased due to a high differential pressure ΔP between the suction pressure and the discharge pressure of the
상기 세정탑(40)은 여러개의 분사노즐이 설치되어 있어 연속적으로 물을 분사시키는 세정과정과, 세정된 LFG를 충진물과 접촉시키는 접촉과정으로 실시하고, 세정에 사용된 세정수는 다시 집수시키고 이를 강제 순환하여 다시 공급하는 과정을 거치며, 순환되는 세정수의 pH 농도를 측정하고 새로운 세정수 공급여부를 결정한 후 순환하는 과정으로 이루어진다.The
LFG 내 황화수소, 암모니아 및 VOC등의 농도에 따라 제거에 유효한 약품을 혼합하여 사용할 수 있다.Depending on the concentration of hydrogen sulfide, ammonia and VOC in LFG, it is possible to use a mixture of chemicals effective for removal.
LFG는 상기 세정탑의 하부 입구를 통하여 인입되며, 상술한 세정구간을 거친 후 상부의 출구를 통하여 다음 공정인 응축부(Condenser)로 이송된다.The LFG is introduced through the lower inlet of the scrubber tower, and after passing through the scrubbing section described above, is transferred to the condenser which is the next process through the upper outlet.
응축부(50)는 상기 브로워를 통과한 가스의 온도가 높아 자연발화의 위험이 있으므로 가스의 온도를 안정한 온도로 냉각시키기 위하여 구비된다.The
상기 브로워(30)를 통과한 LFG 내의 수분은 습포화증기 상태로 존재하므로, 상기 응축부(50 ; Condenser)를 통과시켜 LFG의 온도를 노점온도(dew point)까지 낮추어 포화증기 상태의 수분을 응축시켜 제거한다.Since the moisture in the LFG passing through the
LFG 내에 포함된 수분은 연료로 사용하고자 하는 기기의 연소방해, 불완전연소, 점화를 소화시키거나, 운전 중 불완전한 가스성분비에 의한 급작스런 정지, 고장 및 기기와 배관 등의 부식을 일으킬 수 있기 때문에 상기 응축부(50)를 통하여 수분을 최대한 제거한다. 또한, 응축되는 과정에서 잔존하는 미량의 황화수소와 암모니아는 수분이 응축된 응축수에 용해되어 배출됨으로 상기 응축부를 통해 2차 제거과정을 거치게 된다.The moisture contained in the LFG may cause combustion disturbance, incomplete combustion, ignition of the device to be used as fuel, or sudden stop, failure and corrosion of the device and piping due to incomplete gas component ratio during operation. The water is removed through the
상기 응축부(50)를 통과한 LFG의 온도는 5 내지 8도로 유지되며, 함유된 수분은 약 92 내지 94% 제거된 포화증기 상태로 유지된다.The temperature of the LFG passing through the
이때 상기 응축부를 통해 수분을 응축시킬 때 냉각수를 공급하기 위한 냉각수 공급부(51 ; Chiller)가 더 구비된다. 냉각수 공급부(51)는 8 내지 5℃의 냉각수를 상기 응축부로 공급 및 순환시킴으로써 응축부에 유입되는 LFG의 수분을 응축하여 제거할 수 있다.At this time, the cooling water supply unit 51 (Chiller) for supplying the cooling water when condensing the water through the condensation unit is further provided. The cooling
한편, 계절이나 지역에 따른 주변 온도의 변화에 고려하여 상기 응축부를 통과하지 않고 바이패스될 수 있는 바이패스부(52)가 더 설치될 수 있다. 주변 온도가 노점온도와 가까워지는 겨울철이나 추운지방의 경우 상기 응축부의 운전을 중지시키고, 응축부의 유입구와 유출구를 바이패스부(52)로 연결한다. 상기 브로워를 통과한 포화증기상태의 LFG가 상기 바이패스부의 관내에서 후술할 수분건조부(60)까지의 관내에서 수분이 응축되어 제거된다. 더불어 가스의 온도도 외부 온도에 의해 응축부 없이도 낮은 온도로 유지될 수 있다.On the other hand, in consideration of the change in the ambient temperature according to the season or region may be further provided a
수분건조부(60)는 수분 건조기(De-humidifier)를 이용하여 LFG에 내 수분을 건조에 의해 제거한다. 상기 응축부를 통과한 LFG의 온도는 8 내지 5℃, 수분의 함량은 0.7%이하의 포화증기이다. 상기 수분건조부는 LFG 내 잔존하는 0.7%의 증기상태인 수분을 제거 및 팽창시키고, 발전기, 보일러 등의 발전설비(120) 및 저장설비(130) 등 LFG가 연료로서 요구되는 가스의 온도를 적정하게 상승시켜 공급하기 위하여 구비된다.The
