KR101594350B1 - 스팀 플라즈마를 이용한 수소 제조장치 및 수소 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 스팀 플라즈마를 이용한 수소 제조장치 및 수소 제조방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 스팀 플라즈마를 이용한 수소 제조장치는 스팀을 마이크로웨이브로 활성화시켜 플라즈마 상태의 수소 라디칼과 산소 라디칼을 생성시킨 후(화학식 1), 가스화 반응기에서 석탄 또는 유기물 등 카본물질을 상기 플라즈마 상태의 수소 라디칼, 산소 라디칼 또는 일부 미활성화된 스팀과 반응시켜 일산화탄소, 이산화탄소 및 수소를 생성시키고(화학식 2, 3, 4), 상기 생성된 가스들과 가스화 반응기에서 수소 라디칼이 서로 결합하여 생성된 수소(화학식 5)로 이루어진 합성가스를 일산화탄소 변환기(CO Shifter)에 스팀과 함께 주입하여 수소를 추가 생산하고 일산화탄소는 이산화탄소로 변환하여 배출시키는 공정을 포함하고 있다(화학식 6). 본 발명은 스팀 플라즈마 가스화기의 가스화 반응기를 육면체형 대용량 구조로 설계하여 스팀 플라즈마 토치의 부착을 용이하게 하고, 토치 설치면적을 확대 및 단순화하여, 1개의 가스화 반응기에 10∼100개의 스팀 플라즈마 토치를 부착할 수 있도록 함으로써 상업적 규모의 대용량 스팀 플라즈마 가스화 반응기를 제공하는 효과를 가진다.
Description
본 발명은 스팀 플라즈마를 이용한 수소 제조장치 및 수소 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 마이크로웨이브에 의해 플라즈마 상태로 활성화되어 있는 스팀에 탄소성분을 반응시켜 수소, 이산화탄소 및 일산화탄소를 제조하고, 일산화탄소를 다시 스팀과 2차 반응시켜 수소를 추가 제조하여 정제분리하는 스팀 플라즈마를 이용한 수소 제조장치 및 수소 제조방법에 관한 것이다.
수소는 천연가스, 나프타 개질, 물의 전기분해 등에 의해 제조되었으나 제조비용이 높아, 수소 시장인 연료전지·자동차·정유·화학공정 등에 이들 제조법을 적용할 경우 야기되는 경제성 문제로 인하여 저렴한 수소의 생산에 대한 필요성이 절실해졌다.
이에 따라 스팀과 마이크로웨이브 플라즈마를 이용한 가스화 공정이 주목받고 있으나, 종래의 스팀 플라즈마 가스화기의 경우, 가스화기에 설치되는 마이크로파 발생기의 최대용량이 100kW이므로 상업용 규모의 스팀 플라즈마 가스화기를 확보하기 위하여 수십 개의 마이크로파 발생기가 필요하게 되고, 또한 종래의 원통형(Cylinder) 또는 그와 유사한 구조의 스팀 플라즈마 가스화기는 스팀 플라즈마 토치의 부착면적이 협소할 뿐만 아니라, 마이크로웨이브 도파관 부착·석탄 주입·스팀 주입 등에 관련된 스팀 플라즈마 토치 주변의 부대설비가 복잡하여 단위 스팀 플라즈마 가스화기에 부착되는 스팀 플라즈마 토치의 개수에 한계(3~4개)가 있으며, 이를 극복하기 위하여 소형 가스화기를 여러 개 병렬로 연결하여 가스화기의 용량을 어느 정도 증대시킬 수는 있으나, 이로 인하여 스팀 플라즈마 가스화 장치의 설치 및 유지관리비가 상승되고 설치부지의 면적도 크게 차지하는 등의 문제점을 안게 되었다.
본 발명은 스팀 플라즈마 가스화기의 상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 스팀 플라즈마 가스화기의 가스화 반응기를 대용량의 육면체형 구조로 설계하여 스팀 플라즈마 토치의 부착을 용이하게 하고, 토치 설치면적을 확대 및 단순화하여, 1개의 가스화 반응기에 10∼100개의 스팀 플라즈마 토치를 부착할 수 있도록 함으로써 상업적 규모의 대용량 스팀 플라즈마 가스화기를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 스팀 플라즈마 가스화기와 열회수 보일러를 일체형으로 설계함으로써 시설부지의 면적을 크게 축소시키고 설비의 단순화를 기하여 설비투자비를 절감할 뿐만 아니라 설비의 고장빈도를 줄여 설비의 신뢰도를 높일 수 있는 상업용 스팀 플라즈마 가스화기의 표준모델을 제공하는데 다른 목적이 있다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 스팀 보일러·마이크로웨이브 발생기·미분탄 공급기·산소 공급기에 연결되어 있는 스팀 플라즈마 토치와; 상기 마이크로웨이브 발생기의 마이크로웨이브에 의해 플라즈마 활성화된 스팀과 미분탄을 플라즈마 토치의 화염으로 고온반응시켜 합성가스를 발생시키는 가스화 반응기와; 상기 가스화 반응기의 합성가스로부터 보유열을 회수하는 열회수 스팀보일러와; 상기 합성가스 중의 황화물 등을 제거하는 가스정제설비와; 상기 합성가스 중의 분진을 제거하는 분진제거설비와; 상기 분진제거설비를 통과한 합성가스 중의 일산화탄소를 스팀과 촉매반응시켜 이산화탄소와 수소로 변환시키는 일산화탄소 변환기와; 상기 일산화탄소 변환기를 나오는 가스로부터 수소를 분리하는 순환식 흡착 가스분리기와; 상기 분리된 수소를 저장하는 수소 저장탱크를 포함하여 이루어지는 스팀 플라즈마를 이용한 수소 제조장치를 제공한다.
