KR101369876B1 - Apparatus and Method for Producing Electricity of Commercial Ship - Google Patents

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Abstract

운임을 받고 여객이나 화물을 수송하거나 서비스를 제공하는 상선에서 필요한 전기를 생산하는 장치로서, 메탄화용 액상 연료를 분해하여 메탄화시키는 메탄화기와, 상기 메탄화기에서 생성된 메탄을 개질반응시켜서 합성가스를 생성하는 개질반응기와, 상기 개질반응기에서 메탄이 개질반응되어 생성된 합성가스를 전기화학적으로 반응시켜서 전기를 생산하는 연료전지를 포함하는 것을 특징으로 하는 상선의 전기 생산 장치가 개시된다.

Figure R1020090067290

상선, 메탄화용 액상 연료, 메탄, 개질반응기, 연료전지

A device for producing electricity required by a merchant ship that receives freight and transports or services, comprising a methane that decomposes and methanates a liquid fuel for methanation, and reformes and reacts methane generated in the methane to produce a synthesis gas. Disclosed is a commercial vessel electric production apparatus comprising a reforming reactor to be produced and a fuel cell for producing electricity by electrochemically reacting syngas produced by reforming and reacting methane in the reforming reactor.

Figure R1020090067290

Merchant Marine, Liquid Fuel for Methanation, Methane, Reforming Reactor, Fuel Cell

Description

상선의 전기 생산 장치 및 방법 {Apparatus and Method for Producing Electricity of Commercial Ship}Apparatus and Method for Producing Electricity of Commercial Ship}

본 발명은 상선의 전기 생산 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 상선에서 필요한 전기를 생산하는 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for producing electricity on a merchant ship, and more particularly, to an apparatus and method for producing electricity required for a merchant ship.

상선(Commercial Ship)은 운임을 받고 여객이나 화물을 수송하거나 서비스를 제공하는 선박으로서, 선박 내부에서 사용하는 전력을 생산하기 위해서 일반적으로 디젤 발전기를 사용한다.Commercial ships are vessels that receive freight, transport passengers or cargo, or provide services, and generally use diesel generators to generate power for use inside the vessel.

그러나, 디젤 발전기는 열효율이 30-40%로 낮을 뿐만 아니라, 디젤 발전기를 사용하여 전력을 생산할 때에 이산화탄소(CO2), 황산화물(SOX), 질소산화물(NOX) 등의 환경오염물질이 발생하는 문제점이 있다.However, diesel generators not only have low thermal efficiency of 30-40%, but also produce pollutants such as carbon dioxide (CO 2 ), sulfur oxides (SO X ), and nitrogen oxides (NO X ). There is a problem that occurs.

따라서, 본 발명은, 이러한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 열효율이 높고 또한 환경오염물질을 배출하지 않으면서 상선에서 필요한 전기를 생산하도록 구성된 상선의 전기 생산 장치 및 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.Accordingly, an object of the present invention is to solve the problems of the prior art, and to provide an electric production apparatus and method of a commercial ship configured to produce electricity necessary for a commercial ship without releasing environmental pollutants with high thermal efficiency. It is done.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 의하면, 운임을 받고 여객이나 화물을 수송하거나 서비스를 제공하는 상선에서 필요한 전기를 생산하는 장치로서, 메탄화용 액상 연료를 분해하여 메탄화시키는 메탄화기와, 상기 메탄화기에서 생성된 메탄을 개질반응시켜서 합성가스를 생성하는 개질반응기와, 상기 개질반응기에서 메탄이 개질반응되어 생성된 합성가스를 전기화학적으로 반응시켜서 전기를 생산하는 연료전지를 포함하는 것을 특징으로 하는 상선의 전기 생산 장치가 제공된다.According to an aspect of the present invention for achieving the above object, a device for producing electricity required by a merchant ship that receives freight or passengers or cargo, and services, a methanator for decomposing and methanating liquid fuel for methanation A reforming reactor for generating a synthesis gas by reforming the methane produced in the methanator and a fuel cell for producing electricity by electrochemically reacting the synthesis gas generated by the methane reforming reaction in the reforming reactor. There is provided an apparatus for producing electricity of a merchant ship.

상기 메탄화용 액상 연료는 해상 가스유(Marine Gas Oil; MGO), 해상 디젤유(Marine Diesel Oil; MDO), 메탄올(Methanol; MeOH), 다이메틸에테르(Di-Methyl Ether, DME) 및 액화석유가스(Liquefied Petroleum Gas; LPG) 중 어느 하나인 것이 바람직하다.The liquid fuel for methanation is marine gas oil (MGO), marine diesel oil (MDO), methanol (Methanol; MeOH), dimethyl ether (Di-Methyl Ether, DME) and liquefied petroleum gas It is preferable that it is any one of (Liquefied Petroleum Gas; LPG).

상기 메탄화기의 후단에는 상기 메탄화기에서 메탄을 생성하는 공정 중에 발생된 황산화물을 제거하는 황제거기가 설치된 것이 바람직하다.It is preferable that a sulfur remover is installed at a rear end of the methanator to remove sulfur oxides generated during the methane production process.

상기 개질반응기는 상기 연료전지의 외부에서 메탄을 합성가스로 개질반응시키는 외부 개질반응기와 상기 연료전지의 내부에서 메탄을 합성가스로 개질반응시키는 내부 개질반응기를 포함하는 것이 바람직하다.The reforming reactor preferably includes an external reforming reactor for reforming and reacting methane with syngas outside the fuel cell and an internal reforming reactor for reforming and reacting methane with syngas inside the fuel cell.

상기 개질반응기는 상기 메탄을 스팀과 개질반응시켜서 합성가스를 생성하는 스팀 개질반응기인 것이 바람직하다.The reforming reactor is preferably a steam reforming reactor for reforming the methane with steam to generate a synthesis gas.

상기 연료전지에서 합성가스를 전기화학적으로 반응시키는 과정에서 부수적으로 발생하는 스팀을 상기 개질반응기에 공급하는 스팀 공급라인을 포함하는 것이 바람직하다.Preferably, the fuel cell includes a steam supply line for supplying steam generated incidentally in the process of electrochemically reacting the synthesis gas to the reforming reactor.

상기 개질반응기의 후단에는 메탄을 개질반응시키는 과정에서 부수적으로 발생하는 재(ash)와 물을 분리 제거하는 분리기가 설치된 것이 바람직하다.The rear end of the reforming reactor is preferably provided with a separator for separating and removing the ash (ash) and water incidentally generated in the process of reforming the methane.

상기 연료전지로 공기를 압축하여 공급하는 압축기를 포함하는 것이 바람직하다.It is preferable to include a compressor for compressing and supplying air to the fuel cell.

상기 연료전지에는 상기 연료전지에서 생산된 전기를 저장하는 전기 저장부가 연결된 것이 바람직하다.The fuel cell is preferably connected to an electrical storage unit for storing the electricity produced by the fuel cell.