상기 수분건조부의 운전온도는 발전설비나 저장설비까지의 배관길이에 대한 온도강하를 감안하여 50 내지 80℃를 유지하도록 설치하여야 한다. 다만, 어떤 경우라도 50℃ 이상을 유지하도록 하여야 하며, 건조에 의하여 수분함량을 0.3%이하로 낮추어야 한다. 수분 건조기를 통과한 LFG는 건공기에 가까운 포화증기 상태이며, LFG 내 수분은 건조에 의하여 분해 및 제거되고, 잔존하는 수분은 가열에 의해 팽창된 포화증기 상태로 유지된다.The operating temperature of the moisture drying unit should be installed to maintain 50 to 80 ℃ in consideration of the temperature drop for the pipe length to the power generation facility or storage facility. In any case, the temperature should be maintained above 50 ℃ and the moisture content should be lowered below 0.3% by drying. After passing through the water dryer, the LFG is in a saturated steam state close to the dry air, and the moisture in the LFG is decomposed and removed by drying, and the remaining water is maintained in the expanded saturated steam state by heating.
제 2가스필터(70)는 상기 수분건조부를 통과한 LFG 내에 잔존하는 극소량의 유해화합물(황화수소, VOC등)을 최종적으로 제거한다. 기존의 활성탄 흡착등의 방식으로는 높은 유지관리 비용과 농축으로 인한 폭발 또는 2차적 오염의 가능성이 있으므로, 마이크로, 세라믹, 바이오 필터 등을 적용한 상기 제 2가스필터를 사용하여 보다 경제적이고 효과적으로 극소량의 유해화합물을 제거할 수 있다. 이때 LFG 내 유해화합물의 성분비에 따라 유효한 가스필터를 선정 하여야 하며, 화학적 가스필터등과 혼합하여 설치 가능하다.The
더불어 본 발명에서 소각부(80 ; Flare stack)를 상기 브로워(30)의 후단에 설치하여 긴급상황에서 가스의 연료화 가동을 중단하고, 연소시킴으로써 한층 더 높은 안전성을 도모한다.In addition, in the present invention, an incineration portion 80 (flare stack) is installed at the rear end of the
상기 소각부의 가동은 포집하는 LFG 내 메탄의 조성비가 37%이하의 경우, LFG 포집양이 처리할 수 있는 용량을 초과하여 잉여가스에 대한 처리가 필요한 경우, LFG를 연료로 사용하고자 하는 엔진발전기 및 저장설비의 급작스런 운전중지로 인하여 LFG를 처리하고자 하는 경우, 기기의 유지, 보수를 위하여 운전(가스포집)을 정지시 발생하는 매립장의 악취, 자연발화 등을 방지하기 위하여 LFG를 포집하여 소각 처리한다.The operation of the incinerator is performed when the composition ratio of methane in the LFG to be collected is less than 37%, the engine generator to use the LFG as fuel when the treatment of the surplus gas is required to exceed the capacity that the LFG collection amount can handle; If the LFG is to be processed due to sudden stop of the storage facility, the LFG is collected and incinerated to prevent odor and spontaneous ignition of the landfill, which occurs when the operation (Gaspo) is stopped for the maintenance and repair of the equipment. .
상기 소각부는 소각 시 발생하는 고온(약 1700℃정도)에 견딜 수 있도록 내화성을 고려하여야 하며, 연소중 역화(Flash back)가 발생되지 않도록 역화방지기(Flame arrestor)를 소각기 전단에 설치하여야 한다. 또한 브로워, 발전기등 운전되는 기기의 상태에 따라 연동될 수 있도록 하여야 한다. The incinerator should consider the fire resistance to withstand the high temperature (about 1700 ℃) generated during incineration, and a flame arrestor should be installed at the front of the incinerator to prevent flash back during combustion. In addition, it should be possible to interlock according to the condition of the equipment operated such as blower, generator.