여기서 상기 가스화 반응기는 격벽을 사이에 두고 상기 열회수 스팀보일러와 서로 일체화되는 구조로 이루어진다.
또한 상기 가스화 반응기는 대용량의 육면체형 구조로 설계되어 열회수 스팀보일러 측의 벽면과 상·하면을 제외한 가스화 반응기의 3개 벽면에 10∼100개의 스팀 플라즈마 토치를 설치할 수 있고, 3개 벽면에 설치된 10∼100개의 스팀 플라즈마 토치로부터 발생되는 플라즈마 화염이 가스화 반응기의 중앙 부위에서 화염기둥(Fire Ball)을 형성하여 가스화 반응에 필요한 온도에 신속하게 도달되는 특징을 가진다.
또한 상기 가스정제설비는 소석회에 의한 반건식 슬러리 분무방식을 이용하도록 구성된다.
또한 본 발명은 스팀 보일러의 스팀을 마이크로웨이브 발생기에서 발생된 마이크로웨이브의 통로로 이동시켜 플라즈마 상태로 활성화시키는 단계; 미분탄 공급기로부터 분사되는 미분탄과 산소 공급기로부터 공급되는 산소를 상기 플라즈마 상태로 활성화한 스팀과 함께 가스화 반응기로 들여보내 플라즈마 화염으로 고온반응시켜 합성가스를 발생시키는 단계; 가스화 반응기에서 생성된 합성가스의 보유열을 격벽을 사이에 두고 상기 가스화 반응기와 일체화되어 있는 열회수 스팀보일러로 회수하는 단계; 열회수되어 온도가 낮아진 합성가스 중의 유황성분 등을 반건식 슬러리 분무방식의 가스 정제설비를 사용하여 제거하고, 회(Ash)분진, 슬러리 등 비산물질은 백필터(Bag Filter) 등의 분진 제거설비를 사용하여 제거하는 단계; 분진 제거설비를 통과한 합성가스를 압축하여 일산화탄소 변환기에 스팀 보일러의 스팀과 함께 혼입하여 대부분의 일산화탄소가 촉매반응에 의해 수소와 이산화탄소로 변환되는 단계; 일산화탄소 변환기에서 나오는 가스를 냉각하고 순환 흡착식 가스분리기에서 분리하여 순도 99% 이상의 수소를 제조하여 제조된 수소를 수소 저장탱크에 저장하는 단계;를 포함하여 이루어지는 스팀 플라즈마를 이용한 수소 제조방법을 제공한다.
여기서 상기 가스화 반응기에서 합성가스를 발생시키는 단계는 대기압 또는 대기압보다 조금 낮은 압력조건에서 이루어진다.
또한 상기 가스화 반응기에서 합성가스를 발생시키는 단계는 가스화 반응기의 중앙부위에서 복수 개의 플라즈마 화염이 합해져 형성되는 화염기둥(Fire Ball) 속에서 가스화 반응이 마무리되도록 구성된다.
또한 본 발명은 열회수 스팀보일러에서 생산되는 스팀을 활용하여 합성가스 발생 단계 및 일산화탄소 변환 단계에 필요한 스팀을 모두 대체할 수 있는 스팀 플라즈마를 이용한 수소 제조방법을 제공한다.
또한 본 발명은 분진 제거설비의 분진털이 작업가스로서 합성가스 중 일부를 냉각 및 압축시켜 사용함으로써 가스의 외부 유출이나 외부 공기의 혼입을 방지할 수 있는 스팀 플라즈마를 이용한 수소 제조방법을 제공한다.
본 발명은 스팀 플라즈마 가스화기의 가스화 반응기를 육면체형 대용량 구조로 설계하여 스팀 플라즈마 토치의 부착을 용이하게 하고, 토치 설치면적을 확대 및 단순화하여, 1개의 가스화 반응기에 10∼100개의 스팀 플라즈마 토치를 부착할 수 있도록 함으로써 상업적 규모의 대용량 스팀 플라즈마 가스화기를 제공하는 효과를 가진다.
또한 본 발명의 스팀 플라즈마 가스화 반응기는 상업적 모델로서 충분히 역할을 수행하여 연관 산업인 수소 제조, 합성가스 발전, 연료전지, 수소 자동차, 화학산업 등의 발전에 크게 기여하는 효과를 가진다.
또한 본 발명은 가스화 반응기와 열회수 보일러를 일체형으로 설계함으로써 시설부지의 면적을 크게 축소시키고 설비의 단순화를 기하여 설비투자비를 절감할 뿐만 아니라 설비 고장빈도를 줄여 설비의 신뢰도를 높일 수 있는 상업용 스팀 플라즈마 가스화기의 표준모델을 제공하는 효과를 가진다.
