KR101603432B1 - System for removing volatile organosiloxane compounds - Google Patents

System for removing volatile organosiloxane compounds Download PDF

Info

Publication number
KR101603432B1
KR101603432B1 KR1020140121076A KR20140121076A KR101603432B1 KR 101603432 B1 KR101603432 B1 KR 101603432B1 KR 1020140121076 A KR1020140121076 A KR 1020140121076A KR 20140121076 A KR20140121076 A KR 20140121076A KR 101603432 B1 KR101603432 B1 KR 101603432B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
siloxane
concentration
adsorption
biogas
siloxane compound
Prior art date
Application number
KR1020140121076A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
박정극
김의현
허광범
이정근
Original Assignee
한국전력공사
한국동서발전(주)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국전력공사, 한국동서발전(주) filed Critical 한국전력공사
Priority to KR1020140121076A priority Critical patent/KR101603432B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101603432B1 publication Critical patent/KR101603432B1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/38Removing components of undefined structure
    • B01D53/44Organic components
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2257/00Components to be removed
    • B01D2257/30Sulfur compounds
    • B01D2257/304Hydrogen sulfide
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2257/00Components to be removed
    • B01D2257/70Organic compounds not provided for in groups B01D2257/00 - B01D2257/602
    • B01D2257/708Volatile organic compounds V.O.C.'s
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2258/00Sources of waste gases
    • B01D2258/05Biogas

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Separation Of Gases By Adsorption (AREA)

Abstract

The present invention relates to a system for removing a volatile organosiloxane compound. The technological purpose of the present invention is to provide the system for removing a volatile organosiloxane compound which can prevent concentration inversion of a siloxane compound in biogas. According to an embodiment of the present invention, the system for removing a volatile organosiloxane compound includes: a first pretreatment unit which removes moisture and hydrogen sulfide included in the biogas; a siloxane removal unit which includes a first adsorption tower, injected with coconut-based active carbon, a second adsorption tower injected with carbon-based active carbon, and a third adsorption tower, injected with silica gel and removes the siloxane compound from the biogas having passed through the first pretreatment unit as the first to third adsorption tower are connected to the first pretreatment unit in three-stage series; and a siloxane concentration analysis unit which measures the concentration of the biogas which have passed through input terminals and output terminals of the first adsorption tower, the second adsorption tower, and the third adsorption tower.

Description

휘발성 유기 실록산 화합물 제거 시스템{SYSTEM FOR REMOVING VOLATILE ORGANOSILOXANE COMPOUNDS}SYSTEM FOR REMOVING VOLATILE ORGANOSILOXANE COMPOUNDS [0001]

본 발명의 일 실시예는 휘발성 유기 실록산 화합물 제거 시스템에 관한 것이다.
One embodiment of the present invention relates to a volatile organosiloxane compound removal system.

매립지 가스를 포함하는 바이오 가스는 유기성 폐기물의 혐기성 소화 공정 중에서 발생되는 기상의 물질로 온실가스 성분인 메탄과 이산화탄소를 주성분으로 한다. 또한, 발열량이 도시가스의 40~70%인 바이오 가스는 대표적 신재생 연료로 정제 후 가스엔진, 가스터빈, 연료전지 등에 적용되어 전력 및 열을 생산하고 바이오 메탄화되어 자동차 연료로 활용될 수 있다. Biogas, including landfill gas, is a gaseous substance generated during the anaerobic digestion process of organic wastes, and mainly consists of methane and carbon dioxide, which are greenhouse gases. In addition, biogas with a calorific value of 40 to 70% of city gas is a typical new renewable fuel and can be applied to gas engines, gas turbines, fuel cells, etc. after refining to produce electricity and heat, .

한편, 이러한 바이오 가스 발전 연료화를 위한 전처리 정제 시스템은 수분, 황화수소, 실록산 화합물을 제거하고 온도 및 압력 조건을 맞춰주는 세부 공정으로 구성된다. 이때, 상기 수분과 황화수소는 부식 환경을 조성한다.Meanwhile, the pretreatment purification system for converting biogas power generation fuel comprises a detailed process for removing moisture, hydrogen sulfide, and siloxane compounds and adjusting temperature and pressure conditions. At this time, the moisture and hydrogen sulfide create a corrosive environment.

