KR101540578B1 - 메탄올 합성 장치 및 메탄올 합성 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 메탄올 합성 장치 및 메탄올 합성 방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 원료를 가스화 하여 수소 및 일산화탄소를 포함하는 합성 가스를 생성하는 합성 가스 생성 유닛; 상기 합성 가스를 메탄올로 합성 시키는 메탄올 합성 유닛; 및 상기 메탄올로 합성되지 않고 상기 합성 가스에 잔류하는 수소를 상기 합성 가스로부터 분리시킨 후, 상기 메탄올 합성 유닛으로 재 공급하여 상기 수소 및 상기 일산화탄소의 비율을 조정하는 수소 순환 유닛을 포함하는 메탄올 합성 장치가 제공될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 원료를 가스화 하여 수소 및 일산화탄소를 포함하는 합성 가스를 생성하는 합성 가스 생성 유닛; 상기 합성 가스를 메탄올로 합성 시키는 메탄올 합성 유닛; 및 상기 메탄올로 합성되지 않고 상기 합성 가스에 잔류하는 수소를 상기 합성 가스로부터 분리시킨 후, 상기 메탄올 합성 유닛으로 재 공급하여 상기 수소 및 상기 일산화탄소의 비율을 조정하는 수소 순환 유닛을 포함하는 메탄올 합성 장치가 제공될 수 있다.
Description
본 발명은 메탄올 합성 장치 및 메탄올 합성 방법에 관한 것이다.
합성 가스는 폐기물, 바이오매스(Biomass) 및 석탄 등의 가스화 반응을 통해서 생성되는 가스로, 새로운 에너지원으로 주목 받고 있다. 합성 가스는 주 성분으로 H2(수소), CO(일산화탄소) 및 CO2(이산화탄소)를 포함하며, 이외에도 타르, 비산먼지 및 H2S, HCl, NH3, COS 와 같은 오염물질을 포함한다. 합성 가스는 수소와 일산화탄소의 비율이 조절됨으로써, 합성 공정을 통하여 새로운 물질로 합성될 수 있으며, 메탄올로 합성되기 위해 필요한 이론적 H2/CO의 비는 2이다.
일반적으로, 합성 가스 중 H2/CO의 비는 0.5 ~ 1.2 정도이므로, 합성 가스를 원료로 하는 메탄올 합성 공정에는 합성 가스 중 H2/CO 비율을 2에 근접하도록 조절하는 수성가스 전환 장치가 사용된다. 그러나 수성가스 전환 장치가 사용되는 메탄올 합성 공정은 다음과 같은 문제가 있다.
수성가스 전환 장치에는 수성가스 전환 촉매가 사용되는데, 합성 가스에 포함된 H2S, HCl은 수성가스 전환 촉매의 피독물질로 알려져 있다. 따라서, H2S, HCl에 의한 촉매 피독으로 촉매의 수명이 단축되고 이는 결국 메탄올 생산성 감소와 운영비 상승을 가져오게 된다. 또한, 수성가스 전환 반응은 발열반응으로, 수성가스 전환 반응의 활성화를 위한 별도의 냉각장치를 필요로 하며, 수성가스 전환 반응에 필요한 수증기를 공급하기 위한 별도의 수증기 발생장치 및 공급장치를 필요로 한다. 따라서 메탄올 합성 공정 비용이 상승되는 문제점이 있다.
또한, 합성 가스 종류에 따라 메탄올 합성에 필요한 H2/CO 비율을 2에 근접하도록 운전조건을 최적화시키기 어려운 문제점이 있다.
또한, 일반적으로 메탄올 합성 장치에서의 수소 전환율은 50~60% 정도로, 미반응한 수소를 사용하지 않고 배출함으로써 에너지 이용 효율이 낮은 문제점이 있다.