또한 본 발명에 따른 스팀 플라즈마 가스화 반응기는 탄소원료로서 저급탄을 사용함으로써 기존의 천연개스 개질 수소공법보다 수소의 제조단가를 크게 줄일 수 있어 연료전지 등 수소를 원료로 하는 관련산업에 대한 경제효과 유발 및 청정에너지인 수소 경제시대를 앞당길 수 있는 효과를 가진다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스팀 플라즈마를 이용한 수소 제조장치 및 공정도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스화 반응기의 측면 개념도이며,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스화 반응기 내부의 가스화 작업상황을 위에서 본 개념도이며,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 가스화 반응기의 3면에 걸쳐 각 면당 4×4 배열로 도합 48개의 스팀 플라즈마 토치를 구비하고 있는 가스화 반응기를 위에서 본 개념도이고,
도 5는 종래의 실린더형 소용량 가스화 반응기 12개에 48개의 스팀 플라즈마 토치를 각각의 가스화 반응기에 나누어 설치할 경우의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스화 반응기의 측면 개념도이며,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스화 반응기 내부의 가스화 작업상황을 위에서 본 개념도이며,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 가스화 반응기의 3면에 걸쳐 각 면당 4×4 배열로 도합 48개의 스팀 플라즈마 토치를 구비하고 있는 가스화 반응기를 위에서 본 개념도이고,
도 5는 종래의 실린더형 소용량 가스화 반응기 12개에 48개의 스팀 플라즈마 토치를 각각의 가스화 반응기에 나누어 설치할 경우의 개념도이다.
본 발명에 따른 스팀 플라즈마를 이용한 수소 제조장치는 스팀을 마이크로웨이브로 활성화시켜 플라즈마 상태의 수소 라디칼과 산소 라디칼을 생성시킨 후(화학식 1), 가스화 반응기에서 석탄 또는 유기물 등 카본물질을 상기 플라즈마 상태의 수소 라디칼, 산소 라디칼 또는 일부 미활성화된 스팀과 반응시켜 일산화탄소, 이산화탄소 및 수소를 생성시키고(화학식 2, 3, 4), 상기 생성된 가스들과 가스화 반응기에서 수소 라디칼이 서로 결합하여 생성된 수소(화학식 5)로 이루어진 합성가스를 일산화탄소 변환기(CO Shifter)에 스팀과 함께 주입하여 수소를 추가 생산하고 일산화탄소는 이산화탄소로 변환하여 배출시키는 공정을 포함하고 있다(화학식 6).
[화학식 1]
H20 → 2HR + OR
[화학식 2]
C + O2 → CO2
[화학식 3]
2C + O2 → 2CO
[화학식 4]
C + H2O → CO + H2
[화학식 5]
2HR → H2
[화학식 6]
CO + H2O → CO2 + H2
또한, 스팀 플라즈마 가스화 반응기는 반응온도·반응시간·반응압력이 중요한 요소이며 스팀 플라즈마에 의한 가스화는 반응속도가 매우 빨라 상압에서의 반응이 가능하므로, 본 발명에서는 가스화 반응기의 구조를 종래의 고압용 원통형 소용량 구조에서 상압용 육면체형의 대용량 구조로 개조하는데에 착안점을 두었다.
이와 같이 가스화 반응기를 육면체형의 대용량 구조로 함으로써 플라즈마 토치의 주변설비인 마이크로웨이브 도파관의 부착이나 석탄 주입·스팀 주입·산소 주입 등에 따른 복잡한 설비를 플라즈마 토치의 주변에 쉽게 설치할 수 있으며 여러 개의 플라즈마 토치를 1개의 가스화 반응기에 모두 수용하여 설치할 수 있게 되었다.
특히, 마이크로웨이브 발생기 1기의 최대용량이 100kW 정도이고 플라즈마 토치 하나에 1기의 마이크로웨이브 발생기가 설치되는 점을 고려하면, 상업적 규모의 가스화기에서는 수십 개의 플라즈마 토치가 필요하게 되나, 플라즈마 토치의 설치면적이 불충분한 종래의 고압용 원통형 구조의 소용량의 가스화 반응기의 경우, 가스화 반응기만 수십 기를 병렬로 연결할 수밖에 없어 상업화하기에 부적합하였다.
본 발명에서는 가스화 반응기를 상압 반응에 적합한 육면체형 대용량으로 제작함으로써 플라즈마 토치 주변시설의 설치가 용이해져 가스화 반응기 1기당 10∼100개의 플라즈마 토치의 설치가 가능해지고, 이로 인하여 가스화 반응기의 단위용량이 크게 증가되어 플라즈마 가스화 시설의 상업운전이 가능해지게 되었다.
또한, 본 발명에서는 가스화 반응기를 열회수 스팀보일러와 일체형으로 설계하여 설비를 단순화함으로써 설치면적 감소, 설비비 절감, 고장빈도 감소 등의 경제적 효과를 높이게 되었다.