상기 메탄화기와 상기 황제거기와 상기 개질반응기와 상기 분리기와 상기 연료전지와 상기 압축기와 상기 전기 저장부는 하나의 연료전지 모듈로서 형성된 것이 바람직하다.Preferably, the methanator, the sulfur remover, the reforming reactor, the separator, the fuel cell, the compressor, and the electrical storage unit are formed as one fuel cell module.

상기 연료전지는 용융 탄산염형 연료전지 또는 고체 산화물형 연료전지인 것이 바람직하다.The fuel cell is preferably a molten carbonate fuel cell or a solid oxide fuel cell.

상기 연료전지가 고체 산화물형 연료전지인 경우, 상기 연료전지에는 상기 고체 산화물형 연료전지에서 합성가스를 전기화학적으로 반응시키는 과정에서 발생하는 이산화탄소를 포집하는 이산화탄소 포집기 및 상기 이산화탄소 포집기에서 포집된 이산화탄소를 저장하는 이산화탄소 저장탱크가 더 설치되는 것이 바람직하다.When the fuel cell is a solid oxide fuel cell, the fuel cell includes a carbon dioxide collector for capturing carbon dioxide generated during the electrochemical reaction of syngas in the solid oxide fuel cell and carbon dioxide collected from the carbon dioxide collector. It is preferable to further install a carbon dioxide storage tank for storing.

또한, 전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 일측면에 의하면, 운임을 받고 여객이나 화물을 수송하거나 서비스를 제공하는 상선에서 필요한 전기를 생산하는 방법으로서, 합성가스를 전기화학적으로 반응시켜서 전기를 생산하는 연료전지를 상기 상선에 설치하고, 메탄화용 액상 연료를 분해하여 메탄화시키고, 상기 메탄화되어 생성된 메탄을 개질반응시켜서 합성가스를 생성하고, 상기 개질반응되어 생성된 합성가스를 상기 연료전지로 공급하여 상기 연료전지에서 전기화학적으로 반응시켜서 전기를 생산하는 것을 특징으로 하는 상선의 전기 생산 방법이 제공된다.In addition, according to another aspect of the present invention for achieving the above object, as a method for producing the electricity required by the merchant ship to receive passengers or freight or services, by reacting the synthesis gas electrochemically Install a fuel cell in the merchant vessel, and decompose and methanate the liquid fuel for methanation, reforming the methane produced by the methane to generate a synthesis gas, the synthesis gas generated by the reforming reaction Provided with a fuel cell is provided an electricity production method of a merchant ship characterized in that to produce electricity by reacting electrochemically in the fuel cell.

상기 메탄화용 액상 연료를 메탄화시킨 다음 상기 메탄을 생성하는 공정 중에 발생된 황산화물을 제거하는 것이 바람직하다.It is preferable to remove the sulfur oxides generated during the process of producing the methane after the methanation of the liquid fuel for methanation.

상기 메탄을 스팀 개질반응시켜서 합성가스를 생성하는 것이 바람직하다.It is preferable to generate syngas by steam reforming the methane.

상기 연료전지에서 합성가스를 전기화학적으로 반응시키는 과정에서 발생하는 스팀을 상기 스팀 개질반응에 사용하는 것이 바람직하다.Steam generated in the process of electrochemically reacting syngas in the fuel cell is preferably used for the steam reforming reaction.

전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 상선의 전기 생산 장치에 의하면, 디젤 발전기 대신에 연료전지를 사용하므로 열효율이 높고 또한 환경오염물질을 배출하지 않으면서 선박에서 필요한 전기를 생산할 수 있다.As described above, according to the electricity production apparatus of the merchant ship according to an embodiment of the present invention, since a fuel cell is used instead of a diesel generator, it is possible to produce electricity required by a ship without high environmental efficiency and discharge environmental pollutants.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 상선의 개략도이다. 도 1에 도시된 상선(1)은 연료전지 모듈(10)과 추진용 연료 저장탱크(20)와 추진용 디젤 엔진(30)와 프로펠러(40)을 포함한다. 본 발명의 실시예에서는 선박 내부에서 사용하는 전력을 생산하기 위한 수단으로서 디젤 발전기 대신에 연료전지 모듈을 사용하는 것이다.1 is a schematic diagram of a merchant ship according to an embodiment of the present invention. The merchant ship 1 shown in FIG. 1 includes a fuel cell module 10, a propulsion fuel storage tank 20, a propulsion diesel engine 30, and a propeller 40. In the embodiment of the present invention is to use a fuel cell module instead of a diesel generator as a means for producing power for use inside the ship.

도 2는 본 발명의 연료전지가 용융 탄산염형 연료전지인 경우에 연료전지 모듈을 구성하는 요소들을 블록으로 표시한 블록 구성도이다. 도 2에 도시된 연료전지 모듈은 메탄화기(11)와 황제거기(12)와 외부 개질반응기(13)와 분리기(14)와 연료전지(15)와 압축기(16)와 전기 저장부(17)를 포함한다.FIG. 2 is a block diagram showing blocks of elements constituting the fuel cell module when the fuel cell of the present invention is a molten carbonate fuel cell. The fuel cell module illustrated in FIG. 2 includes a methanator 11, a sulfur remover 12, an external reforming reactor 13, a separator 14, a fuel cell 15, a compressor 16, and an electrical storage unit 17. It includes.

메탄화기(11)에는 해상 가스유(Marine Gas Oil; MGO), 해상 디젤유(Marine Diesel Oil; MDO), 메탄올(Methanol; MeOH), 다이메틸에테르(Di-Methyl Ether, DME), 액화석유가스(Liquefied Petroleum Gas; LPG) 등의 다양한 메탄화용 액상 연료가 주입된다. 이러한 메탄화용 액상 연료는 도시하지는 않았지만 별도의 메탄화용 액상 연료 저장탱크에 저장될 수 있다. 특히, 메탄화용 액상 연료가 해상 디젤유인 경우에는 추진용 연료 저장탱크(20)에 저장될 수 있음을 알 수 있을 것이다.In the methanizer 11, marine gas oil (MGO), marine diesel oil (MDO), methanol (Methanol; MeOH), dimethyl ether (Di-Methyl Ether, DME), liquefied petroleum gas Various methanation liquid fuels, such as Liquefied Petroleum Gas (LPG), are injected. The liquid fuel for methanation is not shown, but may be stored in a separate liquid fuel storage tank for methanation. In particular, it will be appreciated that when the liquid fuel for methanation is marine diesel oil, it may be stored in the propulsion fuel storage tank 20.

메탄화기(11)는 주입된 메탄화용 액상 연료를 분해하여 메탄화시키는 메탄화 공정을 수행하여 메탄화용 액상 연료로부터 메탄(CH4)을 생성한다.The methanator 11 generates methane (CH 4 ) from the liquid fuel for methanation by performing a methanation process to decompose and methanate the injected liquid fuel for methanation.

