KR101571235B1 - Apparatus for the preparation of synthesis gas - Google Patents

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Abstract

본 발명은 합성 천연 가스 제조 장치에 관한 것으로, 해결하고자 하는 기술적 과제는 메탄화 장치의 반응열을 압축된 이산화탄소가 흡수하여 온도 증가후, 압축기와 연결된 터빈을 구동함으로써 전력을 생성하여 발전기에 저장하고, 터빈에서 배출되는 이산화탄소는 저장조로 전달되어 저장시킬 수 있으므로, 메탄화 장치의 온도 감소를 위한 별도의 냉각체 구성을 필요로 하지 않아 설비 구성을 단순화 할 수 있으며, 고온으로 상승된 이산화탄소를 이용하여 전력 생산량을 증가시켜 경제성을 향상 시키는데 있다. The present invention relates to a synthetic natural gas production apparatus, and a technical problem to be solved is to provide a method for producing synthetic natural gas by generating carbon dioxide by absorbing the reaction heat of the methanation unit and driving the turbine connected to the compressor, Since the carbon dioxide discharged from the turbine can be transferred to and stored in a storage tank, it is possible to simplify the configuration of the apparatus without requiring a separate cooling structure for reducing the temperature of the methanation unit. And to improve the economic efficiency by increasing the production amount.

Description

합성 천연 가스 제조 장치{APPARATUS FOR THE PREPARATION OF SYNTHESIS GAS}[0001] APPARATUS FOR THE PREPARATION OF SYNTHESIS GAS [0002]

본 발명은 합성 천연 가스 제조 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for producing synthetic natural gas.

합성 천연 가스(SNG, Synthetic Natural Gas) 제조 장치 및 공정은 석탄을 원료로 하여 천연 가스의 주성분인 메탄(CH4)을 합성하는 기술을 의미한다. The equipment and process for producing synthetic natural gas (SNG) means a technology for synthesizing methane (CH4), which is a main component of natural gas, using coal as a raw material.

일반적으로 메탄(CH4)을 생성하기 위해서는, 석탄과 산소가 반응하여 합성된 합성 가스를 생성한 후 불필요한 가스를 분리하여 배출한 후, 메탄화 장치에서 메탄화 반응을 시킴으로써 최종적으로 합성 천연 가스(CH4)를 생성할 수 있다. Generally, in order to generate methane (CH4), synthesis gas synthesized by the reaction of coal and oxygen is produced, and unnecessary gas is separated and discharged. Thereafter, methanation reaction is performed in the methanation apparatus, Can be generated.

그러나 메탄화 장치는 메탄화 반응시 발열에 의해, 메탄화 장치의 온도가 상승할 수 있으며, 이 경우 합성 천연 가스 생산 수율이 저하되는 문제가 발생될 수 있다. 이를 방지하기 위해서 메탄화 장치 내에 열교환기를 구비할 수 있으며, 열교환기에 냉각수를 공급하여 메탄화 장치의 온도를 감소시킬 수 있다. 그러나 메탄화 장치에서 사용되는 냉각수를 재사용하기 위해서는, 순환에 의해 메탄화 장치 내에서 온도가 증가되어 증기화된 냉각수를 물로 변환하기 위한 별도의 열교환기가 더 요구되며, 효율을 저감시킬 수 있다.
However, in the methanation unit, the temperature of the methanation unit may rise due to heat generation during the methanation reaction, and in this case, the yield of synthetic natural gas production may be lowered. To prevent this, a heat exchanger may be provided in the methanation apparatus, and the temperature of the methanation apparatus may be reduced by supplying cooling water to the heat exchanger. However, in order to reuse the cooling water used in the methanation apparatus, the temperature in the methanation apparatus is increased by circulation, so that a separate heat exchanger for converting the vaporized cooling water into water is further required, and efficiency can be reduced.