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스팀 플라즈마를 이용한 수소 제조장치 및 수소 제조공정도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스팀 플라즈마를 이용한 수소 제조장치는 스팀 보일러(110), 마이크로웨이브 발생기(120), 미분탄 공급기(130), 산소 공급기(140)에 연결되어 있는 스팀 플라즈마 토치(100)와; 상기 마이크로웨이브 발생기(120)의 마이크로웨이브에 의해 플라즈마 활성화된 스팀과 미분탄을 플라즈마 토치(100)의 화염(210)으로 고온반응시켜 합성가스를 발생시키는 가스화 반응기(200)와; 상기 가스화 반응기(200)의 합성가스로부터 보유열을 회수하는 열회수 스팀보일러(300)와; 상기 합성가스 중의 황화물 등을 제거하는 가스정제설비(400)와; 상기 합성가스 중의 분진을 제거하는 분진제거설비(500)와; 상기 분진제거설비(500)를 통과한 합성가스 중의 일산화탄소를 스팀과 촉매반응시켜 이산화탄소와 수소로 변환시키는 일산화탄소 변환기(600)와; 상기 일산화탄소 변환기(600)를 나오는 가스로부터 수소를 분리하는 순환식 흡착 가스분리기(700)와; 분리된 수소를 저장하는 수소 저장탱크(800)를 포함하여 이루어진다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스팀 플라즈마를 이용한 수소 제조장치는 상기 가스화 반응기(200)와 상기 열회수 스팀보일러(300)가 격벽(250, 260)을 사이에 두고 서로 일체화되는 구조로 이루어진다.
이들 격벽(250, 260)은 가스화 반응기(200)에서의 가스화 반응시간을 충분히 확보할 수 있도록 함과 동시에, 합성가스 중의 분진을 걸러내어 분진이 열회수 스팀보일러(300)의 열회수 코일에 부착되는 것을 감소시키는 기능을 가진다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스팀 플라즈마를 이용한 수소 제조장치의 작동과 수소 제조방법은 다음과 같다.
스팀 보일러(110)의 스팀(5∼10 kg/c㎡)을 마이크로웨이브 발생기(120)에서 만들어진 마이크로웨이브(300MHz∼30GHz)의 통로로 이동시켜 플라즈마 상태로 활성화시키고, 미분탄 공급기(130)로부터 분사되는 미분탄과 산소 공급기(140)로부터 공급되는 산소를 상기 플라즈마 상태로 활성화한 스팀과 함께 가스화 반응기(200)에 유입시켜 플라즈마 화염(210)으로 고온반응(1,100∼1,500℃)시켜 합성가스를 발생시킨다.
이때 가스화 반응기(200)는 대기압 또는 일산화탄소 변환기(600)의 전단부에서 압축기(미도시)의 흡입에 의해 발생하는 대기압보다 조금 낮은 압력조건에서 운전되고, 미분탄과 산소는 플라즈마 화염(210)의 입구에서부터 투입되어 플라즈마 화염(210)과 함께 가스화 반응기(200) 내측으로 진행하면서 플라즈마 상태의 스팀과 반응하고, 가스화 반응기(200)의 중앙부위에서 복수 개의 플라즈마 화염(210)들이 형성하는 화염기둥(Fire Ball) 속에서 반응이 마무리된다.
산소 공급기(140)는 가스화 반응기(200)의 온도를 반응온도로 신속하게 높이기 위해 운전초기에만 가동되고 정상작업 상태(steady state)에서는 가동을 중지할 수 있는데 이러한 작업은 투입되는 미분탄을 불완전 연소시켜 수소의 생성율을 높이기 위해서도 필요하다.
또한 스팀 보일러(110)도 운전초기에만 가동하면 이후 열회수 스팀보일러(300)에서 생산되는 스팀으로 정상작업 상태(steady state)를 유지할 수 있으므로 정상작업 상태(steady state)에서는 스팀 보일러(110)의 운전도 중지할 수 있다.
이와 같이 가스화 반응기(200)에서 생성된 합성가스는 2개의 격벽(250, 260)을 거치면서 반응 지속시간(retention time)이 연장되어 반응의 완결도가 한층 높아지게 된다.
또한 생성된 합성가스의 보유열을 열회수 스팀보일러(300)로 회수하여 스팀을 생산하게 되는데, 1,100∼1,500℃의 합성가스 출구온도를 250∼350℃까지 열회수가 가능하므로 그 회수열을 이용하여 스팀(7∼15 kg/c㎡)을 생산함으로써 전술한 스팀 플라즈마 토치(100)용의 스팀과 후술할 일산화탄소 변환기(600)용의 스팀을 모두 대체할 수 있고 일부 남는 스팀은 판매까지 할 수 있다.
열회수되어 온도가 낮아진(250∼350℃) 합성가스 중의 유황성분(SOx, H2S 등)은 석회수에 의한 반건식 슬러리 분무방식의 가스 정제설비(400)를 사용하여 제거하고, 회(Ash)분진, 슬러리 등 비산물질은 백필터(Bag Filter) 등의 분진 제거설비(500)를 사용하여 제거하며, 분진 제거설비(500)의 분진털이 작업가스로 합성가스 중 일부를 냉각 및 압축시켜 활용함으로써 가스의 외부 유출이나 외부 공기의 혼입을 방지한다.