메탄화 공정을 나타내는 반응식은 다음과 같다.The reaction scheme representing the methanation process is as follows.

2C12H23(해상 디젤유의 평균적인 구조식) + 열(또는 촉매) → 11CH4+13C+H2 2C 12 H 23 (average structural formula for offshore diesel) + heat (or catalyst) → 11CH 4 + 13C + H 2

상대적으로 낮은 분자량을 갖는 메탄올(CH3OH), 다이메틸에테르(DME) 등은 액상 연료 상태에서 곧바로 개질이 가능하나, 즉, 메탄화기가 필요 없으나, MGO, MDO, 등과 같이 상대적으로 높은 분자량을 갖는 액상 연료들은 개질하기 전에 메탄화기를 통해 먼저 낮은 분자량의 연료로 메탄화 시켜줘야 한다.Relatively low molecular weight methanol (CH 3 OH), dimethyl ether (DME) and the like can be directly reformed in a liquid fuel state, that is, without the need for methanation, but relatively high molecular weight such as MGO, MDO, etc. Liquid fuels must be methanated with a low molecular weight fuel first through a methanator before reforming.

황제거기(12)는 메탄화기(11)에서 메탄(CH4)을 생성하는 공정 중에 발생된 황산화물(SOX)을 제거한다. 황제거기(12)는 메탄화기(11)의 후단에 설치되어 있다.The sulfur remover 12 removes sulfur oxides (SO x ) generated during the process of producing methane (CH 4 ) in the methanator (11). The sulfur remover 12 is provided at the rear end of the methanator 11.

황제거 공정을 나타내는 반응식은 다음과 같다. 이하의 반응식에서는 금속산화물(MO)를 이용한 탈황공정을 나타낸다.The reaction scheme representing the sulfur removal process is as follows. In the following scheme, a desulfurization process using a metal oxide (MO) is shown.

1) MO + H2S → MS + H2O1) MO + H 2 S → MS + H 2 O

2) MS + 3/2O2 → MO + SO2 2) MS + 3 / 2O 2 → MO + SO 2

3) SO2 + 2CO(또는 H2) → S + 2CO(or 2H2O)3) SO 2 + 2CO (or H 2 ) → S + 2CO (or 2H 2 O)

금속산화물의 예로서는 ZnO, Zeolite, Fe2O3, CaO 등이 있다.Examples of the metal oxides include ZnO, Zeolite, Fe 2 O 3 , CaO and the like.

외부 개질반응기(13)는 메탄화기(11)에서 생성된 메탄(CH4)을 개질반응시켜서 합성가스를 생성한다. 외부 개질반응기(13)는 황제거기(12)의 후단에 설치되어 있다. 외부 개질반응기(13)는 연료전지(15)의 외부에서 메탄을 합성가스로 개질반응시키는 장치를 일컫는다. The external reforming reactor 13 reforms the methane (CH 4 ) generated in the methanator 11 to generate a synthesis gas. The external reforming reactor 13 is installed at the rear end of the sulfur remover 12. The external reforming reactor 13 refers to a device for reforming methane to syngas from the outside of the fuel cell 15.

또한, 본 발명의 실시예에서 예시된 개질반응기는 메탄을 스팀과 개질반응시켜서 합성가스를 생성하는 스팀 개질반응기이다.In addition, the reforming reactor illustrated in the embodiment of the present invention is a steam reforming reactor for reforming the methane with steam to generate a synthesis gas.

외부 개질반응기(13)에서 메탄(CH4)을 개질반응시켜 합성가스를 생성하는 과정을 나타내는 반응식은 다음과 같다.A reaction formula showing a process of generating synthesis gas by reforming methane (CH 4 ) in the external reforming reactor 13 is as follows.

CH4 + H2O → 3H2 + COCH 4 + H 2 O → 3H 2 + CO

본 발명의 실시예에서는 개질반응기로서 메탄을 스팀과 개질반응시켜서 합성가스를 생성하는 스팀 개질반응기를 예시하였지만, 스팀 개질반응기 외에 메탄을 스팀 및 산소와 자열 개질반응시켜서 합성가스를 생성하는 자열 개질반응기, 메탄을 이산화탄소와 개질반응시켜서 합성가스를 생성하는 이산화탄소 개질반응기, 메탄을 산소와 부분산화 개질반응시켜서 합성가스를 생성하는 부분산화 개질반응기, 메탄을 스팀 및 이산화탄소와 개질반응시켜서 합성가스를 생성하는 스팀 및 이산화탄소 개질반응기 등도 가능함을 알 수 있을 것이다.In the embodiment of the present invention, a steam reforming reactor that generates a synthesis gas by reforming methane and steam as a reforming reactor is illustrated. However, in addition to the steam reforming reactor, a thermal reforming reactor that generates syngas by performing autothermal reforming of methane with steam and oxygen. , A carbon dioxide reforming reactor that produces a synthesis gas by reforming methane with carbon dioxide, a partial oxidation reforming reactor that produces a synthesis gas by partially oxidizing methane with oxygen, and a synthesis gas that produces a synthesis gas by reforming methane with steam and carbon dioxide. It will be appreciated that steam and carbon dioxide reforming reactors are also possible.

여기에서, 스팀 개질반응은 니켈(Ni) 등의 촉매에 의해 촉발된다. 외부 개질반응기(13)에서는 합성가스인 수소(H2)와 일산화탄소(CO)가 생성되며, 이렇게 메탄을 개질반응시키는 과정에서 불순물이 부수적으로 발생된다. 본 명세서에서는 수소와 일산화탄소만을 합성가스라고 하기로 한다. 불순물에는 재(ash)와 물(H20)이 포함되어 있다.Here, the steam reforming reaction is triggered by a catalyst such as nickel (Ni). In the external reforming reactor 13, synthesis gas hydrogen (H 2 ) and carbon monoxide (CO) are generated, and impurities are generated incidentally in the process of reforming methane. In the present specification, only hydrogen and carbon monoxide will be referred to as synthesis gas. Impurities include ash and water (H 2 O).

외부 개질반응기(13)의 후단에는 분리기(14)가 설치되어 있다. 분리기(14)는 외부 개질반응기(13)에서 메탄을 개질반응시키는 과정에서 부수적으로 발생하는 불순물인 재(ash)와 물(H20)을 분리 제거한다.A separator 14 is provided at the rear end of the external reforming reactor 13. Separator 14 separates and removes ash and water (H 2 O), which are impurities that are incidentally generated during the reforming reaction of methane in the external reforming reactor (13).

연료전지(15)는 분리기(14)의 후단에 설치되어 있다.The fuel cell 15 is provided at the rear end of the separator 14.