특히, 상기 실록산 화합물은 화장품 등 생활 용품과 석고 보드 등 건축 자재에 포함되어 바이오 가스 내에 존재하게 되는데, 연소 중에 SiO2로 변환되어 가스터빈 블레이드, 열교환기, 촉매 등에 퇴적되어 효율 감소를 유발하고, 가스 엔진에서는 구동부의 손상을 유발하므로 필수적으로 제거되어야 한다.Particularly, the siloxane compound is contained in the biogas, such as cosmetics and household products such as gypsum board. The siloxane compound is converted into SiO2 during combustion and deposited on a gas turbine blade, a heat exchanger, a catalyst, In the engine, it is necessary to remove it because it causes damage of the driving part.

MW급 바이오 가스터빈의 경우 연료가스 내 실록산 화합물의 농도를 5~10mgSi/Nm3으로 규제하고 있다. 또한, 가스 엔진과 그 외 원동기별로도 실록산 화합물 규체치가 정해져 있어 바이오 가스를 이용한 발전의 경우 이를 제거하기 위한 전처리 시스템을 별도로 설치한다.In the case of MW-class biogas turbines, the concentration of siloxane compounds in the fuel gas is regulated to 5 to 10 mg Si / Nm 3 . In addition, the siloxane compound standard values are determined for each gas engine and other prime mover, and a pretreatment system for eliminating biogas power generation is separately installed.

이러한 실록산 화합물의 제거 공정에는 건식 흡착 공정, 냉각 공정, 습식 흡수 공정 등이 있는데 건식 흡착 공정이 가장 널리 사용되고 있으며, 냉각 공정은 미국 Pioneer 사에 의해 개발되었으나 상용화 실적은 거의 없는 상황이다. 또한, 습식 흡수 공정은 실록산 화합물이 유기용매 등에 녹는점을 이용한 것으로 아직까지 상용화되지는 않았다. 단, 미국의 한 매립장에 설치된 유기용매를 이용한 황화수소 제거 시스템에서 실록산이 동시 제거되었음이 보고된 바 있다.Dry adsorption process, cooling process, wet absorption process, etc., are most widely used for the removal process of siloxane compounds, and the cooling process has been developed by Pioneer in the US, but commercialization has not been performed. In addition, the wet absorption process utilizes the fact that the siloxane compound dissolves in an organic solvent, and has not yet been commercialized. However, it has been reported that the simultaneous removal of siloxane from the hydrogen sulfide removal system using an organic solvent installed in a landfill in the United States has been reported.

현재 가장 널리 사용되고 있는 건식 흡착 공정에는 다양한 흡착제의 적용이 가능하다. 이때, 상기 건식 흡착 공정에 적용 가능한 흡착제로는 활성탄, 실리카겔, 활성 알루미나, 일라이나와 질석 등 광물 기반의 흡착제 등이 있다. 예를 들면, 가격적인 측면과 가용성을 고려할 때 현재 활성탄이 가장 널리 사용되고 있다.Currently, the most widely used dry adsorption process can be applied to various adsorbents. At this time, examples of the adsorbent applicable to the dry adsorption process include activated carbon, silica gel, activated alumina, and mineral-based adsorbents such as Eliana and vermiculite. For example, currently, activated carbon is the most widely used in terms of price and availability.