분진 제거설비(500)를 통과한 합성가스를 일산화탄소 변환기(600; CO Shifter)에 스팀 보일러(111)의 스팀과 함께 혼입하면 대부분(99.7%)의 일산화탄소가 촉매반응에 의해 수소와 이산화탄소로 변환된다.
일산화탄소 변환기(600)에서 나오는 가스를 냉각하고 순환흡착식 가스분리기(700; PSA)에서 분리하여 순도 99% 이상의 수소를 제조하고, 제조된 수소는 수소 저장탱크(800)에 저장한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스화 반응기의 측면 개념도이며, 도 3은 가스화 반응기 내부의 가스화 작업상황을 위에서 내려다 본 개념도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가스화 반응기(200)는 열회수 스팀보일러(300)와 격벽(250, 260)을 사이에 두고 일체화되는 구조로 이루어진다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가스화 반응기(200)는 대용량의 육면체형 구조로 설계되어, 열회수 스팀보일러(300) 측의 벽면과 상·하면을 제외한 가스화 반응기(200)의 3개 벽면에 10∼100개의 스팀 플라즈마 토치(100)를 설치할 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 가스화 반응기(200)는 3개 벽면에 설치된 10∼100개의 스팀 플라즈마 토치(100)로부터 발생되는 플라즈마 화염(210)이 가스화 반응기(200)의 중앙 부위에서 화염기둥(Fire Ball)을 형성하여 가스화 반응에 필요한 온도에 신속하게 도달할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 가스화 반응기의 3면에 걸쳐 각 면당 4×4 배열로 도합 48개의 스팀 플라즈마 토치를 구비하고 있는 가스화 반응기를 위에서 본 개념도이고, 도 5는 종래의 실린더형 소용량 가스화 반응기 12개에 48개의 스팀 플라즈마 토치를 각각의 가스화 반응기에 나누어 설치할 경우의 개념도이다.
도 4에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 가스화 반응기(200)는 열회수 스팀보일러(300)와 일체화되고 대용량의 육면체형 구조로 설계되어 있어, 열회수 스팀보일러(300) 측의 벽면과 상·하면을 제외한 가스화 반응기(200)의 3개 벽면에 4×4 배열로 16개의 스팀 플라즈마 토치(100)를 가져 도합 48개의 스팀 플라즈마 토치(100)를 구비하고 있으며, 이들 설비의 설치에 소요되는 면적은 대략 19.37m × 30.13m ≒ 584㎡ 로 산정된다.
한편 도 5에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 가스화 반응기 1기에 설치된 48개의 스팀 플라즈마 토치를 종래의 실린더형 소용량 가스화 반응기(200') 12기에 각각 4개씩 나누어 설치하고 부대설비로서 스팀 보일러(110')를 포함시킬 경우, 이들 설비의 설치에 소요되는 면적은 대략 30.77m × 52.56m ≒ 1,617㎡ 로 산정되어, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스화기(가스화 반응기 및 열회수 스팀 보일러)는 설치면적에서 종래의 실린더형 소용량 가스화 반응기(스팀 보일러 포함)에 비해 64%나 절감되는 효과를 가져 공장부지의 구입비를 포함한 설비투자비 등을 크게 절감하는 효과를 가진다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 스팀 플라즈마를 이용한 수소 제조장치는 스팀 보일러를 가스화 반응기와 일체화하여 가스화 반응기를 나오는 합성가스의 보유열을 바로 스팀 보일러의 스팀 생산열원으로 재활용함으로써 스팀 생산비를 절감할 뿐만 아니라 설비의 단순화를 기하고 설비 고장빈도를 줄여 설비의 신뢰도를 높이는 효과를 가진다.
이하 본 발명에 따른 스팀 플라즈마를 이용한 수소 제조방법을 하나의 실시예에 의거하여 다시 자세히 설명하기로 하지만 이는 예시로서 제시되는 것이며 이에 의하여 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
1. 스팀 보일러(110)를 가동하여 스팀압력을 7 kg/c㎡ 로 유지하며 응축수를 제거한다.
2. 마이크로웨이브 발생장치에 전원을 공급하고 냉각수를 투입하여 가동준비 상태로 만든 다음, 마이크로웨이브를 도파관을 통해 주입하면서 응축수가 제거된 스팀을 주입하여 플라즈마 화염을 점화시킨다.
3. 화염의 상태가 정상적으로 되면 준비된 미분탄 분말과 산소를 서서히 투입하면서 온도를 관찰하여 1,000℃가 되면 산소를 서서히 줄인다.
4. 가스화 반응기의 내부온도가 1,200℃ 이상이 되면 스팀을 추가로 주입하여 안정화 상태로 만든다.
5. 제조된 합성가스를 열회수 스팀보일러를 거치게 하고, 가스 정제설비에서 소석회와 접촉시켜 황화합물(H2S, SOx) 및 이성물질을 제거한다.
6. 분진 제거설비(Bag Filter)에서 회분(Ash) 및 기타 고형물을 제거한다.
7. 정제된 합성가스를 압축하고 일산화탄소 변환기(CO Shifter)에 스팀과 함께 투입하여 추가의 수소와 이산화탄소를 제조한다.