공개특허 10-2012-0074869(2012.07.06)[0006]

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 메탄화 장치의 반응열을 압축된 이산화탄소가 흡수하여 온도 증가후, 압축기와 연결된 터빈을 구동함으로써 전력을 생성하여 발전기에 저장하고, 터빈에서 배출되는 이산화탄소는 저장조로 전달되어 저장시킬 수 있으므로, 메탄화 장치의 온도 감소를 위한 별도의 냉각체 구성을 필요로 하지 않아 설비 구성을 단순화 할 수 있으며, 고온으로 상승된 이산화탄소를 이용하여 전력 생산량을 증가시켜 경제성을 향상 시킬 수 있는 합성 천연 가스 제조 장치를 제공하는데 있다.It is an object of the present invention to overcome the above-mentioned problems of the prior art, and it is an object of the present invention to provide a method and apparatus for generating electricity by absorbing the reaction heat of a methanator, , The carbon dioxide discharged from the turbine can be transferred to and stored in a storage tank. Therefore, the system configuration can be simplified by eliminating the need for a separate cooling structure for reducing the temperature of the methanation unit, and by using the carbon dioxide And to provide an apparatus for producing synthetic natural gas capable of increasing the power generation amount and improving the economical efficiency.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 합성 천연 가스 제조 장치는 산소와 석탄의 반응에 의해 합성가스를 생성하는 가스화기와, 상기 합성 가스에서 황화수소와 이산화탄소를 분리하여 정제된 합성 가스를 생성하는 산성 가스 제거 장치와, 상기 산성 가스 제거 장치와 연결되어, 분리된 상기 이산화탄소를 공급받아 압축하는 압축기와, 상기 산성 가스 제거 장치와 연결되어 상기 산성 가스 제거 장치에서 정제된 합성가스를 인가받아 메탄화 반응에 의해 합성 천연 가스를 생성하며, 상기 메탄화 반응시 생성된 반응열을 상기 압축기에서 인가되는 압축된 이산화탄소에서 흡수하도록 열 교환기를 구비하는 메탄화 장치 및, 상기 압축기와 상기 메탄화 장치와 연결되어, 상기 메탄화 장치에서 온도가 증가된 상기 이산화탄소의 팽창에 의해 동력을 생성하고, 상기 동력에 의해 상기 압축기를 구동시키는 터빈을 포함할 수 있다. In order to accomplish the above object, the present invention provides a synthetic natural gas producing apparatus comprising: a gasifier for producing a synthesis gas by the reaction of oxygen and coal; and a gasifier for separating hydrogen sulfide and carbon dioxide from the synthesis gas, A gasifier connected to the acidic gas removing device and connected to the acidic gas removing device for receiving the purified carbon dioxide, And a heat exchanger for absorbing the heat of reaction generated in the methanation reaction in the compressed carbon dioxide applied by the compressor, and a catalytic converter connected to the compressor and the methanation device, The expansion of the carbon dioxide, whose temperature has been increased in the methanation apparatus, Generation, and it may include a turbine for driving the compressor by the power.

상기 가스화기와 연결되어, 공기를 공급받아 산소와 질소로 분리하여 산소를 상기 가스화기에 공급하는 공기 분리 장치를 더 포함할 수 있다. The gasifier may further include an air separator connected to the gasifier for separating the air into oxygen and nitrogen to supply oxygen to the gasifier.

상기 가스화기와 상기 산성 가스 제거 장치 사이에 연결되어, 상기 가스화기에서 생성된 합성가스에서 수소/일산화탄소 비가 3 내지 3.5 중 어느 하나의 값을 갖도록 제어하여 상기 산성 가스 제거 장치로 공급하는 수성 가스 전환 장치를 더 포함할 수 있다. A water gas switching device connected between the gasifier and the acidic gas removing device for controlling the hydrogen / carbon monoxide ratio in the syngas produced in the gasifier to have a value of 3 to 3.5, As shown in FIG.

상기 산성 가스 제거 장치는 상기 수성 가스 전환 장치에서 인가되는 상기 합성 가스에서 황화수소를 분리하여 배출하고, 이산화탄소를 일부 분리하여 상기 압축기로 인가하고, 상기 황화수소와 상기 이산화탄소가 정제된 합성 가스를 생성하여 상기 메탄화 장치로 인가할 수 있다. The acid gas removing unit separates and discharges hydrogen sulfide from the synthesis gas to be supplied from the water gas shift converter, separates carbon dioxide partially and applies the separated gas to the compressor, generates a synthesis gas in which the hydrogen sulfide and the carbon dioxide are purified, Can be applied to the methanation device.