또한, 상기 바이오 가스 내 실록산 화합물 제거 공정에는 건식 흡착 기술이 가장 널리 적용되고 있는데, 각 흡착제별 실록산 화합물 제거 특성, 대상 바이오 가스 내 실록산 화합물 조성, 전체 바이오 가스 전처리 공정 등을 고려한 공정 최적화가 이루어지지 않을 경우 흡착제의 성능이 저하되고, 교체 주기가 짧아짐은 물론 후단 발전 설비에 심각한 악영향을 줄 수 있다.In addition, the dry adsorption technique is most widely applied to the process of removing siloxane compounds in the biogas. Process optimization is performed considering the removal characteristics of the siloxane compound, the composition of the siloxane compound in the target biogas, and the whole biogas pretreatment process The performance of the adsorbent is deteriorated, the replacement cycle is shortened, and the rear stage power generation facilities may be seriously adversely affected.

한편, 상용 흡착제의 경우 실록산 화합물의 제거능은 8~10g/kg-absorbent 수준으로 낮은 편인데, 공정이 최적화되지 않을 경우 제거 성능은 급격히 낮아진다. 또한, 상기 바이오 가스의 이슬점 온도는 흡착 공정의 성능의 큰 영향을 준다. 즉, 이슬점 온도가 높은 경우 흡착 공정 내에서 액상 수분의 발생 빈도가 높아져 흡착 성능을 크게 감소시킨다. 특히, 외기온에 의해 바이오 가스의 온도는 큰 변동을 보이고 겨울철 실록산 화합물 제거 성능이 크게 낮아지므로 이에 대한 보완은 필수적이다.On the other hand, in the case of commercial adsorbents, the removal efficiency of the siloxane compound is as low as 8 to 10 g / kg-absorbent, and when the process is not optimized, the removal performance is drastically lowered. Also, the dew-point temperature of the biogas greatly affects the performance of the adsorption process. That is, when the dew point temperature is high, the occurrence frequency of the liquid phase in the adsorption process is increased and the adsorption performance is greatly reduced. In particular, the temperature of the biogas changes greatly due to the outside temperature, and the removal performance of the siloxane compound in the winter is significantly lowered.

상기 바이오 가스 내에 포함된 실록산화합물은 10종 이상이며 분자량 및 형태별로 물성이 다르다. 특히, 실록산 제거에 가장 널리 이용되는 건식 흡착 과정 중 선택성의 차이가 발생하게 된다. 예를 들면, 실제로 바이오 가스를 이용한 실록산 온라인 분석 결과에 따르면 일부 실록산의 경우 시간이 지속되면서 흡착탑 출구 농도(약 4,000ppb)가 입구 농도(약 1,000ppb)를 최대 4배나 초과하는 현상이 발견된 바 있다. 즉, 흡착된 저분자량 실록산이 고분자량 실록산과의 흡착 선택성의 차이로 짧은 시간 안에 탈착하게 되는데 이 경우 후단 발전 설비는 심각한 악영향을 받는다.There are more than 10 kinds of siloxane compounds contained in the biogas, and the physical properties are different according to the molecular weight and the type. Particularly, there is a difference in selectivity among dry adsorption processes most widely used for siloxane removal. For example, according to the online analysis of siloxane using biogas, some siloxanes showed a phenomenon that the concentration of the adsorption column outlet (about 4,000 ppb) exceeded the inlet concentration (about 1,000 ppb) up to 4 times, have. That is, the adsorbed low molecular weight siloxane is desorbed in a short time due to the difference in adsorption selectivity with the high molecular weight siloxane. In this case, the rear stage power generation facility is severely adversely affected.

종래의 오프라인 분석(메탄올 임핀징을 통한 GC-MS 분석)을 통해 간헐적으로 실록산화합물의 분석이 시행될 경우 짧은 시간에 발생하는 저분자량 실록산의 탈착을 검출하는 것은 불가능하다. It is impossible to detect the desorption of low molecular weight siloxanes that occur in a short time when intermittent siloxane compound analysis is performed through conventional off-line analysis (GC-MS analysis via methanol impingement).

결과적으로, 상기 바이오 가스 전처리 비용이 급격히 증가하고 발전 설비로 유입되는 실록산 화합물이 지속적으로 증가하게 되면 바이오 가스 발전 플랜트 전체 경제성이 크게 악화된다는 문제점이 있었다.
As a result, when the cost of the biogas pretreatment is rapidly increased and the amount of the siloxane compound flowing into the power generation facility is continuously increased, the overall economical efficiency of the biogas power generation plant is greatly deteriorated.

