KR101162315B1 - A CO2 Generating Apparatus and A CO2 Generating Method therefor - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이산화탄소 발생장치 및 그를 이용한 이산화탄소 발생방법에 관한 것이다.
본 발명은 개질촉매가 구비되며 등유를 개질하여 수소를 함유한 개질가스를 생성하는 개질기; 상기 개질기에 의해 개질된 연료를 연소시켜 이산화탄소를 발생시키는 연소기; 및 상기 개질기에 인접하게 장착되며 상기 연소기에 의해 발생된 열로 물을 가열시키는 보일러;를 포함하는 이산화탄소 발생장치를 제공한다.
본 발명에 의하면, 등유를 개질하여 수소를 함유한 청정한 개질가스를 생성하고, 개질가스를 연소시킴으로써 경제적이면서도 유해가스를 배출시키지 않고 작물에 이산화탄소를 공급할 수 있다.The present invention relates to a carbon dioxide generator and a carbon dioxide generating method using the same.
The reformer is provided with a reforming catalyst and reforming kerosene to produce a reforming gas containing hydrogen; A combustor configured to combust the fuel reformed by the reformer to generate carbon dioxide; And a boiler mounted adjacent to the reformer and heating water with heat generated by the combustor.
According to the present invention, carbon dioxide can be supplied to crops without reforming kerosene to produce a clean reformed gas containing hydrogen, and burning the reformed gas without emitting harmful and harmful gases.

Description

이산화탄소 발생장치 및 그를 이용한 이산화탄소 발생방법{A CO2 Generating Apparatus and A CO2 Generating Method therefor}CO2 Generating Apparatus and CO2 Generating Method Using the Same {A CO2 Generating Apparatus and A CO2 Generating Method therefor}

본 발명은 이산화탄소 발생장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 하우스 시설 내부에서 재배되는 작물의 탄소동화작용에 이용되는 이산화탄소를 효율적으로 공급할 수 있는 시설원예 작물재배용 이산화탄소 발생장치와 그를 이용한 이산화탄소 발생방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a carbon dioxide generator. More particularly, the present invention relates to a carbon dioxide generator for horticultural crop cultivation and a method of generating carbon dioxide using the same, which can efficiently supply carbon dioxide used for carbon assimilation of crops grown in house facilities.

일반적으로 식물은 탄소동화작용(Carbon dioide assimilation)의 일종으로서 빛, 이산화탄소와 물을 사용하여 탄수화물(녹말)을 만드는 광합성을 한다. 이런측면에서 식물의 광합성 효율을 증대시키기 위해서는 빛의 세기, 온도 및 대기중의 이산화탄소 농도를 높여주어야 한다.In general, plants are a type of carbon dioide assimilation that use photosynthesis to produce carbohydrates (starch) using light, carbon dioxide, and water. In this respect, in order to increase the photosynthetic efficiency of plants, it is necessary to increase the light intensity, temperature, and carbon dioxide concentration in the atmosphere.

한편, 대기 중의 이산화탄소의 농도는 300 ~ 400 ppm 정도의 함량을 갖는데, 작물이 재배되고 있는 온실 내부에서는 낮 동안에 이산화탄소 농도가 100ppm 이하로 떨어지게 된다.On the other hand, the concentration of carbon dioxide in the atmosphere has a content of about 300 ~ 400 ppm, the concentration of carbon dioxide falls below 100ppm during the day in the greenhouse where the crop is grown.

따라서 원예작물이 재배되는 하우스 시설내에는 작물이 효율적으로 탄소동화작용을 하도록 인위적으로 부족한 이산화탄소를 공급할 필요가 있다. 특히, 토마토, 파프리카 등의 과채류(果菜類) 식물은 과실수확에 소요되는 기간이 길고, 생식 생장과 영양 생장의 구분이 뚜렷하기 때문에 인위적인 이산화탄소 공급이 더욱 필요하게 되며, 약 1000 ~ 3000 ppm 정도의 많은 함량이 요구된다.Therefore, it is necessary to supply artificially insufficient carbon dioxide in a house facility where horticultural crops are grown so that the crops can efficiently carbonize. In particular, fruit and vegetable plants, such as tomatoes and paprika, require a long time to harvest fruit, and a distinction between reproductive growth and nutrient growth is required, so that artificial carbon dioxide supply is more necessary. Many contents are required.

이런 측면에서 시설원예가에서는 작물재배시 이산화탄소를 온실 내부로 필수적으로 공급하고 있으며, 대부분의 작물이 이산화탄소를 공급하면 생장이나 과실의 생산량이 20 ~ 30 % 가량 증가하게 된다. In this respect, the horticulturalist of the facility supplies carbon dioxide into the greenhouse during crop cultivation, and when most crops supply carbon dioxide, the production of fruit or fruit increases by 20 to 30%.