외부 개질반응기(13)에서 메탄이 개질반응되어 생성된 합성가스는 연료전지용 연료로서 연료전지(15)에 공급되며, 연료전지(15)는 외부 개질반응기(13)로부터 공급된 연료전지용 연료인 합성가스를 전기화학적으로 반응시켜서 전기를 생산한다. 연료전지는 50-60%의 높은 열효율을 갖는다.The syngas generated by the methane reforming reaction in the external reforming reactor 13 is supplied to the fuel cell 15 as fuel for fuel cell, and the fuel cell 15 is a fuel for fuel cell supplied from the external reforming reactor 13. The gas is electrochemically reacted to produce electricity. Fuel cells have a high thermal efficiency of 50-60%.

한편, 연료전지(15)에서 합성가스를 전기화학적으로 반응시키는 과정에서 스팀(H2O)이 부수적으로 발생하며, 이 스팀은 스팀 공급라인(L15)을 통해 외부 개질반응기(13)에 공급되어 외부 개질반응기(13)에서 메탄을 개질반응시키는 데에 사용된다.Meanwhile, steam (H 2 O) is incidentally generated during the electrochemical reaction of the synthesis gas in the fuel cell 15, and the steam is supplied to the external reforming reactor 13 through the steam supply line L15. It is used to reform the methane in the external reforming reactor (13).

압축기(16)는 연료전지(15)에 연결되어 연료전지(15)로 공기를 압축하여 공급한다.The compressor 16 is connected to the fuel cell 15 to compress and supply air to the fuel cell 15.

전기 저장부(17)는 연료전지(15)에 연결되어 연료전지(15)에서 생산된 전기를 저장한다. 전기 저장부(17)에 저장된 전기는 선박 내의 전력 수요처로 공급된다.The electrical storage unit 17 is connected to the fuel cell 15 to store the electricity produced by the fuel cell 15. Electricity stored in the electric storage unit 17 is supplied to a power demand destination in the ship.

메탄화기(11)와 황제거기(12)와 외부 개질반응기(13)와 분리기(14)와 연료전지(15)와 압축기(16)와 전기 저장부(17)는 하나의 연료전지 모듈로서 형성된다.The methanator 11, the sulfur remover 12, the external reforming reactor 13, the separator 14, the fuel cell 15, the compressor 16 and the electrical storage 17 are formed as one fuel cell module. .

또한, 이러한 메탄화기, 황제거기, 외부 개질반응기, 분리기, 압축기, 연료전지 및 전기 저장부는 공지의 기술이므로 본 명세서에서는 그 구성에 대해 상세하게 설명하지 않기로 한다.In addition, such a methanator, a sulfur remover, an external reforming reactor, a separator, a compressor, a fuel cell, and an electrical storage unit are well known technologies, and thus, the configuration thereof will not be described in detail.

한편, 연료전지(15)는 용융 탄산염형 연료전지(MCFC, Molten Carbonate Fuel Cell) 또는 고체 산화물형 연료전지(SOFC, Solid Oxide Fuel Cell)인 것이 바람직하다.On the other hand, the fuel cell 15 is preferably a molten carbonate fuel cell (MCFC, Molten Carbonate Fuel Cell) or a solid oxide fuel cell (SOFC, Solid Oxide Fuel Cell).

연료전지(15)가 용융 탄산염형 연료전지인 경우, 용융 탄산염형 연료전지에서 합성가스인 수소와 일산화탄소를 전기화학적으로 반응시켜서 전기를 생산하는 과정을 나타내는 반응식은 다음과 같다.In the case where the fuel cell 15 is a molten carbonate fuel cell, a reaction equation showing a process of producing electricity by electrochemically reacting hydrogen and carbon monoxide, which is a synthesis gas, in a molten carbonate fuel cell is as follows.

연료극 : H2 + CO3 -2 → H2O + CO2 + 2e- Anode: H 2 + CO 3 -2 → H 2 O + CO 2 + 2e -

CO + CO3 -2 → 2CO2 + 2e- CO + CO 3 -2 → 2CO 2 + 2e -

CO + H2O → H2 + CO2   CO + H2O → H2 + CO2

공기극 : 0.5O2 + CO2 + 2e- → CO3 -2 Cathode: 0.5O 2 + CO 2 + 2e - → CO 3 -2

연료전지의 전체 반응 : H2 + 0.5O2 + CO2 → H2O + CO2 Overall reaction of fuel cell: H 2 + 0.5O 2 + CO 2 → H 2 O + CO 2

여기에서, 수소와 함께 연료전지(15)로 공급되는 일산화탄소는, 연료극에서 물과 반응하여 수소를 생산하는 반응에 사용된다. 이때 발생된 이산화탄소(CO2)는 공기극으로 보내어져서 공기극에서 삼산화탄소(CO3 -2)를 생성하는 반응에 사용된다. 즉, 연료전지(15)가 용융 탄산염형 연료전지인 경우에는, 전기를 생산하는 과정에서 발생하는 이산화탄소가 외부로 배출되지 않고 연료전지 내부에서 순환된다.Here, carbon monoxide supplied to the fuel cell 15 together with hydrogen is used for the reaction of producing hydrogen by reacting with water at the anode. Carbon dioxide (CO 2 ) generated at this time is sent to the air electrode is used in the reaction to produce carbon trioxide (CO 3 -2 ) in the air electrode. That is, when the fuel cell 15 is a molten carbonate fuel cell, carbon dioxide generated in the process of producing electricity is circulated inside the fuel cell without being discharged to the outside.

또한, 연료전지(15)가 고체 산화물형 연료전지인 경우, 고체 산화물형 연료전지에서 합성가스인 수소와 일산화탄소를 전기화학적으로 반응시켜서 전기를 생산하는 과정을 나타내는 반응식은 다음과 같다.In addition, when the fuel cell 15 is a solid oxide fuel cell, a reaction equation representing a process of producing electricity by electrochemically reacting hydrogen, carbon monoxide, which is a synthesis gas in a solid oxide fuel cell is as follows.

연료극 : H2 + O-2 → H2O + 2e- Anode: H 2 + O -2 → H 2 O + 2e -

CO + O-2 → CO2 + 2e- CO + O -2 → CO 2 + 2e -

CO + H2O → H2 + CO2 CO + H 2 O → H 2 + CO 2

공기극 : 0.5O2 + 2e- → O-2 Cathode: 0.5O 2 + 2e - → O -2

연료전지의 전체 반응 : H2 + 0.5O2 → H2OOverall reaction of fuel cell: H 2 + 0.5O 2 → H 2 O

여기에서, 수소와 함께 연료전지(15)로 공급되는 일산화탄소는, 연료극에서 물과 반응하여 수소를 생산하는 반응에 사용된다. 이때 발생된 이산화탄소(CO2)는 별도의 장치에 의해 처리되어야 한다.Here, carbon monoxide supplied to the fuel cell 15 together with hydrogen is used for the reaction of producing hydrogen by reacting with water at the anode. Carbon dioxide (CO 2 ) generated at this time should be treated by a separate device.