본 발명의 실시예들은, 별도의 수성 가스 전환 장치를 이용하지 않고 수소 및 일산화탄소의 비율을 용이하게 제어할 수 있는 메탄올 합성 장치 및 메탄올 합성 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명의 실시예들은 에너지 이용 효율이 높은 메탄올 합성 장치 및 메탄올 합성 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 원료를 가스화 하여 수소 및 일산화탄소를 포함하는 합성 가스를 생성하는 합성 가스 생성 유닛; 상기 합성 가스를 메탄올로 합성 시키는 메탄올 합성 유닛; 및 상기 메탄올로 합성되지 않고 상기 합성 가스에 잔류하는 수소를 상기 합성 가스로부터 분리시킨 후, 상기 메탄올 합성 유닛으로 재 공급하여 상기 수소 및 상기 일산화탄소의 비율을 조정하는 수소 순환 유닛을 포함하는 메탄올 합성 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 수소 순환 유닛은, 상기 수소를 상기 합성 가스로부터 분리하는 수소 분리부; 및 상기 분리된 수소를 상기 메탄올 합성 유닛으로 재 공급하는 수소 순환부를 포함하는 메탄올 합성 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 수소 순환 유닛은, 상기 분리된 수소를 저장하는 수소 저장부를 더 포함하는 메탄올 합성 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 수소 저장부는, 상기 메탄올 합성에 참여하는 상기 수소 및 상기 일산화탄소의 비율에 따라 상기 저장된 수소를 상기 수소 순환부 또는 수소 이용 설비에 선택적으로 공급하는 메탄올 합성 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 메탄올 합성 유닛은, 상기 정제된 합성 가스를 압축하는 합성 가스 압축부; 및 상기 압축된 합성 가스를 상기 메탄올로 합성하는 메탄올 합성부를 포함하는 메탄올 합성 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 메탄올 합성부는, 상기 메탄올 합성에 참여하는 상기 수소 및 상기 일산화탄소의 비율을 감지하는 감지부를 포함하는 메탄올 합성 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 메탄올 합성 유닛은, 상기 메탄올 합성부로부터 상기 합성된 메탄올을 공급받아 정제하는 메탄올 정제부; 및 상기 정제된 메탄올을 저장하는 메탄올 저장부를 더 포함하는 메탄올 합성 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 수소 순환 유닛에서 분리된 상기 수소는 상기 합성 가스 압축부 전단으로 공급되는 메탄올 합성 장치가 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 측면에 따르면, 원료를 가스화 하여 수소 및 일산화탄소를 포함하는 합성 가스를 생성하는 합성 가스 생성 단계; 상기 합성 가스를 메탄올로 합성 시키는 메탄올 합성 단계; 상기 메탄올로 합성되지 않고 상기 합성 가스에 잔류하는 수소를 상기 합성 가스로부터 분리시키는 수소 분리 단계; 및 상기 합성 가스의 상기 수소 및 상기 일산화탄소 비율이 일정 범위를 벗어났는지 여부를 판단하는 단계를 포함하는 메탄올 합성 방법이 제공될 수 있다.
또한, 상기 판단 단계에서 상기 수소 및 상기 일산화탄소 비율이 일정 범위 이내인 경우, 상기 분리된 수소를 상기 합성 가스 생성 단계에서 생성된 상기 합성 가스에 재 공급하여 상기 수소 및 상기 일산화탄소의 비율을 조정하는 수소 순환 단계를 더 포함하는 메탄올 합성 방법이 제공될 수 있다.
또한, 상기 판단 단계에서 상기 수소 및 상기 일산화탄소 비율이 일정 범위를 벗어난 경우, 상기 분리된 수소를 수소 저장부에 저장하거나 상기 분리된 수소를 필요로 하는 수소 이용 설비로 공급하는 메탄올 합성 방법이 제공될 수 있다.