이산화탄소를 원예 시설내부의 작물에 공급하는 방법은 다음과 같은 방법들이 알려져 있다.The following methods are known for supplying carbon dioxide to crops in horticultural facilities.

첫째, 액화 탄산(liquefied carbonic acid)을 직접 작물을 재배하는 하우스 내부에 공급하는 방법이 있다. 그러나 액화 탄산은 가격이 비싸므로 경제적인 측면에서 효율적이지 못하다.First, there is a method of supplying liquefied carbonic acid to the house where the crop is grown directly. However, liquefied carbonate is expensive and inefficient in terms of economy.

둘째, 하우스 내부에 연소기를 설치하여 연소과정 중에 발생되는 이산화탄소를 작물에 공급하는 방법으로서, 여기에 사용되는 연소기는 보일러와, 가스터빈과 엔진을 구비한 발전기가 있다.Secondly, as a method of supplying a crop with carbon dioxide generated during the combustion process by installing a combustor inside the house, the combustor used here includes a boiler, a gas turbine and a generator having an engine.

그러나 보일러와 발전기를 가동하게 되면 식물의 광합성과 생장에 장애가 되는 NOx, SOx 등의 유해 배기가스와 과도한 수증기(H2O)가 생성되므로 이에 대한 후처리 과정이 필요하며, 이로 인해 추가적인 비용이 발생하는 문제가 있다.However, when the boiler and the generator are operated, harmful exhaust gases such as NOx and SOx and excessive water vapor (H 2 O), which hinder plant photosynthesis and growth, require post-treatment, which incurs additional costs. There is a problem.

이러한 측면에서 청정한 가스, 예를 들어 메탄(CH4)을 주성분으로 하는 도시가스(천연가스)를 연료로 사용하는 가스 엔진을 이용하여 이산화탄소를 공급하는 방법이 있다. 가스 엔진을 이용하면 NOx, SOx 등의 유해 배기가스가 거의 발생되지 않는 장점이 있으나 도시 가스의 높은 비용과 수증기를 제거하는 후처리 과정은 여전히 수반되어야 하는 문제는 남게 된다.In this respect, there is a method of supplying carbon dioxide using a gas engine using a clean gas, for example, a city gas (natural gas) mainly composed of methane (CH 4 ) as a fuel. Using a gas engine has the advantage that almost no harmful emissions such as NOx and SOx are generated, but there is still a problem that a high cost of city gas and a post-treatment process to remove water vapor must be accompanied.

더군다나, 대부분의 농촌지역에는 도시가스 배관망이 설치되어 있지 않기 때문에 도시가스 공급을 위해서는 별도의 배관망 설치비용이 소요되는 문제점이 있다.
Furthermore, since most urban areas are not equipped with a city gas pipe network, there is a problem in that a separate pipe network installation cost is required for city gas supply.

이와 같은 문제로 가스를 사용하지 않고 휘발유, 경유 등 액체연료를 사용하여 이산화탄소를 공급하는 방법이 연구되고 있다. 그런데 경유 등 액체연소는 가스 연료에 비해 가격은 저렴하지만 완전 연소가 어렵고 유해배기 가스의 배출량이 높게 된다. 이러한 유해가스 가운데 NOx는 식물의 생장을 저하시키고 에틸렌(C2H6)은 괴사를 일으키는 등 작물 뿐만 아니라 인체에 심각한 영향을 주는 문제가 있다.In order to solve such problems, a method of supplying carbon dioxide using liquid fuel such as gasoline or diesel is being studied without using gas. By the way, liquid combustion such as diesel is cheaper than gas fuel, but it is difficult to burn completely and the emission of harmful exhaust gas is high. Among these harmful gases, NOx deteriorates plant growth, and ethylene (C 2 H 6 ) causes necrosis.

따라서 본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 액체연료를 사용하면서도 시설원예 작물의 생장을 저해시키는 유해물질이 발생되지 않도록 이산화탄소를 공급할 수 있는 이산화탄소 발생장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a carbon dioxide generator that can supply carbon dioxide so that harmful substances that inhibit growth of facility horticultural crops are generated while using liquid fuel.

본 발명은 개질촉매가 구비되며 등유를 개질하여 수소를 함유한 개질가스를 생성하는 개질기; 상기 개질기에 의해 개질된 연료를 연소시켜 이산화탄소를 발생시키는 연소기; 및 상기 개질기에 인접하게 장착되며 상기 연소기에 의해 발생된 열로 물을 가열시키는 보일러를 포함하는 이산화탄소 발생장치를 제공한다.The reformer is provided with a reforming catalyst and reforming kerosene to produce a reforming gas containing hydrogen; A combustor configured to combust the fuel reformed by the reformer to generate carbon dioxide; And a boiler mounted adjacent to the reformer and heating the water with heat generated by the combustor.