공개특허공보 제10-2013-0012728호 '흡착력 향상을 위한 실리카겔의 표면 개질 방법 및 실록산 제거방법 그리고 이를 이용한 투웨이 방식의 실록산 제거장치'Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-2013-0012728 'Surface modification method and siloxane removal method of silica gel for improvement of adsorption power, and siloxane removal device of two way system using the same, 공개특허공보 특1998-071582 '규소 화합물 가스에 함유된 실록산을 제거하는 방법 및 제거장치와, 실록산의 함유량을 분석하는 방법 및 분석장치'Disclosed is a method and a device for removing siloxane contained in a silicon compound gas, a method and an apparatus for analyzing the content of a siloxane,

본 발명의 일 실시예는 바이오 가스 내 실록산 화합물의 농도 역전 현상을 방지할 수 있는 휘발성 유기 실록산 화합물 제거 시스템을 제공한다.
One embodiment of the present invention provides a volatile organosiloxane compound removal system capable of preventing concentration reversal of a siloxane compound in a biogas.

본 발명의 일 실시예에 의한 휘발성 유기 실록산 화합물 제거 시스템은 바이오 가스에 포함된 수분 및 황화수소를 제거하는 1차 전처리부; 야자계 활성탄이 주입된 제1 흡착탑, 석탄계 활성탄이 주입된 제2 흡착탑, 실리카겔이 주입된 제3 흡착탑을 포함하고, 제1 흡착탑 내지 제3 흡착탑이 상기 1차 전처리부에 3단 직렬로 연결되어, 상기 1차 전처리부를 통과한 바이오 가스의 실록산 화합물을 제거하는 실록산 제거부; 및 상기 제1 흡착탑 내지 제3 흡착탑의 각각의 입출력단을 통과하는 바이오 가스의 농도를 측정하는 실록산 농도 분석부를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a system for removing volatile organic siloxane compounds, comprising: a primary pretreatment unit for removing moisture and hydrogen sulfide contained in a biogas; A first adsorption tower to which coconut-based activated carbon is injected, a second adsorption tower to which coal activated carbon is injected, and a third adsorption tower to which silica gel is injected, and the first to third adsorption towers are connected to the first pre- A siloxane removing unit for removing the siloxane compound of the biogas that has passed through the primary pretreatment unit; And a siloxane concentration analyzing unit for measuring the concentration of the biogas passing through each of the input and output ends of the first to third adsorption towers.

상기 1차 전처리부는 배관을 통하여 주입된 바이오 가스를 가열하는 가열 수단을 구비할 수 있다.The primary pre-treatment unit may include heating means for heating the biogas injected through the pipe.

상기 배관 내의 바이오 가스의 온도는 20 내지 50 로 제한될 수 있다.The temperature of the biogas in the piping may be limited to 20 to 50 .

상기 실록산 제거부와 상기 실록산 농도 분석부 사이에는 상기 제1 흡착탑 내지 제3 흡착탑의 동작을 제어하는 제1 PLC 내지 제3 PLC를 포함할 수 있다.The siloxane removal unit may include first to third PLCs for controlling the operation of the first to third adsorption towers between the siloxane removal unit and the siloxane concentration analysis unit.

상기 실록산 제거부는 상기 제1 흡착탑 내지 제3 흡착탑이 각각 쌍으로 구성될 수 있다.The siloxane removing unit may have a pair of the first to third adsorption towers.

상기 제2 흡착탑과 제3 흡착탑 사이에는 전동 밸브가 구비되되, 상기 전동 밸브는 상기 제1 흡착탑 및 제2 흡착탑 각각의 입력단 및 출력단에서의 실록산 화합물의 농도값에 기초하여 상기 출력단에서의 실록산 화합물 농도값이 기준 농도값이하인 경우에는 상기 제2 흡착탑을 통과한 바이오 가스를 바이패스시킬 수 있다.And an electric valve is provided between the second adsorption tower and the third adsorption tower, wherein the electric valve controls the concentration of the siloxane compound at the output stage based on the concentration value of the siloxane compound at the input and output ends of the first adsorption tower and the second adsorption tower, And the biogas passing through the second adsorption tower can be bypassed when the value is equal to or less than the reference concentration value.