상기 터빈과 연결되어, 상기 터빈에서 생성된 동력을 전력으로 변환하여 저장하는 발전기를 더 포함할 수 있다. And a generator connected to the turbine to convert the power generated by the turbine into electric power and store the converted power.

상기 압축기는 상기 산성 가스 제거 장치에서 분리되어 배출되는 상기 이산화탄소를 초임계 상태 이상으로 가압할 수 있다. The compressor may pressurize the carbon dioxide separated and discharged from the acidic gas removing unit to a supercritical state or more.

상기 터빈과 연결되어, 상기 메탄화 장치에서 열교환에 의해 가열된 상기 이산화탄소에 의해 상기 터빈에서 동력을 생성하고, 배출되는 상기 이산화탄소를 저장하는 저장조를 더 포함할 수 있다. And a reservoir connected to the turbine to generate power from the turbine by the carbon dioxide heated by the heat exchange in the methanator and to store the carbon dioxide discharged.

본 발명에 의한 합성 천연 가스 제조 장치는 메탄화 장치의 반응열을 압축된 이산화탄소가 흡수하여 온도 증가후, 압축기와 연결된 터빈을 구동함으로써 전력을 생성하여 발전기에 저장하고, 터빈에서 배출되는 이산화탄소는 저장조로 전달되어 저장시킬 수 있으므로, 메탄화 장치의 온도 감소를 위한 별도의 냉각체 구성을 필요로 하지 않아 설비 구성을 단순화 할 수 있으며, 고온으로 상승된 이산화탄소를 이용하여 전력 생산량을 증가시켜 경제성을 향상 시킬 수 있게 된다.In the synthetic natural gas production apparatus according to the present invention, the reaction heat of the methanation unit is absorbed by the compressed carbon dioxide, and after the temperature is increased, the turbine connected to the compressor is operated to generate electric power and store it in the electric generator. It is possible to simplify the structure of the apparatus because it does not require a separate cooling structure for reducing the temperature of the methanation unit and can improve the economical efficiency by increasing the power generation amount by using the carbon dioxide raised to the high temperature .

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 합성 천연 가스 제조 장치를 도시한 블록도이다.1 is a block diagram illustrating an apparatus for producing synthetic natural gas according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments of the present invention are described in order to more fully explain the present invention to those skilled in the art, and the following embodiments may be modified in various other forms, The present invention is not limited to the embodiment. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be more faithful and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art.

또한, 이하의 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.In the following drawings, thickness and size of each layer are exaggerated for convenience and clarity of description, and the same reference numerals denote the same elements in the drawings. As used herein, the term "and / or" includes any and all combinations of one or more of the listed items.

본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및 /또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. As used herein, the singular forms "a," "an," and "the" include singular forms unless the context clearly dictates otherwise. Also, " comprise "and / or" comprising "when used herein should be interpreted as specifying the presence of stated shapes, numbers, steps, operations, elements, elements, and / And does not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, operations, elements, elements, and / or groups.

본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안 됨은 자명하다. 이들 용어는 하나의 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 다른 영역, 층 또는 부분과 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제1부재, 부품, 영역, 층 또는 부분은 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제2부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 지칭할 수 있다.Although the terms first, second, etc. are used herein to describe various elements, components, regions, layers and / or portions, these members, components, regions, layers and / It is obvious that no. These terms are only used to distinguish one member, component, region, layer or section from another region, layer or section. Thus, a first member, component, region, layer or section described below may refer to a second member, component, region, layer or section without departing from the teachings of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 합성 천연 가스 제조 장치를 도시한 블록도가 도시되어 있다. Referring to FIG. 1, a block diagram illustrating a synthesis natural gas production system according to an embodiment of the present invention is shown.