여기서 상기 보일러에 의해 발생된 고온고압의 증기에 전기에너지를 생산하는 터빈과 발전기를 구비하는 발전장치를 더 포함할 수 있다.The apparatus may further include a power generator including a turbine and a generator for producing electrical energy in the high temperature, high pressure steam generated by the boiler.

상기 개질기의 전단 또는 후단에 설치되어 개질된 연료를 탈황시키는 탈황부를 더 포함할 수 있다.The desulfurization unit may further include a desulfurization unit installed at a front end or a rear end of the reformer to desulfurize the reformed fuel.

한편, 본 발명은 등유를 개질기를 통과시켜 수소가 함유된 개질가스를 생성하는 개질가스 생성단계; 생성된 개질가스를 연소기로 공급하여 연소시키는 개질가스 연소단계; 및 개질가스 연소결과 발생된 이산화탄소를 작물에 공급하는 이산화탄소 발생/공급 단계를 포함할 수 있다.On the other hand, the present invention is a reformed gas generation step of producing a reformed gas containing hydrogen by passing the kerosene reformer; A reformed gas combustion step of supplying the generated reformed gas to a combustor for combustion; And carbon dioxide generation / supply step of supplying the crops with carbon dioxide generated as a result of reformed gas combustion.

여기서 상기 연소기에 의해 발생되는 열에 의해 보일러 내부의 물을 가열하면서 고온고압의 증기를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method may further include generating steam at high temperature and high pressure while heating water in the boiler by the heat generated by the combustor.

이어서 상기 보일러로부터 공급된 고온고압의 수증기에 의해 발전하여 전기에너지를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.Subsequently, power generation by the high temperature and high pressure steam supplied from the boiler may further include generating electrical energy.

상기 연소기로 공급되는 개질가스를 탈황부에 의해 황을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.
The method may further include removing sulfur by the desulfurization unit from the reformed gas supplied to the combustor.

본 발명에 의하면, 등유를 개질하여 수소를 함유한 청정한 개질가스를 생성한 후, 개질가스를 연소시킴으로써 경제적이면서도 유해가스를 배출시키지 않고 작물에 이산화탄소를 공급할 수 있다.According to the present invention, after reforming kerosene to produce a clean reformed gas containing hydrogen, carbon dioxide can be supplied to crops without economical and harmful gas emission by burning the reformed gas.

또한, 본 발명의 이산화탄소 발생장치는 하우스 내부에 이산화탄소를 공급하는 목적 이외에 작물의 재배에 필요한 전기, 열, 수분 등을 공급하는 기능을 함께 수행할 수 있다. 따라서, 기존의 하우스처럼 별도로 보일러를 설치하지 않고 본 발명의 이산화탄소 발생장치 하나로 다양한 목적을 수행할 수 있게 된다.In addition, the carbon dioxide generator of the present invention may perform a function of supplying electricity, heat, moisture, etc. necessary for the cultivation of crops in addition to the purpose of supplying carbon dioxide into the house. Therefore, it is possible to perform various purposes with one carbon dioxide generator of the present invention without installing a separate boiler like a conventional house.

나아가, 본 발명은 이산화탄소 배출량을 규제하여 '탄소배출권'을 규정하고 있는 국제적인 추세에 부응하여 이산화탄소를 식물에 공급하여 산소를 재생산할 수 있기 때문에 이산화탄소의 배출문제를 원활하게 해결하도록 하는 수단이 될 수 있다.
Furthermore, the present invention can be a means to smoothly solve the problem of carbon dioxide emission because it can reproduce the oxygen by supplying carbon dioxide to plants in response to the international trend that regulates carbon dioxide emissions to regulate the 'carbon emission rights'. have.

도 1은 본 발명의 이산화탄소 발생장치의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 이산화탄소 발생 방법에 대한 흐름도이다.1 is a schematic configuration diagram of a carbon dioxide generator of the present invention.
2 is a flow chart of the carbon dioxide generating method of the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals are used to designate the same or similar components throughout the drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

도 1은 본 발명의 이산화탄소 발생장치의 개략적인 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram of a carbon dioxide generator of the present invention.