상기 제2 흡착탑의 출력단의 실록산 화합물 농도값이 상기 제2 흡착탑의 입력단의 실록산 화합물 농도값 대비하여 10% 이상인 경우 상기 제3 흡착탑이 가동될 수 있다.The third adsorption column may be operated when the concentration of the siloxane compound at the output end of the second adsorption column is at least 10% of the concentration of the siloxane compound at the input end of the second adsorption column.

상기 제1 PLC 내지 제3 PLC는 상기 제1 흡착탑 내지 제3 흡착탑이 제1 온도까지 가온되도록 제어할 수 있다.The first PLC to the third PLC may control the first to third adsorption towers to be heated to a first temperature.

상기 제1 PLC 내지 제3 PLC는 상기 샘플링 배관이 제2 온도까지 가온되도록 제어할 수 있다.The first PLC to the third PLC may control the sampling pipe to be heated to a second temperature.

상기 제1 PLC는 상기 제1 흡착탑의 입력단, 상기 제1 흡착탑의 중간단 두 지점, 상기 제1 흡착탑과 제2 흡착탑의 사이 지점 중 첫번째 중간단의 실록산 화합물의 농도값이 입력단의 실록산 화합물의 농도값의 5% 내지 10%를 초과하는 경우, 두번째 중간단의 실록산 화합물의 농도값을 측정하고, 상기 두번째 중간단의 실록산 화합물의 농도값이 첫번째 중간단의 실록산 화합물의 농도값의 5% 내지 10%를 초과하는 경우, 출력단의 실록산 화합물의 농도값을 측정하고, 상기 출력단의 실록산 화합물의 농도값이 상기 입력단의 실록산 화합물의 농도값의 5% 내지 10%를 초과하는 지 여부를 판단할 수 있다.The first PLC has a concentration value of a siloxane compound at the first middle of the input end of the first adsorption column, two intermediate points of the first adsorption column, and a point between the first adsorption column and the second adsorption column, The concentration value of the siloxane compound of the second middle stage is measured, and when the concentration value of the siloxane compound of the second middle stage exceeds 5% to 10% of the concentration value of the first middle stage siloxane compound, %, It is possible to determine the concentration value of the siloxane compound at the output stage and determine whether the concentration value of the siloxane compound at the output end exceeds 5% to 10% of the concentration value of the siloxane compound at the input end .

상기 제2 PLC는 상기 제2 흡착탑의 중간단 두 지점, 상기 제2 흡착탑과 제3 흡착탑의 사이 지점 중 첫번째 중간단의 실록산 화합물의 농도값이 상기 입력단의 실록산 화합물의 농도값의 5% 내지 10%를 초과하는 경우, 그 다음 두번째 중간단의 실록산 화합물의 농도값을 측정하도록 제어할 수 있다.Wherein the concentration of the siloxane compound at the first middle end of the second PLC is between 5% and 10% of the concentration value of the siloxane compound at the input end of the second intermediate stage of the second adsorption column, %, It is possible to control to measure the concentration value of the siloxane compound of the second middle stage.

상기 실록산 제거부와 실록산 농도 분석부 사이에는 각각 온도 지시기 및 압력 지시기가 구비되고, 상기 온도 지시기 및 압력 지시기는 상기 제1 흡착탑 내지 제3 흡착탑의 입력단 및 출력단의 온도 및 압력차를 측정하여 상기 실록산 농도 분석부로 전송할 수 있다.The temperature indicator and the pressure indicator measure the temperature and the pressure difference between the input and output ends of the first to third adsorption columns to determine the siloxane concentration of the siloxane To the concentration analyzer.