또한, 상기 메탄올 합성 단계 이전에, 상기 합성 가스를 상기 메탄올로 합성되는 압력으로 압축하는 합성 가스 압축 단계를 더 포함하고, 상기 분리된 수소는 상기 합성 가스에 재 공급되어 상기 합성 가스와 함께 압축되는 메탄올 합성 방법이 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예들은, 수소 및 일산화탄소의 비율을 용이하게 제어할 수 있는 메탄올 합성 장치 및 메탄올 합성 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들은 고가의 부대 장치를 필요로 하는 수성 가스 전환 장치를 이용하지 않음으로써 경제적으로 메탄올을 합성할 수 있는 메탄올 합성 장치 및 메탄올 합성 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들은 에너지 이용 효율이 높은 메탄올 합성 장치 및 메탄올 합성 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 측면에 따른 메탄올 합성 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 측면에 따른 메탄올 합성 방법의 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 측면에 따른 메탄올 합성 장치 및 메탄올 합성 방법에 의해 합성 가스의 수소/일산화탄소의 비율이 조절된 결과를 나타낸 표이다.
도 2는 본 발명의 일 측면에 따른 메탄올 합성 방법의 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 측면에 따른 메탄올 합성 장치 및 메탄올 합성 방법에 의해 합성 가스의 수소/일산화탄소의 비율이 조절된 결과를 나타낸 표이다.
이하에서는 본 발명의 사상을 구현하기 위한 구체적인 실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다. 아울러 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 측면에 따른 메탄올 합성 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
본 실시예에 따른 메탄올 합성 장치(10)는 합성 가스 생성 유닛(100), 메탄올 합성 유닛(200) 및 수소 순환 유닛(300)을 포함한다.
합성 가스 생성 유닛(100)은 합성 가스를 생성시키는 기능을 갖는 것으로, 원료 공급부(110), 합성 가스화부(120), 합성 가스 정제부(130)를 포함할 수 있다.
합성 가스는 폐기물, 바이오매스 또는 석탄 등(이하 '원료'라고 한다)을 가스화하여 얻어지는 가스로, 수소 및 일산화탄소가 주 성분을 이루며, 이외에도 비산먼지, H2S, HCl, NH3, COS와 같은 오염물질을 포함할 수 있다. 그리고 합성 가스 중 H2/CO의 비는 0.5 내지 1.2 일 수 있다.
원료 공급부(110)는 합성 가스의 원료를 공급하는 기능을 갖는 것으로, 원료의 종류에 따라 다양한 공급 장치가 사용될 수 있다. 원료 공급부(110)는 원료가 가스화되기 위한 최적의 상태로 가공하는 기능을 포함할 수 있으며, 일 예로 원료가 폐기물인 경우 가연물을 회수하기 위한 파쇄 및 선별 장치와 선별된 폐기물을 건조하는 건조 장치 등을 포함할 수 있다.
합성 가스화부(120)는 원료를 가열하여 가스화 시키는 기능을 갖는 것으로, 고정층, 유동층 및 분류층 등이 사용될 수 있다. 합성 가스화부(120)에 순산소, 공기, 수증기가 단독 혹은 혼합되어 가스화 반응에 필요한 산화제로 사용될 수 있다. 합성 가스화부(120)의 가열 온도는 원료에 따라 다양하게 조절될 수 있으며, 일 예로 원료가 바이오매스일 경우, 700℃ ∼ 1400 ℃일 수 있다. 그리고 원료를 가스화 하는 방법으로는, 부분 산화법이 이용될 수 있으며, 일 예로, 원료가 바이오매스인 경우 아래 반응을 통해 합성 가스가 생성될 수 있다.
상기 화학식 2는 가역 반응으로, 정반응(발열반응)이 활성화될 경우 합성 가스 중 H2의 비율이 높아지고, 역반응(흡열반응)이 활성화될 경우에는 합성 가스 중 일산화탄소의 비율이 높아질 수 있다. 또한, H2O의 양이 증가될 경우 정반응이 활발하게 진행되어 합성 가스 중 수소의 비율이 높아질 수 있다. 따라서, 합성 가스의 수소 및 일산화탄소의 비율은 온도 및 수증기 량 등의 조건에 따라 변경될 수 있다.
합성 가스 정제부(130)는 합성 가스 생성 유닛(100)에서 생성된 합성 가스에 포함되어 있는 불순물을 제거할 수 있으며, 정제된 합성 가스는 메탄올 합성 유닛(200)으로 공급될 수 있다.