본 발명의 이산화탄소 발생장치(100)는 등유를 개질하여 수소를 함유하는 개질가스를 생성하는 개질기(130)와, 개질가스를 연소시켜 이산화탄소를 발생시키는 연소기(110)와, 상기 연소기(110)에 의해 발생된 열로 물을 가열시키는 보일러(120)와, 상기 보일러(120)에 의해 발생된 고온고압의 증기를 통해 전기에너지를 생산하는 발전장치(150, 160)를 포함하여 이루어질 수 있다.The carbon dioxide generator 100 of the present invention includes a reformer 130 for reforming kerosene to produce a reformed gas containing hydrogen, a combustor 110 for combusting the reformed gas to generate carbon dioxide, and the combustor 110. It may include a boiler (120) for heating the water by the heat generated by, and the generators (150, 160) for producing electrical energy through the high-temperature, high-pressure steam generated by the boiler (120).

상기 개질기(130)(Reformer)는 구체적으로 도시하지는 않았지만 버너와, 다수의 증발기와, 개질촉매(133)를 포함하여 구성될 수 있는데, 액체 연료인 등유를 개질하여 수소를 함유하는 개질가스를 생성한다. 상기 개질기(130)를 통해 생성된 개질가스는 연료 전지의 연료 등에 이용될 수 있는데 본 발명에서는 연소기(110)의 연료로 사용되며, 연소 결과 이산화탄소를 포함한 연소가스를 발생시킨다.Although not shown in detail, the reformer 130 may include a burner, a plurality of evaporators, and a reforming catalyst 133. The reformer 130 reforms kerosene, which is a liquid fuel, to generate reformed gas containing hydrogen. do. The reformed gas generated through the reformer 130 may be used as a fuel of a fuel cell. In the present invention, the reformed gas is used as a fuel of the combustor 110 and generates combustion gas including carbon dioxide as a result of combustion.

등유(kerosene)는 원유로부터 분별증류하여 얻는 끓는점의 범위가 180~250 ℃인 석유로서, 등유는 액체이므로 저장 및 수송이 도시가스에 비해 간편하고 가격이 휘발유나 경유에 비해 저렴하다. 따라서 액체연료인 등유를 개질시킨 수소 함유 가스로 연소기(110)를 가동시키면, 상기 연소기(110)를 통해 발생된 이산화탄소를 원예시설 작물에 저렴한 비용으로 공급할 수 있기 때문에 경제적인 효과가 증대된다.Kerosene is a petroleum with a boiling point of 180-250 ° C obtained by fractional distillation from crude oil. Kerosene is a liquid, so storage and transportation are simpler than city gas and cheaper than gasoline or diesel. Therefore, when the combustor 110 is operated with hydrogen-containing gas modified with kerosene, which is a liquid fuel, the economic effect is increased because carbon dioxide generated through the combustor 110 can be supplied to the horticultural crop at low cost.

등유의 개질 반응에 사용되는 촉매는 니켈(Ni) 금속, 백금 등의 8족 전이금속 담지 촉매들이 사용될 수 있다.As the catalyst used for the kerosene reforming reaction, catalysts supporting Group 8 transition metals such as nickel (Ni) metal and platinum may be used.

한편, 상기 개질기(130)는 인접된 보일러(120)에 의해 열을 공급받게 되면서 개질 반응에 필요한 적정한 온도를 유지하도록 상기 개질기(130)와 보일러(120)는 적정한 거리로 인접하도록 구성될 수 있다. On the other hand, the reformer 130 may be configured to be adjacent to the reformer 130 and the boiler 120 at an appropriate distance to receive the heat by the adjacent boiler 120 to maintain the proper temperature required for the reforming reaction. .

예를 들어 상기 개질기(130)는 상기 보일러(120) 중간에 설치되어 열을 흡수할 수 있도록 설치될 수 있다. 물론 개질기(130)는 개질에 필요한 열을 연소기(110)에서 배출되는 연소가스의 열을 이용하도록 연소기(110)와 인접되게 배치될 수도 있다.For example, the reformer 130 may be installed in the middle of the boiler 120 to absorb heat. Of course, the reformer 130 may be disposed adjacent to the combustor 110 to use the heat of the combustion gas discharged from the combustor 110 to heat the reformer 130.

등유를 개질하는 경우 개질 반응 온도가 400 ~ 500 ℃를 갖도록 개질기(130) 내부의 온도는 제어될 수 있다.When reforming kerosene, the temperature inside the reformer 130 may be controlled such that the reforming reaction temperature has 400 to 500 ° C.

참고로 개질반응 온도는 촉매에 따라 따르지만 일반적으로 연료 전지 등에 사용되는 메탄가스를 이용한 개질 온도는 보통 700 ~ 800 ℃ 정도이며, 연료전지 등에 사용하기 위한 적절한 수소 수율을 얻을 수 있다.For reference, the reforming reaction temperature depends on the catalyst, but the reforming temperature using methane gas, which is generally used for a fuel cell, is generally about 700 to 800 ° C., and an appropriate hydrogen yield for the fuel cell can be obtained.