8. 제조된 2차 합성가스를 냉각수로 냉각한 후 순환 흡착식 가스분리기(PSA; Pressure Swing Adsorption)에서 수소를 분리하여 저장한다.
아래 [표 1]은 [실시예 1]의 공정구간 별 가스 조성표를 나타내고 있다.
| 구 분 | 가스화 반응기 후단 조성 | 일산화탄소 변환기 후단 조성 |
순환 흡착식 가스분리기 후단 조성 |
|||
| 가스명 | 함량(%) | 유량(LPM) | 함량(%) | 유량(LPM) | 함량(%) | 유량(LPM) |
| H2 | 39.8 | 7,641.6 | 54.5 | 13,601.4 | 99.9 | 12,241.3 |
| CO | 32.0 | 6,144,0 | 0.02 | 5.0 | - | - |
| CO2 | 18.2 | 3,494.4 | 37.78 | 9,454.2 | - | - |
| N2 | 10.0 | 1920.0 | 7.7 | 1,920.0 | - | - |
| 소 계 | 100.0 | 19,200 | 100.0 | 24,980.6 | 99.9 | 12,241.3 |
[표 1]에서와 같이 본 발명의 [실시예 1]에서는 순환흡착식 가스분리에 의해 수소의 함량이 99.9%로 향상되고, 유량(LPM)은 12,241.3 LPM(Liter Per Minute)로 일산화탄소 변환기 후단의 13,601.4 LPM에 비해 10% 정도의 손실이 발생하였는데 이는 순환흡착식 가스분리기의 효율(90%)에 기인한 것이다.
100; 스팀 플라즈마 토치
110; 스팀 보일러
110'; 스팀 보일러
111; 스팀 보일러
120; 마이크로웨이브 발생기
130; 미분탄 공급기
140; 산소 공급기
200; 가스화 반응기
200'; 실린더형 소용량 가스화 반응기
210; 플라즈마 화염
220; 화염기둥(Fire Ball)
250; 격벽
260; 격벽
300; 열회수 스팀보일러
400; 가스정제설비
410; 소석회 저장조
500; 분진 제거설비
600; 일산화탄소 변환기(CO Shifter)
700; 순환흡착식 가스분리기(PSA)
800; 수소 저장탱크
110; 스팀 보일러
110'; 스팀 보일러
111; 스팀 보일러
120; 마이크로웨이브 발생기
130; 미분탄 공급기
140; 산소 공급기
200; 가스화 반응기
200'; 실린더형 소용량 가스화 반응기
210; 플라즈마 화염
220; 화염기둥(Fire Ball)
250; 격벽
260; 격벽
300; 열회수 스팀보일러
400; 가스정제설비
410; 소석회 저장조
500; 분진 제거설비
600; 일산화탄소 변환기(CO Shifter)
700; 순환흡착식 가스분리기(PSA)
800; 수소 저장탱크
Claims (11)
- 스팀 플라즈마를 이용한 수소 제조장치로서,
스팀 보일러(110), 마이크로웨이브 발생기(120), 미분탄 공급기(130), 산소 공급기(140)에 연결되어 있는 스팀 플라즈마 토치(100)와;
상기 마이크로웨이브 발생기(120)의 마이크로웨이브에 의해 플라즈마 활성화된 스팀과 미분탄을 플라즈마 토치(100)의 화염(210)으로 고온반응시켜 합성가스를 발생시키는 가스화 반응기(200)와;
상기 가스화 반응기(200)의 합성가스로부터 열을 회수하는 열회수 스팀보일러(300)와;
상기 합성가스 중의 황화물 등을 제거하는 가스정제설비(400)와;
상기 합성가스 중의 분진을 제거하는 분진제거설비(500)와;
상기 분진제거설비(500)를 통과한 합성가스 중의 일산화탄소를 스팀과 촉매반응시켜 이산화탄소와 수소로 변환시키는 일산화탄소 변환기(600)와;
상기 일산화탄소 변환기(600)를 나오는 가스로부터 수소를 분리하는 순환식 흡착 가스분리기(700)와;
상기 분리된 수소를 저장하는 수소 저장탱크(800)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 스팀 플라즈마를 이용한 수소 제조장치. - 제 1항에 있어서,
상기 가스화 반응기(200)와 상기 열회수 스팀보일러(300)는 격벽(250, 260)을 사이에 두고 서로 일체화되는 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 스팀 플라즈마를 이용한 수소 제조장치. - 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 가스화 반응기(200)는 육면체형 구조로 설계되어, 열회수 스팀보일러(300) 측의 벽면과 상·하면을 제외한 가스화 반응기(200)의 3개 벽면에 10∼100개의 스팀 플라즈마 토치(100)를 설치할 수 있는 것을 특징으로 하는 스팀 플라즈마를 이용한 수소 제조장치. - 제 3항에 있어서,