이렇게 연료전지(15)가 고체 산화물형 연료전지인 경우에, 연료전지에서 합성가스를 전기화학적으로 반응시키는 과정에서 발생하는 이산화탄소를 처리하기 위해, 도 3에 도시된 바와 같이, 연료전지(15)에는 이산화탄소를 포집하는 이산화탄소 포집기(18)가 설치되어 있고, 이산화탄소 포집기(18)에는 이산화탄소 포집기(18)에서 포집된 이산화탄소(CO2)를 저장하는 이산화탄소 저장탱크(19)가 연결되어 있다. 도 3은 본 발명의 연료전지가 고체 산화물형 연료전지인 경우에 연료전지 모듈을 구성하는 요소들을 블록으로 표시한 블록 구성도이다. 도 3에 연료전지 모듈에서 도 2의 실시예의 연료전지 모듈과 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 부재번호를 사용하기로 한다.When the fuel cell 15 is a solid oxide fuel cell as described above, in order to process carbon dioxide generated in the process of electrochemically reacting syngas in the fuel cell, as shown in FIG. A carbon dioxide collector 18 is installed at the carbon dioxide collector, and a carbon dioxide storage tank 19 is connected to the carbon dioxide collector 18 to store carbon dioxide (CO 2 ) collected at the carbon dioxide collector 18. FIG. 3 is a block diagram showing elements constituting the fuel cell module in blocks when the fuel cell of the present invention is a solid oxide fuel cell. In FIG. 3, the same reference numerals are used for the same components as those of the fuel cell module of the embodiment of FIG. 2.

도 3에 도시된 연료전지 모듈에 의하면, 연료전지(15)가 고체 산화물형 연료전지인 경우, 연료전지 모듈에 이산화탄소 포집기(18)와 이산화탄소 저장탱크(19)가 설치되어 있으므로, 연료전지에서 합성가스를 전기화학적으로 반응시키는 과정에서 발생하는 이산화탄소를 대기중으로 배출하지 않으므로 이산화탄소 배출로 인한 환경 오염의 문제를 해결할 수 있다.According to the fuel cell module shown in FIG. 3, when the fuel cell 15 is a solid oxide fuel cell, a carbon dioxide collector 18 and a carbon dioxide storage tank 19 are installed in the fuel cell module, thereby synthesizing it in the fuel cell. Since carbon dioxide generated in the process of electrochemically reacting gas is not discharged into the atmosphere, the problem of environmental pollution due to carbon dioxide emission can be solved.

따라서, 본 발명에 의하면, 메탄화용 액상 연료를 메탄화 공정 및 개질반응 공정을 거쳐 연료전지에 공급하여 선박에 필요한 전기를 생산하되, 메탄화 공정에서 발생하는 황산화물을 황제거기(12)에서 제거하고, 또한 연료전지에서 합성가스를 전기화학적으로 개질반응시키는 과정에서 발생하는 이산화탄소(CO2)를 외부로 배출하지 않고 연료전지(15) 내부에서 순환시키거나 이산화탄소 포집기(18)를 통해 이산화탄소 저장탱크(19)에 저장하므로, 선박에 필요한 전기를 생산하는 과정에서 환경오염물질인 황산화물(SOX)과 이산화탄소(CO2)를 외부로 배출하지 않을 뿐만 아니라 질소산화물(NOX)은 아예 발생되지 않는다.Therefore, according to the present invention, the liquid fuel for methanation is supplied to the fuel cell through the methanation process and the reforming reaction process to produce electricity required for the vessel, and the sulfur oxides generated in the methanation process are removed from the sulfur remover 12. In addition, the carbon dioxide storage tank is circulated inside the fuel cell 15 or the carbon dioxide collector 18 without releasing carbon dioxide (CO 2 ) generated in the process of electrochemically reforming the synthesis gas in the fuel cell to the outside. Since stored in 19, and not the environment of sulfur oxide pollutants in the process of producing electricity required for the vessel (sO X) and carbon dioxide as well as nitrogen oxide is not discharged to (CO 2) to the outside (nO X) is at all occurs Do not.

또한, 본 발명의 다른 하나의 실시예에 따른 연료전지 모듈에 의하면, 연료전지(15)는 그 내부에 내부 개질반응기(23)를 포함할 수도 있다. 도 4는 본 발명의 연료전지가 용융 탄산염형 연료전지이고 그 내부에 내부 개질 반응기를 포함하는 경우에 연료전지 모듈을 구성하는 요소들을 블록으로 표시한 블록 구성도이다. 도 5는 본 발명의 연료전지가 고체 산화물형 연료전지이고 그 내부에 내부 개질 반응기를 포함하는 경우에 연료전지 모듈을 구성하는 요소들을 블록으로 표시한 블록 구성도이다. 도 4 및 도 5에 도시된 실시예의 연료전지 모듈에서 도 2 및 도 3의 실시예의 연료전지 모듈과 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 부재번호를 사용하기로 한다.In addition, according to the fuel cell module according to another embodiment of the present invention, the fuel cell 15 may include an internal reforming reactor 23 therein. FIG. 4 is a block diagram illustrating elements of the fuel cell module in blocks when the fuel cell of the present invention is a molten carbonate fuel cell and includes an internal reforming reactor therein. FIG. 5 is a block diagram illustrating elements constituting the fuel cell module in blocks when the fuel cell of the present invention is a solid oxide fuel cell and includes an internal reforming reactor therein. In the fuel cell module of the embodiment illustrated in FIGS. 4 and 5, the same reference numerals are used for the same components as those of the fuel cell module of FIGS. 2 and 3.

따라서, 본 발명의 다른 하나의 실시예에 따른 연료전지 모듈에서는, 연료전 지(15)의 내부에서도 메탄을 합성가스로 개질반응시킨다. 본 발명의 다른 하나의 실시예에 따른 연료전지 모듈에서는, 외부 개질반응기(13)에서 메탄의 10% 만을 합성가스로 개질하고, 내부 개질반응기(18)에서 메탄의 90%를 합성가스로 개질한다. 외부 개질반응기와 내부 개질반응기를 혼합하여 사용하면 개질반응의 효율성이 높아지는 것은 공지되어 있다.Therefore, in the fuel cell module according to another embodiment of the present invention, methane is reformed by syngas even inside the fuel cell 15. In a fuel cell module according to another embodiment of the present invention, only 10% of methane is reformed into syngas in the external reforming reactor 13 and 90% of methane is reformed into syngas in the internal reforming reactor 18. . It is known that the use of a mixture of an external reforming reactor and an internal reforming reactor increases the efficiency of the reforming reaction.

이러한 내부 개질반응기는 공지의 기술이므로 본 명세서에서는 그 구성에 대해 상세하게 설명하지 않기로 한다.Since the internal reforming reactor is a known technique, the configuration thereof will not be described in detail herein.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 상선에서 각 구성요소들을 개략적으로 도시한 도면이다.6 is a view schematically showing each component in the merchant ship according to an embodiment of the present invention.