도 1에서 도시된 바와 같이 합성 천연 가스 제조 장치(100)는 공기 분리 장치(110), 가스화기(120), 수성 가스 전환 장치(130), 산성 가스 제거 장치(140), 압축기(150), 메탄화 장치(160), 터빈(170), 발전기(180) 및 저장조(190)를 포함한다. 1, the apparatus for producing natural gas 100 includes an air separation unit 110, a gasifier 120, a water gas shift unit 130, an acid gas removal unit 140, a compressor 150, A methanator 160, a turbine 170, a generator 180 and a reservoir 190.

상기 공기 분리 장치(110)는 가스화기(120)와 연결되어 있으며, 공기(A)를 인가 받아, 산소(O2, B)와 질소(N2)로 분리한다. 상기 공기 분리 장치(110)는 분리된 산소(O2)를 가스화기(120)로 인가한다.The air separator 110 is connected to the gasifier 120 and receives the air A to separate it into oxygen O2, B and nitrogen N2. The air separator 110 applies separated oxygen (O 2) to the gasifier 120.

상기 가스화기(120)는 공기 분리 장치(110)와 수성 가스 전환 장치(130) 사이에 연결되어 있다. 상기 가스화기(120)는 석탄(C)과 공기 분리 장치(110)에서 분리되어 공급되는 산소(B)를 인가받는다. 상기 가스화기(120)내에서는 석탄(C)과 산소(B)가 반응하여, 일산화탄소(CO), 수소(H2) 및 이산화탄소(CO2)가 대부분인 합성가스(D1)를 생성한다. The gasifier 120 is connected between the air separator 110 and the water gas shift device 130. The gasifier 120 receives coal (C) and oxygen (B) supplied separately from the air separation unit (110). In the gasifier 120, the coal C and the oxygen B react with each other to produce a syngas D1 having carbon monoxide (CO), hydrogen (H2), and carbon dioxide (CO2).

상기 수성 가스 전환 장치(130)는 상기 가스화기(120)와 산성 가스 제거 장치(140) 사이에 연결되어 있다. 상기 수성 가스 전환 장치(130)는 가스화기(120)에서 생성된 합성가스(D1)를 인가받아, 수소(H2)/일산화탄소(CO)의 비율이 3 내지 3.5의 값을 갖도록 제어한 합성 가스(D2)를 생성한다. The water gas shift device 130 is connected between the gasifier 120 and the acid gas removal device 140. The water gas shift device 130 receives a synthesis gas D1 generated by the gasifier 120 and a synthesis gas (H2) / carbon monoxide (CO) controlled to have a value of 3 to 3.5 D2.

상기 산성 가스 제거 장치(140)는 상기 수성 가스 전환 장치(130)와 압축기(150) 및 메탄화 장치(160)에 연결되어 있다. 상기 산성 가스 제거 장치(140)는 상기 수성 가스 전환 장치(130)에서 생성된 합성 가스(D2)를 인가받아, 황화수소(F, H2S)와 이산화탄소(E1, CO2) 일부를 분리하여, 정제한 합성 가스(D3)를 생성한다. 좀 더 자세하게, 산성 가스 제거 장치(140)는 합성가스(D2)에서 황화수소(F)를 분리하여 별도로 배출하고, 일부 이산화탄소(E1)를 분리하여 압축기(150)로 인가하며, 황화수소(F)와 이산화탄소(E1)가 정제된 합성 가스(D3)를 메탄화 장치(160)로 인가한다. The acid gas removing device 140 is connected to the water gas shift device 130, the compressor 150, and the methanator 160. The acid gas removing device 140 receives synthesis gas D2 generated in the water gas shift device 130 and separates a part of the hydrogen sulfide F and H2S and the carbon dioxide E1 and CO2 to obtain a purified synthesis Thereby generating gas D3. More specifically, the acidic gas removal unit 140 separates and discharges hydrogen sulfide F from the syngas D2, separates some carbon dioxide E1 and applies it to the compressor 150, and hydrogen sulfide F Synthesis gas D3 in which carbon dioxide (E1) is purified is applied to the methanation apparatus 160. [