상기 가스화 반응기(200)는 3개 벽면에 설치된 10∼100개의 스팀 플라즈마 토치(100)로부터 발생되는 플라즈마 화염(210)이 가스화 반응기(200)의 중앙 부위에서 화염기둥(Fire Ball)을 형성하여 가스화 반응에 필요한 온도에 신속하게 도달하는 것을 특징으로 하는 스팀 플라즈마를 이용한 수소 제조장치. - 제 1항에 있어서,
상기 가스정제설비(400)는 소석회에 의한 반건식 슬러리 분무방식을 이용하는 것을 특징으로 하는 스팀 플라즈마를 이용한 수소 제조장치. - 스팀 플라즈마를 이용한 수소 제조방법으로서,
스팀 보일러(110)의 스팀을 마이크로웨이브 발생기(120)에서 발생된 마이크로웨이브의 통로로 이동시켜 플라즈마 상태로 활성화시키는 단계;
미분탄 공급기(130)로부터 분사되는 미분탄과 산소 공급기(140)로부터 공급되는 산소를 상기 플라즈마 상태로 활성화한 스팀과 함께 가스화 반응기(200)로 들여보내 플라즈마 화염(210)으로 고온반응시켜 합성가스를 발생시키는 단계;
가스화 반응기(200)에서 생성된 합성가스의 보유열을 격벽(250, 260)을 사이에 두고 상기 가스화 반응기(200)와 일체화되어 있는 열회수 스팀보일러(300)로 회수하는 단계;
열회수되어 온도가 낮아진 합성가스 중의 유황성분 등을 반건식 슬러리 분무방식의 가스 정제설비(400)를 사용하여 제거하고, 회(Ash)분진, 슬러리 등 비산물질은 백필터(Bag Filter) 등의 분진 제거설비(500)를 사용하여 제거하는 단계;
분진 제거설비(500)를 통과한 합성가스를 일산화탄소 변환기(600)에 스팀 보일러(111)의 스팀과 함께 혼입시켜 일산화탄소를 수소와 이산화탄소로 변환시키는 단계;
일산화탄소 변환기(600)에서 나오는 가스를 냉각·압축하고 순환 흡착식 가스분리기(700)에서 분리하여 순도 99% 이상의 수소를 제조하여 제조된 수소를 수소 저장탱크(800)에 저장하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 스팀 플라즈마를 이용한 수소 제조방법. - 제 6항에 있어서,
상기 가스화 반응기(200)에서 합성가스를 발생시키는 단계는 대기압 또는 대기압보다 조금 낮은 압력조건에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 스팀 플라즈마를 이용한 수소 제조방법. - 제 6항에 있어서,
상기 가스화 반응기(200)에서 합성가스를 발생시키는 단계는 가스화 반응기(200)의 중앙 부위에서 복수 개의 플라즈마 화염(210)들이 형성하는 화염기둥(Fire Ball) 속에서 가스화 반응이 마무리되는 것을 특징으로 하는 스팀 플라즈마를 이용한 수소 제조방법. - 제 6항에 있어서,
상기 열회수 스팀보일러(300)에서 생산되는 스팀을 활용하여 합성가스 발생 단계 및 일산화탄소 변환 단계에 필요한 스팀을 모두 대체할 수 있는 것을 특징으로 하는 스팀 플라즈마를 이용한 수소 제조방법. - 제 6항에 있어서,
상기 분진 제거설비(500)의 분진털이 작업가스로 합성가스 중 일부를 냉각 및 압축시켜 사용함으로써 가스의 외부 유출이나 외부 공기의 혼입을 방지하는 것을 특징으로 하는 스팀 플라즈마를 이용한 수소 제조방법. - 스팀 플라즈마를 이용한 가스화 반응기에 있어서,
격벽(250, 260)을 사이에 두고 열회수 스팀보일러(300)와 서로 일체화되며, 육면체형 구조로 설계되어 상기 열회수 스팀보일러(300) 측의 벽면과 상·하면을 제외한 3개 벽면에 10∼100개의 스팀 플라즈마 토치(100)를 설치할 수 있으며, 상기 3개 벽면에 설치된 10∼100개의 스팀 플라즈마 토치(100)로부터 발생되는 플라즈마 화염(210)이 상기 육면체형 구조의 중앙 부위에서 화염기둥(Fire Ball)을 형성하여 가스화 반응에 필요한 온도까지 신속하게 도달하는 것을 특징으로 하는 스팀 플라즈마를 이용한 가스화 반응기(200).