디젤 엔진(30)에는 추진용 연료가 공급된다. 디젤 엔진(30)은 클러치(31)를 통해 프로펠러(40)를 구동시킨다.The diesel engine 30 is supplied with a propulsion fuel. The diesel engine 30 drives the propeller 40 through the clutch 31.

연료전지 모듈의 메탄화기(11)에는 메탄화용 액상 연료가 공급된다. 메탄화기(11)에서 생성된 메탄은 황제거기(12)와 외부 개질반응기(13)를 거치며, 외부 개질 반응기(13)에서 생성된 합성가스는 연료전지(15)로 공급된다. 연료전지(15)는 선박 내의 전기 수요처, 즉, 선박의 기본 생활용 전기설비 및 작업용 전기설비에 연결되어 있다. 따라서, 연료전지(15)에서 생산된 전기는, 선박 내의 전기 수요처, 즉, 선박의 기본 생활용 전기설비 및 작업용 전기설비로 공급된다. 전기 저장부(17)의 후단에는 직류/교류 컨버터(51)가 배치되어 있으며, 직류/교류 컨버터(51)의 후단에서 선박의 기본 생활용 전기설비에 연결되는 라인에는 교류/교류 컨버터(53)가 배치되어 있다. 한편, 용융 탄산염형 연료전지는 작동 온도가 650℃이고, 고체 산화물형 연료전지는 작동 온도가 650-1,000℃이므로, 연료전지가 용융 탄산염형 연료전지 또는 고체 산화물형 연료전지인 경우에, 연료전지에서는 상당한 고온의 열이 발생한다. 그러나, 이러한 연료전지에서 발생하는 고온의 열은 일반적으로 버려지는데, 연료전지에서 버려지는 폐열을 이용하기 위하여 연료전지(15)에 폐열 회수 장치(55)를 설치할 수도 있다.The methanizer 11 of the fuel cell module is supplied with a liquid fuel for methanation. The methane produced in the methanator 11 passes through a sulfur remover 12 and an external reforming reactor 13, and the synthesis gas generated in the external reforming reactor 13 is supplied to the fuel cell 15. The fuel cell 15 is connected to the electricity demand in the ship, that is, the basic living electrical equipment and working electrical equipment of the vessel. Therefore, the electricity produced by the fuel cell 15 is supplied to the electricity demand destination in the ship, that is, the basic living electrical equipment and working electrical equipment of the vessel. A DC / AC converter 51 is disposed at the rear end of the electrical storage unit 17, and an AC / AC converter 53 is provided at a line connected to the basic living electrical equipment of the ship at the rear end of the DC / AC converter 51. It is arranged. On the other hand, the molten carbonate fuel cell has an operating temperature of 650 ° C. and the solid oxide fuel cell has an operating temperature of 650-1,000 ° C., whereby the fuel cell is a fuel cell when the fuel cell is a molten carbonate fuel cell or a solid oxide fuel cell. Significant heat is generated. However, the high temperature heat generated in such a fuel cell is generally discarded, and a waste heat recovery device 55 may be installed in the fuel cell 15 in order to use the waste heat discarded in the fuel cell.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 상선이 LNG 운반선인 경우에는 LNG 저장탱크의 단열층의 열차단 효과를 극대화시키기 위해 질소를 공급해야 하며, 이를 위해 LNG 운반선에는 별도의 공기 압축 패키지(Air Compression Package)와 질소 발생기 패키지(N2 Generator Package)가 설치되어 있다.  공기 압축 패기지(Air Compression Package)는 공기를 적절한 압력/온도까지 압축, 냉각시키는 역할을 한다. 질소 발생기 패키지(N2 Generator Package)는 전단에서 처리된 공기의 필터링 및 열처리 후, 질소와 산소를 분리하는 역할을 한다. 이렇게 생성된 질소는 질소 소비 패키지(N2 Consumer Package)의 질소저장탱크(N2 Buffer Tank)에서 저장 및 LNG 저장탱크의 단열층으로 공급되고, 산소는 선박 외부 대기로 버려진다.  따라서, 본 발명의 실시예에서, 상선이 LNG 운반선인 경우에, 연료전지에 공기 대신 선박 외부 대기로 버려지는 높은 순도의 산소를 사용하면 연료전지의 효율을 높일 수 있다.On the other hand, when the merchant ship according to the embodiment of the present invention is an LNG carrier, nitrogen must be supplied to maximize the thermal barrier effect of the insulation layer of the LNG storage tank, and for this purpose, a separate air compression package is provided to the LNG carrier. And a nitrogen generator package (N 2 Generator Package) is installed. The Air Compression Package compresses and cools the air to the appropriate pressure / temperature. The nitrogen generator package (N 2 Generator Package) serves to separate nitrogen and oxygen after filtering and heat treatment of the air treated in the front end. The generated nitrogen is stored in the N 2 Buffer Tank of the N 2 Consumer Package and supplied to the insulation layer of the LNG storage tank, and oxygen is dumped to the atmosphere outside the ship. Therefore, in the embodiment of the present invention, when the merchant ship is an LNG carrier, the use of high purity oxygen which is thrown into the atmosphere outside the ship instead of air may increase the efficiency of the fuel cell.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 상선이 LNG 운반선인 경우에 질소 발생기 패키지에서 부산물로 만들어지는 산소를 연료전지의 연료로 공급하는 구성을 블록으로 표시한 블록 구성도이다.  도 7에 도시된 바와 같이, 연료전지(15)에 연결된 산소저장탱크(90)에는 질소 발생기 패키지(70)가 연결되어 있으며, 이 질소 발생기 패키지(70)에는 질소 소비 패키지(80)의 질소 저장 탱크(81)가 연결되어 있다.  질소 발생기(70)는 필터 패키지(71)와 전기 히터(73)와 멤브레인 분리기(75)로 이루어져 있다. 또한, 질소 발생기 패키지(70)의 전단에는 공기 압축 패키지(60)가 연결되어 있다. 공기 압축 패키지(60)는 공기 압축기(61)와 후냉각기(63)으로 이루어져 있다. 따라서, 도 7에 도시된 실시예의 경우에, 연료전지(15)에 질소 발생기 패키지(70)를 거친 높은 순도의 산소(O2)가 공급되므로 연료전지의 효율을 높일 수 있다.FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of supplying oxygen, which is a by-product from a nitrogen generator package, to a fuel of a fuel cell when the merchant ship is an LNG carrier according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 7, a nitrogen generator package 70 is connected to an oxygen storage tank 90 connected to the fuel cell 15, and nitrogen storage of the nitrogen consumption package 80 is connected to the nitrogen generator package 70. The tank 81 is connected. The nitrogen generator 70 includes a filter package 71, an electric heater 73, and a membrane separator 75. In addition, an air compression package 60 is connected to the front end of the nitrogen generator package 70. The air compression package 60 is composed of an air compressor 61 and a post cooler 63. Therefore, in the case of the embodiment shown in FIG. 7, since the high purity oxygen (O 2 ) passed through the nitrogen generator package 70 is supplied to the fuel cell 15, the efficiency of the fuel cell may be increased.