그런데 이산화탄소 공급장치에 사용하기 위한 등유 개질기는 연소특성을 개선할 수 있는 정도의 소량의 수소만이 포함되어도 기술적으로 문제가 없기 때문에 본 발명의 등유를 개질시키는 개질 반응은 전환율이 좀 낮아도 큰 문제가 없다. However, the kerosene reformer for use in the carbon dioxide feeder has no technical problem even if it contains only a small amount of hydrogen to improve combustion characteristics, so the reforming reaction for reforming the kerosene of the present invention has a big problem even if the conversion rate is a little low. none.

따라서 개질 온도가 400 ~ 500 ℃ 정도만 되어도 충분하며, 개질 반응 온도가 낮아져 수율이 낮아도 충분하다.Therefore, the reforming temperature is only 400 ~ 500 ℃ is enough, the reforming reaction temperature is low, even if the yield is low enough.

상기 개질기(130)를 통해 등유와 물을 혼합시킨 연료를 열을 가해 연소시키면 아래와 같은 반응식을 얻을 수 있다.When the fuel mixed with kerosene and water is burned by applying heat through the reformer 130, the following reaction equation may be obtained.

aC8Hn + bH2O → αH2 + βCO + γCO2 + δH2O aC 8 H n + bH 2 O → αH 2 + βCO + γCO 2 + δH 2 O

이와 같이 개질 반응으로 다량의 수소(H2), 일산화탄소(CO), 이산화탄소(CO2)를 포함한 혼합가스인 개질가스와 수증기가 얻어진다. In this way, the reforming reaction yields a reformed gas and steam which are a mixed gas containing a large amount of hydrogen (H 2 ), carbon monoxide (CO), and carbon dioxide (CO 2 ).

여기서 수소가 함유된 개질가스는 청정에너지원으로 연소특성이 우수하기 때문에 연소시 발생되는 오염물질을 줄일 수 있어 미래 에너지원으로 주목받고 있다. 이처럼 수소를 다량 함유한 개질가스는 연소기(110)로 보내져 오염물질을 발생시키지 않으면서 연소될 수 있고, 수증기는 보일러(120)에 보내질 수 있다.Here, hydrogen-containing reformed gas is a clean energy source, and has excellent combustion characteristics. Therefore, it is attracting attention as a future energy source because it can reduce pollutants generated during combustion. As such, the reformed gas containing a large amount of hydrogen may be sent to the combustor 110 to be combusted without generating pollutants, and water vapor may be sent to the boiler 120.

상기 연소기(110)는 개질가스를 연소시켜 이산화탄소 등을 포함한 연소가스를 발생시킨다. 상기 연소기(110)로부터 발생된 이산화탄소는 하우스 등 시설 내부에 공급되어 작물의 탄소동화작용을 돕도록 사용될 수 있다.The combustor 110 generates a combustion gas including carbon dioxide by burning the reformed gas. Carbon dioxide generated from the combustor 110 may be supplied to the inside of a facility such as a house to help the carbon assimilation of the crop.

그런데 상기 연소기(110)의 연소결과 얻어진 연소가스는 고온이기 때문에 고온의 이산화탄소를 바로 식물에 공급하는 것은 무리가 있다. 따라서 상기 개질가스를 통한 연소라인은 연소기(110), 보일러(120), 개질기(130)를 지나면서 발생된 이산화탄소의 온도를 점차 낮추도록 구성될 수 있다. However, since the combustion gas obtained as a result of the combustion of the combustor 110 is a high temperature, it is unreasonable to directly supply high temperature carbon dioxide to a plant. Therefore, the combustion line through the reforming gas may be configured to gradually lower the temperature of the carbon dioxide generated while passing through the combustor 110, the boiler 120, and the reformer 130.

즉, 상기 연소기(110)의 연소가스는 고온의 열을 상기 보일러(120)와 상기 개질기(130)에 전해주면서 보일러(120)와 개질기(130)의 열효율을 높여준다. 따라서 상기 연소라인을 지난 연소가스는 식물에 공급할 수 있을 정도로 온도가 낮아진다. That is, the combustion gas of the combustor 110 increases the thermal efficiency of the boiler 120 and the reformer 130 while transferring high temperature heat to the boiler 120 and the reformer 130. Therefore, the temperature of the combustion gas passing through the combustion line is low enough to supply the plant.