메탄올 합성 유닛(200)은 합성 가스로부터 메탄올을 합성하는 기능을 갖는 것으로, 합성 가스를 압축하는 합성 가스 압축부(210), 압축된 합성 가스를 메탄올로 합성하는 메탄올 합성부(220)를 포함할 수 있다.
합성 가스 압축부(210)는 합성 가스의 압력을 메탄올이 합성되는 압력까지 향상시킬 수 있다. 그리고 합성 가스 압축부(210)에는 후술되는 수소 순환 유닛(300)의 수소 순환부(330)가 연결되어 수소를 재 공급받을 수 있다.
메탄올 합성부(220)는 압축된 합성 가스를 메탄올로 합성하는 기능을 갖는 것으로, 하기 화학식에 나타난 것과 같이 합성 가스에 포함된 수소 및 일산화탄소가 메탄올(CH3OH)로 합성될 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 메탄올 합성 장치(10)는 메탄올 합성 반응에 참여하는 H2/CO의 비를 감지할 수 있는 감지부(250)를 더 포함할 수 있다. 감지부(250)는 메탄올 합성부(220) 또는 합성 가스 압축부(210) 또는 메탄올 합성부(220) 전단에 제공될 수도 있다. 즉, 감지부(250)는 메탄올 합성에 참여하는 H2/CO의 비를 감지할 수 있는 지점에 장착될 수 있다.
구체적으로, 감지부(250)는 H2/CO의 비가 일정 범위를 벗어났는지 여부를 측정할 수 있다. 즉, 감지부(250)는 H2/CO의 비가 메탄올을 합성하기 위한 적정 비율, 2에 근접한지 여부를 측정할 수 있으며, 측정 결과는 수소 저장부(320)로 전송되어, 수소의 재순환 여부, 수소의 공급량 등이 결정될 수 있다. 그러나 감지부(250)에서 측정된 H2/CO 비는 수소 순환부(330)로 전송될 수도 있으며, 수소의 재순환 여부 역시 수소 순환부(330)에서 제어할 수도 있다.
한편, 메탄올 합성 유닛(200)은 합성된 메탄올을 정제하는 메탄올 정제부(230), 정제된 메탄올을 저장하는 메탄올 저장부(240)를 더 포함할 수 있다.
수소 순환 유닛(300)은 합성 가스 중 수소 및 일산화탄소의 비율을 조정하는 기능을 갖는 것으로, H2/CO의 비가 2에 근접하도록 조정 할 수 있다. 이를 위해 수소 순환 유닛(300)은 합성 가스 중 메탄올 합성에 반응하지 않고 잔류하고 있는 수소를 상기 합성 가스로부터 분리시키고, 다시 메탄올 합성 유닛(200)에 공급시킬 수 있다.
구체적으로, 수소 순환 유닛(300)은 수소 분리부(310), 수소 저장부(320) 및 수소 순환부(330)를 포함할 수 있다.
수소 분리부(310)는 수소를 합성 가스로부터 분리하는 기능을 갖는 것으로, 합성 가스로부터 수소를 분리시키는 방법으로서, PSA(Pressure Swing Adsoprtion)법, 막분리법 등을 사용할 수 있다.
수소 저장부(320)는 합성 가스로부터 분리된 수소를 저장하고, 저장된 수소의 공급 여부, 공급량 등을 제어하는 기능을 갖는 것으로, 수소 분리부(310)로부터 수소를 공급 받아 저장할 수 있다. 수소 저장부(320)는 감지부(250)로부터 전송 받은 H2/CO 비로부터 수소의 부족 여부를 판단할 수 있고, H2/CO의 비가 2보다 작을 경우에는 수소 순환부(330)로 수소를 공급시킬 수 있다. 반면에 H2/CO의 비가 2 또는 2를 초과한 경우에는 수소를 필요로 하는 수소 이용 설비(400)로 공급될 수 있다. 즉, 수소 분리부(310)에서 분리된 수소는 수소 순환부(330) 또는 수소 이용 설비(400)로 선택적으로 공급될 수 있다. 이 때, 수소 이용 설비(400)는 암모니아 합성 공정 설비 또는 연료 전지 생산 설비 등일 수 있다. 그러나, 분리된 수소는 수소 저장부(320)에 저장되지 않고, 직접적으로 수소 순환부(330) 또는 수소 이용 설비(400)로 공급될 수도 있으며, 수소의 재순환 여부, 재순환 량 역시 수소 순환부(330)에 의해 독립적으로 조절될 수도 있다.