이상 살펴본 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 상선의 전기 생산 장치에 의하면, 디젤 발전기 대신에 연료전지를 사용하므로 열효율이 높고 또한 환경오염물질을 배출하지 않으면서 선박에서 필요한 전기를 생산할 수 있다.As described above, according to the electricity production apparatus of the merchant ship according to an embodiment of the present invention, since a fuel cell is used instead of a diesel generator, it is possible to produce electricity required by a ship without high thermal efficiency and discharge environmental pollutants.

이상에서는 본 발명이 특정 실시예를 중심으로 하여 설명되었지만, 본 발명의 취지 및 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 변형, 변경 또는 수정이 당해 기술분야에서 있을 수 있으며, 따라서, 전술한 설명 및 도면은 본 발명의 기술사상을 한정하는 것이 아닌 본 발명을 예시하는 것으로 해석되어져야 한다.While the invention has been described above with reference to specific embodiments, various modifications, changes or modifications may be made in the art within the spirit and scope of the appended claims, and thus, the foregoing description and drawings It should be construed as illustrating the present invention rather than limiting the technical spirit of the present invention.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 상선의 개략도이다.1 is a schematic diagram of a merchant ship according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 연료전지가 용융 탄산염형 연료전지인 경우에 연료전지 모듈을 구성하는 요소들을 블록으로 표시한 블록 구성도이다. FIG. 2 is a block diagram showing blocks of elements constituting the fuel cell module when the fuel cell of the present invention is a molten carbonate fuel cell.

도 3은 본 발명의 연료전지가 고체 산화물형 연료전지인 경우에 연료전지 모듈을 구성하는 요소들을 블록으로 표시한 블록 구성도이다.FIG. 3 is a block diagram showing elements constituting the fuel cell module in blocks when the fuel cell of the present invention is a solid oxide fuel cell.

도 4는 본 발명의 연료전지가 용융 탄산염형 연료전지이고 그 내부에 내부 개질 반응기를 포함하는 경우에 연료전지 모듈을 구성하는 요소들을 블록으로 표시한 블록 구성도이다.FIG. 4 is a block diagram illustrating elements of the fuel cell module in blocks when the fuel cell of the present invention is a molten carbonate fuel cell and includes an internal reforming reactor therein.

도 5는 본 발명의 연료전지가 고체 산화물형 연료전지이고 그 내부에 내부 개질 반응기를 포함하는 경우에 연료전지 모듈을 구성하는 요소들을 블록으로 표시한 블록 구성도이다.FIG. 5 is a block diagram illustrating elements constituting the fuel cell module in blocks when the fuel cell of the present invention is a solid oxide fuel cell and includes an internal reforming reactor therein.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 상선에서 각 구성요소들을 개략적으로 도시한 도면이다.6 is a view schematically showing each component in the merchant ship according to an embodiment of the present invention.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 상선이 LNG 운반선인 경우에 연료전지로 산소를 공급하는 구성을 블록으로 표시한 블록 구성도이다.FIG. 7 is a block diagram showing, in block form, a configuration of supplying oxygen to a fuel cell when the merchant ship is an LNG carrier according to an embodiment of the present invention.

Claims (19)