상기 압축기(150)는 산성 가스 제거 장치(140), 메탄화 장치(160) 및 터빈(170)에 연결된다. 상기 압축기(150)는 산성 가스 제거 장치(140)에서 배출되는 이산화탄소(E1)를 인가받아, 수송 및 저장을 위해서 압축하여 메탄화 장치(160)로 인가한다. 상기 압축기(150)는 이산화탄소(E1)를 초임계 상태(40℃이상, 22MPa 이상) 이상으로 가압한다. 또한 압축기(150)는 터빈(170)과 하나의 축으로 연결될 수 있으며, 터빈(170)의 동력에 의해서 구동될 수 있다. 즉, 압축기(150)는 상기 터빈(170)과 기계적으로 연결될 수 있다. The compressor 150 is connected to the acid gas removal unit 140, the methanation unit 160 and the turbine 170. The compressor 150 receives the carbon dioxide E1 discharged from the acidic gas removal unit 140, compresses it for transportation and storage, and applies the compressed gas to the methanation unit 160. The compressor 150 pressurizes the carbon dioxide E1 to a supercritical state (not less than 40 ° C and not less than 22 MPa). The compressor 150 may be connected to the turbine 170 by one shaft and may be driven by the power of the turbine 170. That is, the compressor 150 may be mechanically connected to the turbine 170.

상기 메탄화 장치(160)는 산성 가스 제거 장치(140)에서 배출되는 합성 가스(D3)를 메탄화 반응을 통해 합성 천연 가스(D)를 생성하여 배출한다. 여기서 메탄화 반응은 아래의 수학식 1과 같다. The methanation apparatus 160 generates and discharges the synthetic natural gas D through the methanation reaction of the synthesis gas D3 discharged from the acid gas removal apparatus 140. [ Here, the methanation reaction is represented by Equation 1 below.

Figure 112014004247905-pat00001
Figure 112014004247905-pat00001

상기 메탄화 반응은 일산화탄소(CO)와 수소(H2)의 반응에 의해 천연가스(D)인 메탄(CH4)과 물(H2O)을 발생(1)시키거나, 이산화탄소(CO2)와 수소(H2)의 반응에 의해 천연가스(D)인 메탄(CH4)과 물(H2O)을 발생(2)시킬 수 있다. 이와 같은 메탄화 반응은 반응열이 206kJ/mol 또는 165kJ/mol과 같이 발열을 수반할 수 있다. 그러나 메탄화 장치(160)는 메탄화 반응시 온도가 상승할 수 있는데, 온도가 상승(400 ~ 600℃)할 경우 합성 천연 가스(D)의 수율이 낮아지게 되어 메탄화기의 온도를 기준 온도인 300℃이하로 유지하는 것이 중요하다. The methanation reaction may be carried out by generating (1) methane (CH 4) and water (H 2 O) as natural gas (D) by reaction of carbon monoxide (CO) and hydrogen (H 2) Methane (CH4) and water (H2O), which are natural gas (D), can be generated (2) Such a methanation reaction may entail fever, such as a reaction heat of 206 kJ / mol or 165 kJ / mol. However, the temperature of the methanation reactor 160 may rise during the methanation reaction. When the temperature rises (400 to 600 ° C), the yield of the synthetic natural gas D is lowered and the temperature of the methane- It is important to keep the temperature below 300 ℃.

즉, 메탄화 장치(160)는 메탄화 반응에 의해 메탄화 장치(160)의 온도가 기준 온도 이하로 유지하기 위해서 내부에 열교환기(161)를 구비한다. 상기 열교환기(161)는 메탄화 반응에 의한 고온과 압축기(150)를 통해 인가되는 압축된 이산화탄소(E2)가 서로 열교환을 함으로써, 메탄화 장치(160)의 온도를 기준 온도 이하로 감소시킨다. 즉, 압축기(150)에서 압축된 이산화탄소(E2)는 메탄화 장치(160)에서 메탄화 반응열을 흡수하여 가열된 후, 터빈(170)으로 인가된다. In other words, the methanator 160 includes a heat exchanger 161 inside the methanator 160 to maintain the temperature of the methanator 160 below the reference temperature. The heat exchanger 161 exchanges heat between the high temperature by the methanation reaction and the compressed carbon dioxide E2 applied through the compressor 150 to reduce the temperature of the methanator 160 to a temperature below the reference temperature. That is, the carbon dioxide E2 compressed by the compressor 150 is heated by absorbing heat of the methanation reaction in the methanator 160, and then is applied to the turbine 170.