수소 순환부(330)는 수소 분리부(310)에서 분리된 수소를 순환시켜 메탄올 합성 유닛(200)으로 재 공급하는 기능을 갖는다. 수소 순환부(330)는 분리된 수소를 메탄올 합성 유닛(200) 중 합성 가스 압축부(210) 전단에 공급시킬 수 있으며, 수소 순환부(330)는 수소를 이송시키는 배관 등일 수 있다.
수소 분리부(310)에 의해 수소가 분리된 후, 합성 가스에 잔류된 기타 종류의 배출 가스는 배출 가스 연소보일러(500)로 이송되어 스팀 생산에 사용될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 일 측면에 따른 메탄올 합성 방법에 대해 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 측면에 따른 메탄올 합성 방법의 순서도이다.
도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 메탄올 합성 방법은 전술된 메탄올 합성 장치(10)를 이용하여 메탄올을 합성할 수 있다.
본 실시예에 따른 메탄올 합성 방법은 합성 가스 생성 단계(S120), 메탄올 합성 단계(S220), 수소 분리 단계(S310), 수소 순환 단계(S330)를 포함하며, 합성 가스 생성 단계(S120) 이전에 원료 공급 단계(S110)를 더 포함할 수 있다.
합성 가스의 원료가 되는 폐기물, 바이오매스, 석탄 등은 원료 공급부(110)에 의해 합성 가스화부(120)로 공급(S110)될 수 있으며, 이 때 원료의 종류에 따라 건조, 분쇄 등이 이루어질 수 있다. 합성 가스화부(120)로 공급된 원료는 가열됨으로써 부분 연소될 수 있으며, 이에 따라 수소 및 일산화탄소를 포함하는 합성 가스가 생성(S120)될 수 있다. 그리고 이렇게 생성된 합성 가스는 합성 가스 정제부(130)에서 불순물이 제거될 수 있다(S130).
합성 가스는 합성 가스 압축부(210)에서 메탄올이 합성되는 압력에 도달될 때까지 압축(S210) 된 후 메탄올 합성부(220)에서 메탄올로 합성(S220)될 수 있다.
메탄올 합성 단계(S220)가 종료되면, 메탄올 합성부(220) 내부에는 메탄올 및 메탄올로 합성되지 못한 수소, 일산화탄소 등을 포함하는 합성 가스가 혼합되어 있다. 그 중 합성된 메탄올은 메탄올 정제부(230)에 의해 정제(S230)된 후 메탄올 저장부(240)에 저장(S240)될 수 있다. 그리고, 메탄올로 합성되지 못한 수소는 PSA(Pressure Swing Adsoprtion)법, 막분리법 등에 의해 분리(S310)될 수 있다.
분리된 수소는 수소 저장부(320)로 이송될 수 있으며, 수소를 제외한 기타 배출 가스는 배출 가스 연소보일러(500) 등에서 연소(S400)될 수 있다.
이 때, 수소 저장부(320)는 감지부(250)로부터 전송 받은 메탄올 합성에 참여하는 H2/CO 비율, 즉, 메탄올 합성(S220)이 이루어지기 전의 H2/CO 비율이 일정 범위를 벗어났는지 여부를 판단(S320)하여 분리된 수소의 재 공급 여부를 결정할 수 있다.
합성 가스의 H2/CO 비율이 일정 범위 이내일 경우, 일 예로 2 미만 또는 이하일 경우, 분리된 수소는 순환(S330)된 후 다시 압축(S210)됨으로써 메탄올 합성 반응에 참여할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 측면에 따른 메탄올 합성 장치 및 메탄올 합성 방법에 의해 합성 가스의 수소/일산화탄소의 비율이 조절된 결과를 나타낸 표이다.