그리고 상기 개질기(130)를 통과한 연소가스 중의 수증기를 응축시켜 각각 물과 이산화탄소로 분리시켜 배출되도록 하는 복수기(171)가 구비된다.In addition, a condenser 171 is provided to condense the water vapor in the combustion gas passing through the reformer 130 to separate the water and carbon dioxide and discharge the same.

따라서 상기 연소기(110)로부터 발생된 고온의 연소가스가 보일러(120)와 개질기(130)를 통과한 후 온도가 낮아지게 되면, 상기 복수기(171)에 의해 응축된 물은 (1)번 라인처럼 배출되고 응축되지 않은 이산화탄소를 포함한 가스 성분은 (2)번 라인처럼 시설원예 하우스 내부로 공급된다.Therefore, when the high temperature combustion gas generated from the combustor 110 passes through the boiler 120 and the reformer 130 and the temperature is lowered, the water condensed by the condenser 171 is like line (1). Gas constituents, including the carbon dioxide that is released and not condensed, are fed into the horticulture house as in line (2).

여기서 (1)번 라인으로 배출되는 물은 하우스 재배용이나 다른 용도로 활용될 수 있고, (2)번 라인으로 배출되는 이산화탄소는 식물의 탄소동화작용을 돕게 된다.Here, the water discharged to line (1) may be used for house cultivation or other uses, and the carbon dioxide discharged to line (2) may help the plant's carbon assimilation.

한편, 상기 개질기(130)와 상기 연소기(110) 사이에는 개질된 연료를 탈황시키는 탈황부(135)가 더 설치될 수 있다. 상기 탈황부(135)는 등유를 개질하면서 발생되는 황(S)을 제거시킴으로써 연소기(110)에 의해 연소되는 개질가스를 더욱 청정하게 만들어 유해물질 없는 깨끗한 이산화탄소를 발생 공급하도록 한다.Meanwhile, a desulfurization unit 135 for desulfurizing the reformed fuel may be further installed between the reformer 130 and the combustor 110. The desulfurization unit 135 removes sulfur (S) generated while reforming kerosene, thereby making the reformed gas burnt by the combustor 110 more clean, thereby generating and supplying clean carbon dioxide without harmful substances.

상기 탈황부(135)는 도 1에 도시된 바와 같이 상기 개질기(130)의 후단에 설치될 수 있으나, 상기 개질기(130)의 전단, 즉 등유공급부(140)와 개질기(130)의 사이에 설치될 수도 있다. 이는 등유에 이미 포함되어 있는 황(S)을 미리 제거함으로써 개질촉매가 손상되는 것을 방지하기 위함이다. 물론 전술한 바와 같이, 등유가 개질되면서 생성되는 황(S)은 개질기(130)와 연소기(110) 사이에 탈황부(135)를 설치하여 추가적으로 제거가 가능하다.The desulfurization unit 135 may be installed at the rear end of the reformer 130 as shown in FIG. 1, but is disposed between the front end of the reformer 130, that is, between the kerosene supply unit 140 and the reformer 130. May be This is to prevent damage to the reforming catalyst by removing sulfur (S) already included in the kerosene in advance. Of course, as described above, sulfur (S) generated while the kerosene is reformed may be further removed by installing a desulfurization unit 135 between the reformer 130 and the combustor 110.

상기 연소기(110)에 의해 개질가스가 연소가 이루어지면 열이 발생하는데, 발생된 열로 보일러(120) 내부의 물을 가열시킬 수 있다. 상기 보일러(120)는 하우스 내부의 온도를 조절하거나 작물에 필요한 수분을 공급하는 역할을 아울러 수행하며, 내부의 물을 고온 고압의 수증기로 변환시킨다.When the reformed gas is combusted by the combustor 110, heat is generated, and the generated heat may heat water inside the boiler 120. The boiler 120 performs a role of controlling the temperature inside the house or supplying the necessary water to the crop, and converts the water inside into steam of high temperature and high pressure.

한편, 상기 보일러(120)에 의해 발생된 고온고압의 증기는 발전장치(150, 160)를 통해 전기에너지를 생산한다. 상기 발전장치(150, 160)는 상기 보일러(120)에 의해 발생된 고온고압의 증기에 의해 회전하는 터빈(150)과, 터빈(150)의 기계적인 에너지를 전기에너지로 변환하여 저장하는 발전기(160)를 포함하여 이루어질 수 있다.On the other hand, the high temperature and high pressure steam generated by the boiler 120 produces electrical energy through the generators (150, 160). The generators 150 and 160 may include a turbine 150 that is rotated by a high temperature, high pressure steam generated by the boiler 120, and a generator that converts and stores mechanical energy of the turbine 150 into electrical energy. 160).