상기 터빈(170)은 압축기(150), 메탄화 장치(160), 발전기(180) 및 저장조(190)와 연결된다. 상기 터빈(170)은 메탄화 장치(160)에서 가열된 이산화탄소(E3)를 인가받는다. 상기 터빈(170)은 가열된 이산화탄소(E3)가 팽창하면서 생성된 동력에 의해 상기 발전기(180)에서는 전력을 생산할 수 있으며, 생산된 전력은 저장될 수 있다. 여기서, 상기 터빈(170)과 상기 발전기(180)는 전기적으로 연결된다. 상기 터빈(170)은 고회전(20,000 내지 30,000 rpm) 터빈일 수 있으나, 본 발명에서 이를 한정하는 것은 아니다. The turbine 170 is connected to the compressor 150, the methanator 160, the generator 180, and the reservoir 190. The turbine 170 is supplied with the carbon dioxide E3 heated by the methanator 160. The turbine 170 can generate power in the generator 180 by the generated power while the heated carbon dioxide E3 expands, and the generated power can be stored. Here, the turbine 170 and the generator 180 are electrically connected. The turbine 170 may be a high rotation (20,000 to 30,000 rpm) turbine, but is not limited thereto.

또한 터빈(170)에서 동력을 생성한 후 배출되는 이산화탄소(E)는 수송 및 저장을 위한 압력을 가지고 저장조(190)로 전달된다.Also, the carbon dioxide E discharged from the turbine 170 after generating power is transferred to the reservoir 190 with pressure for transportation and storage.

이와 같은 합성 천연 가스 제조 장치(100)는 메탄화 장치(160)의 반응열을 압축된 이산화탄소(E2)가 흡수하여 승온 후, 압축기(150)와 연결된 터빈(170)을 구동함으로써 전력을 생성하여 발전기(180)에 저장하고, 터빈(170)에서 배출되는 이산화탄소(E)는 저장조(190)로 전달되어 저장시킬 수 있으므로, 메탄화 장치(160)의 온도 감소를 위한 별도의 냉각체 구성을 필요로 하지 않아 설비 구성을 단순화 할 수 있으며, 전력 생산량을 증가시켜 경제성을 향상 시킬 수 있다. The synthetic natural gas producing apparatus 100 generates electricity by driving the turbine 170 connected to the compressor 150 after the temperature of the reaction gas of the methanation unit 160 is absorbed by the compressed carbon dioxide E2, The carbon dioxide E discharged from the turbine 170 may be transferred to and stored in the storage tank 190 so that a separate cooler structure for reducing the temperature of the methanator 160 is required It is possible to simplify the equipment configuration and increase the electric power production amount, thereby improving the economical efficiency.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 합성 천연 가스 제조 장치를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.It is to be understood that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

100; 합성 천연 가스 제조 장치
110; 공기 분리 장치 120; 가스화기
130; 수성 가스 전환 장치 140; 산성 가스 제거 장치
150; 압축기 160; 메탄화 장치
170; 터빈 180; 발전기
190; 저장조
100; Synthetic natural gas production equipment
110; Air separation device 120; Gasifier
130; A water gas shift device 140; Acid gas removal device
150; Compressor 160; Methanation device
170; Turbine 180; generator
190; Storage tank

Claims (7)