도 3에 도시된 것과 같이, 수소 순환에 의해 H2/CO의 비율이 일정 시간 후에 2의 값이 유지되는 것을 확인할 수 있다.
종래의 수소 및 일산화탄소의 비율을 조정하기 위해 수성 가스 전환 장치 등을 이용할 경우, 화학식 2의 정반응(발열 반응)을 활성화시켜야 한다. 따라서 반응물인 수증기의 양을 증가시키기 위한 수증기 공급장치가 필요하며, 또한 온도를 낮추기 위한 냉각 장치 등이 필요하다.
반면에 본 실시예와 같이 반응에 참여하지 않은 수소를 메탄올 합성 유닛(200)에 재 공급시킬 경우, 별도의 수증기 공급 장치, 냉각 장치를 필요로하지 않으므로 경제적이다. 또한, 순수한 수소만을 공급할 수 있으므로, H2/CO의 비율 조정이 용이하다. 또한, 반응에 참여하지 않는 수소를 재 사용할 수 있으므로, 에너지 이용 효율이 향상될 수 있다.
한편, 합성 가스의 수소/일산화탄소 비율이 일정 범위를 벗어난 경우, 일 예로 2 이상일 경우, 분리된 수소는 수소 저장부(320)에 저장(S340)될 수 있으며, 수소를 필요로 하는 수소 이용 설비(400)로 공급(S350)될 수도 있다. 따라서, 메탄올 합성에 사용되지 않은 수소가 다른 수소 이용 설비(400)에 공급되어 사용될 수 있으므로 에너지 이용 효율이 더욱 향상될 수 있다.
이상 본 발명의 실시예에 따른 메탄올 합성 장치 및 메탄올 합성 방법의 구체적인 실시 형태로서 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로서, 본 발명은 이에 한정되지 않는 것이며, 본 명세서에 개시된 기초 사상에 따르는 최광의 범위를 갖는 것으로 해석되어야 한다. 당업자는 개시된 실시형태들을 조합/치환하여 적시되지 않은 형상의 패턴을 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 이외에도 당업자는 본 명세서에 기초하여 개시된 실시형태를 용이하게 변경 또는 변형할 수 있으며, 이러한 변경 또는 변형도 본 발명의 권리범위에 속함은 명백하다.
10: 메탄올 합성 장치 100: 합성 가스 생성 유닛
110: 원료 공급부 120: 합성 가스화부
130: 합성 가스 정제부 200: 메탄올 합성 유닛
210: 합성 가스 압축부 220: 메탄올 합성부
230: 메탄올 정제부 240: 메탄올 저장부
300: 수소 순환 유닛 310: 수소 분리부
320: 수소 저장부 330: 수소 순환부
400: 수소 이용 설비 500: 배출 가스 연소보일러
110: 원료 공급부 120: 합성 가스화부
130: 합성 가스 정제부 200: 메탄올 합성 유닛
210: 합성 가스 압축부 220: 메탄올 합성부
230: 메탄올 정제부 240: 메탄올 저장부
300: 수소 순환 유닛 310: 수소 분리부
320: 수소 저장부 330: 수소 순환부
400: 수소 이용 설비 500: 배출 가스 연소보일러
Claims (11)
- 원료를 가스화 하여 수소 및 일산화탄소를 포함하는 합성 가스를 생성하는 합성 가스 생성 유닛;
상기 합성 가스를 메탄올로 합성 시키는 메탄올 합성 유닛; 및
상기 메탄올로 합성되지 않고 상기 합성 가스에 잔류하는 수소를 상기 합성 가스로부터 분리시킨 후, 상기 메탄올 합성 유닛으로 재 공급하여 메탄올 합성에 참여하는 상기 수소 및 상기 일산화탄소의 분자수 비율(H2/CO)을 2로 조정하는 수소 순환 유닛을 포함하는
메탄올 합성 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 수소 순환 유닛은,
상기 수소를 상기 합성 가스로부터 분리하는 수소 분리부; 및
상기 분리된 수소를 상기 메탄올 합성 유닛으로 재 공급하는 수소 순환부를 포함하는 메탄올 합성 장치. - 제 2 항에 있어서,