운임을 받고 여객이나 화물을 수송하거나 서비스를 제공하는 상선에서 필요한 전기를 생산하는 장치로서,A device that produces electricity for a merchant ship that receives freight and transports or services passengers, 메탄화용 액상 연료를 분해하여 메탄화시키는 메탄화기;A methanator which decomposes and methanates the liquid fuel for methanation; 상기 메탄화기에서 생성된 메탄을 개질반응시켜서 합성가스를 생성하는 개질반응기;A reforming reactor for generating a synthesis gas by reforming the methane produced in the methanator; 상기 개질반응기에서 메탄이 개질반응되어 생성된 합성가스를 전기화학적으로 반응시켜서 전기를 생산하는 연료전지; 및A fuel cell for producing electricity by electrochemically reacting a synthesis gas generated by methane reforming in the reforming reactor; And 상기 메탄화기의 후단에 설치되어 상기 메탄화기에서 메탄을 생성하는 공정 중에 발생된 황산화물을 제거하는 황제거기를 포함하며,A sulfur remover installed at a rear end of the methanator to remove sulfur oxides generated during the process of generating methane in the methanator, 상기 연료전지는 용융 탄산염형 연료전지 또는 고체 산화물형 연료전지이고,The fuel cell is a molten carbonate fuel cell or a solid oxide fuel cell, 상기 연료전지에서 버려지는 폐열을 이용하기 위하여 연료전지에 폐열 회수 장치를 설치하고,In order to use the waste heat discarded by the fuel cell, a waste heat recovery device is installed in the fuel cell, 상기 상선이 질소 발생기를 구비한 LNG 운반선인 경우 상기 연료전지에 상기 질소 발생기를 거친 산소를 공급하되 상기 산소는 상기 연료전지에 연결되는 산소저장탱크에 저장되는 것을 특징으로 하는 상선의 전기 생산 장치.Wherein the merchant ship is an LNG carrier having a nitrogen generator supplying the oxygen through the nitrogen generator to the fuel cell, wherein the oxygen is stored in an oxygen storage tank connected to the fuel cell electricity production apparatus of the merchant ship. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 메탄화용 액상 연료는 해상 가스유(Marine Gas Oil; MGO), 해상 디젤유(Marine Diesel Oil; MDO), 메탄올(Methanol; MeOH), 다이메틸에테르(Di-Methyl Ether, DME) 및 액화석유가스(Liquefied Petroleum Gas; LPG) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 상선의 전기 생산 장치.The liquid fuel for methanation is marine gas oil (MGO), marine diesel oil (MDO), methanol (Methanol; MeOH), dimethyl ether (Di-Methyl Ether, DME) and liquefied petroleum gas (Liquefied Petroleum Gas; LPG), any one of the electric vessel production apparatus. 삭제delete 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 개질반응기는 상기 연료전지의 외부에서 메탄을 합성가스로 개질반응시키는 외부 개질반응기와 상기 연료전지의 내부에서 메탄을 합성가스로 개질반응시키는 내부 개질반응기를 포함하는 것을 특징으로 하는 상선의 전기 생산 장치.The reforming reactor includes an external reforming reactor for reforming and reacting methane with a synthesis gas outside the fuel cell and an internal reforming reactor for reforming and reacting methane with synthesis gas inside the fuel cell. Device. 청구항 4에 있어서,The method of claim 4, 상기 개질반응기는 상기 메탄을 스팀과 개질반응시켜서 합성가스를 생성하는 스팀 개질반응기인 것을 특징으로 하는 상선의 전기 생산 장치.The reforming reactor is a steam reforming reactor for producing a synthesis gas by reforming the methane with steam, the electricity production apparatus of the merchant ship. 청구항 5에 있어서,The method of claim 5, 상기 연료전지에서 합성가스를 전기화학적으로 반응시키는 과정에서 부수적으로 발생하는 스팀을 상기 개질반응기에 공급하는 스팀 공급라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 상선의 전기 생산 장치.And a steam supply line for supplying steam generated incidentally in the process of electrochemically reacting the synthesis gas in the fuel cell to the reforming reactor. 청구항 5에 있어서,The method of claim 5, 상기 개질반응기의 후단에는 메탄을 개질반응시키는 과정에서 부수적으로 발생하는 재(ash)와 물을 분리 제거하는 분리기가 설치된 것을 특징으로 하는 상선의 전기 생산 장치.The rear end of the reforming reactor is a commercial ship production apparatus, characterized in that a separator for separating and removing the ash (ash) generated by the process of reforming the methane and remove water. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 연료전지로 공기를 압축하여 공급하는 압축기를 포함하는 것을 특징으로 하는 상선의 전기 생산 장치.And a compressor for compressing and supplying air to the fuel cell. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 연료전지에는 상기 연료전지에서 생산된 전기를 저장하는 전기 저장부가 연결된 것을 특징으로 하는 상선의 전기 생산 장치.The fuel cell is an electricity production apparatus of a merchant ship, characterized in that the electrical storage unit for storing the electricity produced by the fuel cell is connected. 청구항 7에 있어서,The method of claim 7, 상기 메탄화기와 상기 황제거기와 상기 개질 반응기와 상기 분리기와 상기 연료전지는 하나의 연료전지 모듈로서 형성된 것을 특징으로 하는 상선의 전기 생산 장치.The methane generator, the sulfur remover, the reforming reactor, the separator and the fuel cell are formed as one fuel cell module. 삭제delete 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 연료전지가 고체 산화물형 연료전지인 경우, 상기 연료전지에는 상기 고체 산화물형 연료전지에서 합성가스를 전기화학적으로 반응시키는 과정에서 발생하는 이산화탄소를 포집하는 이산화탄소 포집기 및 상기 이산화탄소 포집기에서 포집된 이산화탄소를 저장하는 이산화탄소 저장탱크가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 상선의 전기 생산 장치.When the fuel cell is a solid oxide fuel cell, the fuel cell includes a carbon dioxide collector for capturing carbon dioxide generated during the electrochemical reaction of syngas in the solid oxide fuel cell and carbon dioxide collected from the carbon dioxide collector. The electricity production apparatus of the merchant ship characterized in that the carbon dioxide storage tank for storing is further installed. 청구항 8에 있어서,The method of claim 8, 상기 상선이 상기 질소 발생기를 구비한 상기 LNG 운반선인 경우에, 상기 압축기에는 상기 질소 발생기가 연결된 것을 특징으로 하는 상선의 전기 생산 장치.In the case where the merchant ship is the LNG carrier provided with the nitrogen generator, the compressor is characterized in that the nitrogen generator is connected to the electricity production apparatus of the merchant ship. 운임을 받고 여객이나 화물을 수송하거나 서비스를 제공하는 상선에서 필요한 전기를 생산하는 방법으로서,As a method of producing electricity for a merchant ship that receives freight and transports passengers or cargo or provides services, 합성가스를 전기화학적으로 반응시켜서 전기를 생산하는 연료전지를 상기 상선에 설치하고,A fuel cell is installed on the merchant ship that produces electricity by reacting syngas electrochemically. 메탄화용 액상 연료를 분해하여 메탄화시키고,Decompose and methanate the liquid fuel for methanation, 상기 메탄화되어 생성된 메탄을 개질반응시켜서 합성가스를 생성하고,Generating a synthesis gas by reforming the methane produced by the methanation, 상기 개질반응되어 생성된 합성가스를 상기 연료전지로 공급하여 상기 연료전지에서 전기화학적으로 반응시켜서 전기를 생산하고,Supplying the synthesis gas generated by the reforming reaction to the fuel cell to produce electricity by reacting electrochemically in the fuel cell, 상기 메탄화용 액상 연료를 메탄화시킨 다음 상기 메탄을 생성하는 공정 중에 발생된 황산화물을 제거하며,Methanation of the liquid fuel for methanation and then removal of sulfur oxides generated during the process of producing methane, 상기 연료전지는 용융 탄산염형 연료전지 또는 고체 산화물형 연료전지이고,The fuel cell is a molten carbonate fuel cell or a solid oxide fuel cell, 상기 연료전지에 설치된 폐열 회수 장치에 의해 상기 연료전지에서 버려지는 폐열을 이용하고,Using waste heat discarded from the fuel cell by a waste heat recovery device installed in the fuel cell, 상기 상선이 질소 발생기를 구비한 LNG 운반선인 경우 상기 연료전지에 상기 질소 발생기를 거친 산소를 공급하되 상기 산소는 상기 연료전지에 연결되는 산소저장탱크에 저장되는 것을 특징으로 하는 상선의 전기 생산 방법.When the merchant ship is an LNG carrier with a nitrogen generator, the supply of oxygen through the nitrogen generator to the fuel cell, the oxygen is stored in an oxygen storage tank connected to the fuel cell, characterized in that the electricity production method of the merchant ship. 청구항 14에 있어서,15. The method of claim 14, 상기 메탄화용 액상 연료는 해상 가스유(Marine Gas Oil; MGO), 해상 디젤유(Marine Diesel Oil; MDO), 메탄올(Methanol; MeOH), 다이메틸에테르(Di-Methyl Ether, DME) 및 액화석유가스(Liquefied Petroleum Gas; LPG) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 상선의 전기 생산 방법.The liquid fuel for methanation is marine gas oil (MGO), marine diesel oil (MDO), methanol (Methanol; MeOH), dimethyl ether (Di-Methyl Ether, DME) and liquefied petroleum gas (Liquefied Petroleum Gas; LPG) any one of the electricity production method of a commercial ship. 삭제delete 청구항 14에 있어서,15. The method of claim 14, 상기 메탄을 스팀 개질반응시켜서 합성가스를 생성하는 것을 특징으로 하는 상선의 전기 생산 방법.A method for producing electricity on a merchant vessel, characterized in that to generate syngas by steam reforming the methane. 청구항 17에 있어서,18. The method of claim 17, 상기 연료전지에서 상기 합성가스를 전기화학적으로 반응시키는 과정에서 발생하는 스팀을 상기 스팀 개질반응에 사용하는 것을 특징으로 하는 상선의 전기 생산 방법.The steam generated in the process of the electrochemical reaction of the synthesis gas in the fuel cell is used for the steam reforming reaction of the merchant vessel characterized in that used for the steam reforming reaction. 삭제delete
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