또한, 본 발명에서는 응축수 처리부(90)를 상술한 구성들과 이들을 연결하기 위한 배관으로 배수밸브를 설치하여 응축수(침출수)를 집수조에 보내 처리하도록 한다. 이것은 응축수에 의한 2차적인 오염을 방지하고, 기기의 부식등을 방지하기 위함이다.In addition, in the present invention, the
이러한 구성을 통해 연료화된 LFG는 발전설비(120)에 사용될 수 있고, 가스압축부(91)와 가스믹서(92)를 통해 가스 수요자로 분배시킨다.The LFG fueled through this configuration can be used in the
상기 가스압축부(91 ; Gas compressor)는 전처리 정제과정을 거친 정제된 LFG를 도시가스와 혼합하여 연료로서 공급하고자 할 경우 저압의 LFG를 도시가스의 공급압(1.5~5.5㎏/㎠G)과 동일한 압력으로 압축시켜 상기 가스믹서(92)를 통해 도시가스와 혼합 후 저장설비(130)에 저장을 위하여 설치한다. 이때 가스압축기의 종류는 사용조건(공급가스량 및 운전조건등)을 고려해야 한다. The gas compressor (91) is a low-pressure LFG and supply gas (1.5 ~ 5.5 ㎏ / ㎠G) and to supply as a fuel by mixing the purified LFG after the pre-treatment process with the city gas Compressed to the same pressure and mixed with the city gas through the gas mixer 92 is installed for storage in the storage facility (130). At this time, the type of gas compressor should consider the conditions of use (supply gas quantity and operation conditions).
가스믹서(92)는 상기 가스압축부(91)를 통하여 압축 공급되는 LFG와 도시가스를 혼합하기 위하여 설치한다. LFG의 메탄이 가지는 열량(Kcal/Nm3)을 측정하여야 하며, 공급하고자 하는 가스의 열량에 대한 부족분은 도시가스와 혼합하여 저장설비(130)로 공급된다.The gas mixer 92 is installed to mix the LFG and the city gas that are compressed and supplied through the gas compressor 91. The amount of heat (Kcal / Nm3) of methane of the LFG should be measured, and the shortage of the amount of heat of the gas to be supplied is mixed with the city gas and supplied to the storage facility 130.
이와 같이 구성되는 본 발명은 LFG 가스를 효과적으로 포집할 수 있고, 가스화 시스템의 최대 중요점인 안전성을 높게 향상시킬 수 있으며, 경제적인 운전을 달성할 수 있는 이점이 있다.The present invention configured as described above can effectively collect LFG gas, can improve the safety, which is the most important point of the gasification system, and have the advantage of achieving economical operation.
이상, 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. While the invention has been described and illustrated in connection with a preferred embodiment for illustrating the principles of the invention, the invention is not limited to the construction and operation as shown and described.
오히려, 첨부된 청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.Rather, it will be apparent to those skilled in the art that many changes and modifications to the present invention are possible without departing from the spirit and scope of the appended claims. And all such modifications and changes as fall within the scope of the present invention are therefore to be regarded as being within the scope of the present invention.
도 1은 본 발명에 따른 LFG 가스 연료화 장치의 개략적인 구성도,1 is a schematic configuration diagram of an LFG gas fueling device according to the present invention,
도 2는 본 발명에 따른 LFG 가스 연료화 장치를 이용한 연료화 과정을 나타낸 순서도,2 is a flow chart showing a fuelization process using the LFG gas fueling apparatus according to the present invention,
도 3은 본 발명에 따른 LFG 가스 연료화 장치를 적용한 일실시예를 나타낸 구성도,3 is a block diagram showing an embodiment to which the LFG gas fueling device according to the present invention is applied,
도 4는 도 3의 세부 구성을 나타낸 구성도,4 is a configuration diagram showing a detailed configuration of FIG.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10 : 포집부 20 : 제 1가스필터10: collecting part 20: first gas filter
30 : 브로워 40 : 세정탑30: Brower 40: washing tower
50 : 응축부 51 : 냉각수 공급부50: condensation unit 51: cooling water supply unit
52 : 바이패스부 60 : 수분건조부52: bypass unit 60: moisture drying unit
70 : 제 2가스필터 80 : 소각부(Flare stack)70
90 : 응축수 처리부 100 : 가스압축부90: condensate treatment unit 100: gas compression unit
110 : 가스믹서 120 : 발전설비110: gas mixer 120: power plant
130 : 저장설비130: storage facility
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