상기 수소 순환 유닛은,
상기 분리된 수소를 저장하는 수소 저장부를 더 포함하는 메탄올 합성 장치. - 제 3 항에 있어서,
상기 수소 저장부는,
상기 메탄올 합성에 참여하는 상기 수소 및 상기 일산화탄소의 분자수 비율(H2/CO)이 2보다 작을 경우 상기 저장된 수소를 상기 수소 순환부에 공급하고,
상기 수소 및 상기 일산화탄소의 분자수 비율(H2/CO)이 2 이상 또는 2를 초과할 경우 상기 저장된 수소를 수소 이용 설비에 공급하는 메탄올 합성 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 메탄올 합성 유닛은,
상기 정제된 합성 가스를 압축하는 합성 가스 압축부;
상기 압축된 합성 가스를 상기 메탄올로 합성하는 메탄올 합성부; 및
상기 메탄올 합성에 참여하는 상기 수소 및 상기 일산화탄소의 분자수 비율(H2/CO)이 2를 벗어났는지 여부를 감지하는 감지부를 포함하는 메탄올 합성 장치. - 제 5 항에 있어서,
상기 메탄올 합성 유닛은,
상기 메탄올 합성부로부터 상기 합성된 메탄올을 공급받아 정제하는 메탄올 정제부; 및
상기 정제된 메탄올을 저장하는 메탄올 저장부를 더 포함하는 메탄올 합성 장치. - 제 5 항에 있어서,
상기 수소 순환 유닛에서 분리된 상기 수소는 상기 합성 가스 압축부 전단으로 공급되는 메탄올 합성 장치. - 원료를 가스화 하여 수소 및 일산화탄소를 포함하는 합성 가스를 생성하는 합성 가스 생성 단계;
상기 합성 가스를 메탄올로 합성 시키는 메탄올 합성 단계;
상기 메탄올로 합성되지 않고 상기 합성 가스에 잔류하는 수소를 상기 합성 가스로부터 분리시키는 수소 분리 단계; 및
상기 합성 가스의 상기 수소 및 상기 일산화탄소 분자수 비율(H2/CO)이 2를 벗어났는지 여부를 판단하는 단계를 포함하는 메탄올 합성 방법. - 제 8 항에 있어서,
상기 판단 단계에서 상기 수소 및 상기 일산화탄소 분자수 비율(H2/CO)이 2보다 작을 경우, 상기 분리된 수소를 상기 합성 가스 생성 단계에서 생성된 상기 합성 가스에 재 공급하여 상기 수소 및 상기 일산화탄소의 분자수 비율(H2/CO)을 2로 조정하는 수소 순환 단계를 더 포함하는 메탄올 합성 방법. - 제 8 항에 있어서,
상기 판단 단계에서 상기 수소 및 상기 일산화탄소 분자수 비율(H2/CO)이 2 이상 또는 2를 초과할 경우, 상기 분리된 수소를 수소 저장부에 저장하거나 상기 분리된 수소를 필요로 하는 수소 이용 설비로 공급하는 메탄올 합성 방법. - 제 9 항에 있어서,
상기 메탄올 합성 단계 이전에, 상기 합성 가스를 압축하는 합성 가스 압축 단계를 더 포함하고,
상기 분리된 수소는 상기 합성 가스에 재 공급되어 상기 합성 가스와 함께 압축되는 메탄올 합성 방법.
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| KR1020140074910A KR101540578B1 (ko) | 2014-06-19 | 2014-06-19 | 메탄올 합성 장치 및 메탄올 합성 방법 |
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|---|---|---|---|---|
| KR102509945B1 (ko) * | 2022-06-02 | 2023-03-14 | (주)비에스산업개발 | 가연성 폐기물의 가스화 처리 시스템 |
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2014
- 2014-06-19 KR KR1020140074910A patent/KR101540578B1/ko active Active
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