상기 발전장치(150, 160)를 통해 생산된 전기에너지는 상술한 연소기(110), 보일러(120), 개질기(130)에 전원을 공급하는 수단으로 사용될 수 있으며, 하우스 내부 시설에 필요한 조명시설 등의 보조전원으로 사용될 수도 있다.The electrical energy produced through the power generation devices 150 and 160 may be used as a means for supplying power to the combustor 110, the boiler 120, and the reformer 130 described above. It can also be used as an auxiliary power source.

이처럼 본 발명의 이산화탄소 발생장치(100)는 하우스 내부에 이산화탄소를 공급하는 목적 이외에 작물의 재배에 필요한 전기, 열, 수분 등을 공급하는 기능을 함께 수행할 수 있다. 따라서, 기존의 하우스처럼 별도로 보일러를 설치하지 않고 본 발명의 이산화탄소 발생장치(100) 하나로 다양한 목적을 수행할 수 있게 된다.As described above, the carbon dioxide generator 100 of the present invention may perform a function of supplying electricity, heat, moisture, etc. necessary for the cultivation of crops in addition to the purpose of supplying carbon dioxide into the house. Therefore, the carbon dioxide generator 100 of the present invention can perform various purposes without installing a separate boiler like a conventional house.

한편, 전술한 본 발명의 이산화탄소 발생장치(100)는 개질기(130)로 등유를 공급하는 등유공급부(140)와, 수증기를 응축시키는 복수기(170)와, 상기 복수기(170)에 의해 응축된 물을 외부로 배출하는 회수펌프(180)와, 보일러(120)에 물을 공급하는 급수펌프(190)를 더 구비할 수 있다.Meanwhile, the carbon dioxide generator 100 of the present invention described above includes a kerosene supply unit 140 for supplying kerosene to the reformer 130, a condenser 170 for condensing water vapor, and water condensed by the condenser 170. It may be further provided with a recovery pump 180 for discharging the water and a feed pump 190 for supplying water to the boiler (120).

도 2는 본 발명의 이산화탄소 발생 방법에 대한 흐름도이다.2 is a flow chart of the carbon dioxide generating method of the present invention.

이하, 상술한 이산화탄소 발생장치(100)의 작용에 대해 전술한 도면과 도 2 를 참조하여 정리하면 다음과 같다.Hereinafter, the operation of the above-described carbon dioxide generator 100 will be described with reference to the above-described drawings and FIG. 2.

먼저, 등유공급부(140)로부터 등유를 개질기(130)를 통과시켜 수소가 함유된 개질가스를 생성하는 개질가스 생성단계(S10)를 수행한다. 개질기(130)로부터 개질가스가 생성되면, 생성된 개질가스를 연소기(110)로 공급하여 연소시키는 개질가스 연소단계(S20)가 이어진다.First, the kerosene is passed through the reformer 130 from the kerosene supply unit 140 to perform a reformed gas generation step (S10) of generating a reformed gas containing hydrogen. When the reformed gas is generated from the reformer 130, the reformed gas combustion step S20 of supplying the generated reformed gas to the combustor 110 for combustion is continued.

연소기(110)가 개질가스를 연소시키면, 연소결과 이산화탄소가 발생되며, 발생된 이산화탄소를 하우스 내부의 작물에 공급한다(S30). 이때 개질가스를 연소시킨 고온의 연소가스는 보일러(120), 개질기(130)에 열을 전해주면서 온도가 낮아진 후 복수기(171)에 의해 수분은 응축되어 별도로 배출되고 이산화탄소를 포함하는 가스 성분만 하우스 내부로 공급할 수 있다.When the combustor 110 burns the reformed gas, carbon dioxide is generated as a result of the combustion, and the generated carbon dioxide is supplied to the crop inside the house (S30). At this time, the high temperature combustion gas which burns the reformed gas is transferred to the boiler 120 and the reformer 130 and the temperature is lowered, and then the water is condensed by the condenser 171 to be discharged separately, and only the gas component including carbon dioxide is housed. Can be supplied internally.

여기서 연소기(110)로 공급되는 개질가스는 탈황부(135)에 의해 황이 제거되어 청정한 가스 상태로서 연소후에 작물에 유해한 유해가스를 발생시키지 않게 된다.Here, the reformed gas supplied to the combustor 110 is sulfur removed by the desulfurization unit 135 and thus does not generate harmful gas to the crop after combustion as a clean gas.