산소와 석탄의 반응에 의해 합성가스를 생성하는 가스화기;
상기 합성 가스에서 황화수소와 이산화탄소를 분리하여 정제된 합성 가스를 생성하는 산성 가스 제거 장치;
상기 산성 가스 제거 장치와 연결되어, 분리된 상기 이산화탄소를 공급받아 압축하는 압축기;
상기 산성 가스 제거 장치와 연결되어 상기 산성 가스 제거 장치에서 정제된 합성가스를 인가받아 메탄화 반응에 의해 합성 천연 가스를 생성하며, 상기 메탄화 반응시 생성된 반응열을 상기 압축기에서 인가되는 압축된 이산화탄소에서 흡수하도록 열 교환기를 구비하는 메탄화 장치; 및
상기 압축기와 상기 메탄화 장치와 연결되어, 상기 메탄화 장치에서 온도가 증가된 상기 이산화탄소의 팽창에 의해 동력을 생성하고, 상기 동력에 의해 상기 압축기를 구동시키는 터빈을 포함하는 것을 특징으로 하는 합성 천연 가스 제조 장치.
A gasifier for generating a syngas by the reaction of oxygen and coal;
An acidic gas removal device for separating hydrogen sulfide and carbon dioxide from the synthesis gas to produce a purified synthesis gas;
A compressor connected to the acidic gas removal unit for supplying the separated carbon dioxide and compressing the separated carbon dioxide;
The natural gas produced by the methanation reaction is supplied to the acid gas removing unit through the acid gas removing unit, and the purified natural gas is generated by the methanation reaction, A methanator having a heat exchanger to absorb heat from the heat exchanger; And
And a turbine connected to the compressor and the methanator to generate power by expansion of the carbon dioxide whose temperature has been increased in the methanator and to drive the compressor by the power. Gas production device.
청구항 1에 있어서,
상기 가스화기와 연결되어, 공기를 공급받아 산소와 질소로 분리하여 산소를 상기 가스화기에 공급하는 공기 분리 장치를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 합성 천연 가스 제조 장치.
The method according to claim 1,
Further comprising an air separator connected to the gasifier for separating the air into oxygen and nitrogen to supply oxygen to the gasifier.
청구항 1에 있어서,
상기 가스화기와 상기 산성 가스 제거 장치 사이에 연결되어,
상기 가스화기에서 생성된 합성가스에서 수소/일산화탄소 비가 3 내지 3.5 중 어느 하나의 값을 갖도록 제어하여 상기 산성 가스 제거 장치로 공급하는 수성 가스 전환 장치를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 합성 천연 가스 제조 장치.
The method according to claim 1,
A gasifier connected between the gasifier and the acid gas removal device,
Further comprising a water gas switching device for controlling the hydrogen / carbon monoxide ratio of the syngas produced in the gasifier to have a value of 3 to 3.5 and supplying the control gas to the acid gas removing device Device.
청구항 3에 있어서,
상기 산성 가스 제거 장치는
상기 수성 가스 전환 장치에서 인가되는 상기 합성 가스에서 황화수소를 분리하여 배출하고, 이산화탄소를 일부 분리하여 상기 압축기로 인가하고, 상기 황화수소와 상기 이산화탄소가 정제된 합성 가스를 생성하여 상기 메탄화 장치로 인가하는 것을 특징으로 하는 합성 천연 가스 제조 장치.
The method of claim 3,
The acid gas removing device
Separating and discharging hydrogen sulfide from the syngas to be supplied from the water gas shift converter, separating and applying carbon dioxide to the compressor, generating a syngas in which the hydrogen sulfide and the carbon dioxide are purified, and applying the generated synthesis gas to the methanation apparatus Lt; RTI ID = 0.0 > 1, < / RTI >
청구항 1에 있어서,
상기 터빈과 연결되어, 상기 터빈에서 생성된 동력을 전력으로 변환하여 저장하는 발전기를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 합성 천연 가스 제조 장치.
The method according to claim 1,
Further comprising a generator connected to the turbine to convert the power generated by the turbine into electric power and store the converted power.
청구항 1에 있어서,
상기 압축기는 상기 산성 가스 제거 장치에서 분리되어 배출되는 상기 이산화탄소를 초임계 상태 이상으로 가압하는 것을 특징으로 하는 합성 천연 가스 제조 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the compressor pressurizes the carbon dioxide separated and discharged from the acidic gas removing unit to a supercritical state or more.
청구항 1에 있어서,
상기 터빈과 연결되어,
상기 메탄화 장치에서 열교환에 의해 가열된 상기 이산화탄소에 의해 상기 터빈에서 동력을 생성하고, 배출되는 상기 이산화탄소를 저장하는 저장조를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 합성 천연 가스 제조 장치.
The method according to claim 1,
Connected to the turbine,
Further comprising: a reservoir for generating power from the turbine by the carbon dioxide heated by the heat exchange in the methanator and storing the carbon dioxide discharged from the turbine.
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