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Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114855189A (zh) * | 2022-04-20 | 2022-08-05 | 常熟亨通新能源产业研究院有限公司 | 一种新型可再生能源制氢系统 |
| KR20220158887A (ko) * | 2021-05-24 | 2022-12-02 | 곽건화 | 수소 연료의 연속 생산이 가능한 수소 연료 생산시스템 |
| KR20230033796A (ko) * | 2021-09-02 | 2023-03-09 | 엄환섭 | 바이오 오일을 전자파 플라스마 토치로 개질 하여 합성가스를 생산하는 장치와 방법 |
| KR102578356B1 (ko) | 2023-02-28 | 2023-09-15 | 최병렬 | 담수 해수를 활용한 그린수소 액화수소 암모니아 생산 셀스택 수소연료전지 친환경 플랜트 시스템 |
| KR20230135973A (ko) | 2022-03-17 | 2023-09-26 | 현대자동차주식회사 | 수소 가스의 제조 방법, 및 제조 장치 |
| KR20230135974A (ko) | 2022-03-17 | 2023-09-26 | 현대자동차주식회사 | 수소 가스의 제조 장치 |
| KR20230135975A (ko) | 2022-03-17 | 2023-09-26 | 현대자동차주식회사 | 수소 가스의 제조 장치 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT521210A1 (de) * | 2018-04-18 | 2019-11-15 | Gs Gruber Schmidt | Kohlendioxid und Wasserdampf Plasma Vergasung von biogenen Reststoffen zur Erzeugung von Syngas für Dimethylether |
| CN109433108B (zh) * | 2018-11-06 | 2019-10-11 | 杨岚岚 | 一种氢气的制取系统 |
| CN114091312B (zh) * | 2022-01-17 | 2022-04-26 | 倍有智能科技(深圳)有限公司 | 一种铝水反应制氢装置的故障检测方法 |
| CN114875426A (zh) * | 2022-04-20 | 2022-08-09 | 常熟亨通新能源产业研究院有限公司 | 一种水蒸气等离子体制氢系统 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001039701A (ja) * | 1999-07-28 | 2001-02-13 | Takeshi Hatanaka | 水素製造法、水素製造装置およびパワーシステム |
| JP2002226201A (ja) * | 2001-01-29 | 2002-08-14 | Takeshi Hatanaka | 水素の製造法およびその装置 |
| KR100636853B1 (ko) * | 2002-05-08 | 2006-10-19 | 로우 에드먼드 킨 온 | 유해 폐기물 처리 방법 및 장치 |
| JP2008169821A (ja) * | 2007-01-07 | 2008-07-24 | Kunio Yagi | スチームプラズマアークにより駆動するエンジン |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101525118B (zh) * | 2008-03-07 | 2010-12-22 | 周开根 | 垃圾、生物质原料生产合成气的气化工艺 |
| CN102530859B (zh) * | 2011-12-29 | 2013-11-06 | 武汉凯迪工程技术研究总院有限公司 | 一种外热型微波等离子气化炉及合成气生产方法 |
| KR101504247B1 (ko) * | 2013-08-07 | 2015-03-23 | 주식회사 윈테크이엔지 | 마이크로웨이브 플라즈마를 이용한 흑연 정제장치 및 정제방법 |
| CN204325282U (zh) * | 2014-12-09 | 2015-05-13 | 中国东方电气集团有限公司 | 等离子辅助垃圾流化床气化系统 |
-
2015
- 2015-06-30 KR KR1020150093042A patent/KR101594350B1/ko active IP Right Grant
-
2016
- 2016-03-28 CN CN201680031590.1A patent/CN107667162A/zh active Pending
- 2016-03-28 WO PCT/KR2016/003111 patent/WO2017003066A1/ko active Application Filing
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001039701A (ja) * | 1999-07-28 | 2001-02-13 | Takeshi Hatanaka | 水素製造法、水素製造装置およびパワーシステム |
| JP2002226201A (ja) * | 2001-01-29 | 2002-08-14 | Takeshi Hatanaka | 水素の製造法およびその装置 |
| KR100636853B1 (ko) * | 2002-05-08 | 2006-10-19 | 로우 에드먼드 킨 온 | 유해 폐기물 처리 방법 및 장치 |
| JP2008169821A (ja) * | 2007-01-07 | 2008-07-24 | Kunio Yagi | スチームプラズマアークにより駆動するエンジン |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20220158887A (ko) * | 2021-05-24 | 2022-12-02 | 곽건화 | 수소 연료의 연속 생산이 가능한 수소 연료 생산시스템 |
| KR102563650B1 (ko) * | 2021-05-24 | 2023-08-08 | 곽건화 | 수소 연료의 연속 생산이 가능한 수소 연료 생산시스템 |
| KR20230033796A (ko) * | 2021-09-02 | 2023-03-09 | 엄환섭 | 바이오 오일을 전자파 플라스마 토치로 개질 하여 합성가스를 생산하는 장치와 방법 |
| KR102588810B1 (ko) | 2021-09-02 | 2023-10-16 | 엄환섭 | 바이오 오일을 전자파 플라스마 토치로 개질 하여 합성가스를 생산하는 장치와 방법 |
| KR20230135973A (ko) | 2022-03-17 | 2023-09-26 | 현대자동차주식회사 | 수소 가스의 제조 방법, 및 제조 장치 |
| KR20230135974A (ko) | 2022-03-17 | 2023-09-26 | 현대자동차주식회사 | 수소 가스의 제조 장치 |
| KR20230135975A (ko) | 2022-03-17 | 2023-09-26 | 현대자동차주식회사 | 수소 가스의 제조 장치 |
| CN114855189A (zh) * | 2022-04-20 | 2022-08-05 | 常熟亨通新能源产业研究院有限公司 | 一种新型可再生能源制氢系统 |
| KR102578356B1 (ko) | 2023-02-28 | 2023-09-15 | 최병렬 | 담수 해수를 활용한 그린수소 액화수소 암모니아 생산 셀스택 수소연료전지 친환경 플랜트 시스템 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| CN107667162A (zh) | 2018-02-06 |
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