상기 연소기(110)에 인접한 보일러(120)는 상기 연소기(110)에 의해 발생되는 열에 의해 물을 가열하면서 고온고압의 증기를 생성한다(S4O). 여기서 상기 보일러(120)에 인접한 개질기(130)는 보일러(120)로부터 공급될 열에 의해 등유 개질에 필요한 적정 온도를 유지하도록 제어될 수 있다.The boiler 120 adjacent to the combustor 110 generates steam of high temperature and high pressure while heating water by heat generated by the combustor 110 (S4O). Here, the reformer 130 adjacent to the boiler 120 may be controlled to maintain an appropriate temperature for kerosene reforming by heat to be supplied from the boiler 120.

그리고 상기 개질기(130)에 인접한 발전장치(150, 160)는 보일러(120)부터 공급된 고온고압의 수증기에 의해 터빈(150)을 돌리고 발전기(160)는 전기를 생성하여 저장된다(S50). 상기 발전장치(150, 160)를 통해 생산된 전기에너지는 상술한 연소기(110), 보일러(120), 개질기(130)에 전원을 공급하는 수단으로 사용될 수 있으며, 하우스 내부 시설에 필요한 조명시설 등의 보조전원으로 사용될 수 있다.In addition, the generators 150 and 160 adjacent to the reformer 130 rotate the turbine 150 by the high temperature and high pressure steam supplied from the boiler 120, and the generator 160 generates and stores electricity (S50). The electrical energy produced through the power generation devices 150 and 160 may be used as a means for supplying power to the combustor 110, the boiler 120, and the reformer 130 described above. Can be used as an auxiliary power source for

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention but to describe the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

100 : 이산화탄소 발생장치 110 : 연소기
120 : 보일러 130 : 개질기
133 : 개질촉매 135 : 탈황부
150 : 터빈 160 : 발전기
170 : 복수기 180 : 회수펌프
190 : 급수펌프100: carbon dioxide generator 110: combustor
120: boiler 130: reformer
133: reforming catalyst 135: desulfurization unit
150: turbine 160: generator
170: condenser 180: recovery pump
190: water supply pump

Claims (7)

개질촉매가 구비되며 등유를 개질하여 수소를 함유한 개질가스를 생성하는 개질기;
상기 개질기에 의해 개질된 연료를 연소시켜 이산화탄소를 발생시키는 연소기; 및
상기 개질기에 인접하게 장착되며 상기 연소기에 의해 발생된 열로 물을 가열시키는 보일러;를 포함하는 이산화탄소 발생장치.A reformer having a reforming catalyst and reforming kerosene to produce a reforming gas containing hydrogen;
A combustor configured to combust the fuel reformed by the reformer to generate carbon dioxide; And
And a boiler mounted adjacent to the reformer and heating the water with heat generated by the combustor. 제1항에 있어서,
상기 보일러에 의해 발생된 고온고압의 증기에 전기에너지를 생산하는 터빈과 발전기를 구비하는 발전장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 발생장치.The method of claim 1,
Carbon dioxide generator further comprises a power generation device having a turbine and a generator for producing electrical energy in the high-temperature, high-pressure steam generated by the boiler. 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 개질기의 전단 또는 후단에 설치되어 연료를 탈황시키는 탈황부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 발생장치.The method according to claim 1 or 2,
And a desulfurization unit installed at the front end or the rear end of the reformer to desulfurize fuel. 등유를 개질기를 통과시켜 수소가 함유된 개질가스를 생성하는 개질가스 생성단계;
생성된 개질가스를 연소기로 공급하여 연소시키는 개질가스 연소단계; 및
개질가스 연소결과 발생된 이산화탄소를 작물에 공급하는 이산화탄소 발생/공급 단계;를 포함하는 이산화탄소 발생 방법.A reforming gas generation step of passing the kerosene through a reformer to generate a reformed gas containing hydrogen;
A reformed gas combustion step of supplying the generated reformed gas to a combustor for combustion; And
And a carbon dioxide generation / supply step of supplying the crops with carbon dioxide generated as a result of reformed gas combustion. 제4항에 있어서,
상기 연소기에 의해 발생되는 열에 의해 보일러 내부의 물을 가열하면서 고온고압의 증기를 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 발생 방법.The method of claim 4, wherein
And generating a high temperature and high pressure steam while heating the water inside the boiler by the heat generated by the combustor. 제5항에 있어서,
상기 보일러로부터 공급된 고온고압의 수증기에 의해 발전하여 전기에너지를 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 발생 방법.The method of claim 5,
And generating electric energy by generating electricity by the high temperature and high pressure steam supplied from the boiler. 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 연소기로 공급되는 개질가스를 탈황부에 의해 황을 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 발생 방법.7. The method according to any one of claims 4 to 6,
And removing sulfur by a desulfurization unit from the reformed gas supplied to the combustor.
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