상기 실록산 농도 분석부는 상기 제1 흡착탑 내지 제3 흡착탑의 입력단, 중간단 및 출력단에 다수의 샘플링 배관을 통하여 연결되고, 각각의 샘플링 배관으로부터 추출된 바이오 가스의 실록산 화합물 농도값을 분석할 수 있다.The siloxane concentration analyzing unit is connected to the input end, middle end, and output end of the first to third adsorption towers through a plurality of sampling pipes, and can analyze the siloxane compound concentration value of the biogas extracted from each sampling pipe.

상기 제1 PLC 내지 제3 PLC는 상기 제1 흡착탑 내지 제3 흡착탑에서 각각의 입력단과 출력단의 바이오 가스 온도차를 5 이하로 유지되도록 제어할 수 있다.The first PLC to the third PLC can control the temperature difference of the biogas between the input and output ends of the first to third adsorption towers to be maintained at 5 ° C or less.

상기 실록산 농도 분석부는 FTIR, GC-MSD, GC-FID 중 어느 하나의 방식을 적용하여 바이오 가스의 농도를 측정 및 분석할 수 있다.The siloxane concentration analyzing unit can measure and analyze the concentration of biogas by applying any one of FTIR, GC-MSD, and GC-FID.

상기 실록산 농도 분석부는 바이오 가스 내의 CO 농도값을 모니터링하고, 상기 바이오 가스 내의 CO 농도값이 200ppm 이상일 경우 상기 제1 흡착탑 내지 제3 흡착탑 중 어느 하나의 내부 화재 경보를 표시하며, CO 농도값이 500ppm 이상일 경우 상기 제1 PLC 내지 제3 PLC를 통하여 상기 제1 흡착탑 내지 제3 흡착탑의 구동을 정지시킬 수 있다.Wherein the siloxane concentration analyzing unit monitors the CO concentration value in the biogas and displays an internal fire alarm of any one of the first to third adsorption towers when the CO concentration value in the biogas is 200 ppm or more, The driving of the first to third adsorption towers can be stopped through the first to third PLCs.

상기 실록산 농도 분석부는 분석 알고리즘을 이용하여 상기 제1 흡착탑 내지 제3 흡착탑의 중간단에서의 바이오 가스의 성분을 분석하되, 유입된 실록산 화합물의 농도값, 흡착제의 특성, 상기 바이오 가스의 유량 및 포화 시간 데이터를 산출하여 상기 흡착제의 교체 시점을 예측할 수 있다.
The siloxane concentration analyzing unit analyzes the components of the biogas at the middle stages of the first to third adsorption towers by using an analysis algorithm, and analyzes the concentration of the introduced siloxane compound, the characteristics of the adsorbent, the flow rate of the biogas, The time point at which the adsorbent is to be replaced can be estimated by calculating the time data.

본 발명의 일 실시예에 따른 휘발성 유기 실록산 화합물 제거 시스템은 바이오 가스 내 실록산 화합물을 건식 흡착 방식을 이용하여 제거함에 있어 흡착 공정을 2단 및 이중화하고 실록산 화합물 제거 환경이 일정하게 유지되도록 함으로써, 실록산 화합물의 제거 성능 및 흡착제 수명을 최적화할 수 있다.
The system for removing volatile organosiloxane compounds according to an embodiment of the present invention is a system for removing siloxane compounds in a biogas by using a dry adsorption method, The removal performance of the compound and the lifetime of the adsorbent can be optimized.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 휘발성 유기 실록산 화합물 제거 시스템을 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 휘발성 유기 실록산 화합물 제거 시스템에서의 주제어 공정을 나타내는 순서도이다.
도 3은 도 2의 주제어 공정 순서에서 흡착탑 및 배관 가온 순서를 나타내는 순서도이다.
도 4는 도 2의 주제어 공정 순서에서 흡착제 교체 주기 계산 및 알림 순서를 나타내는 순서도이다.
도 5a 내지 5c는 개별 흡착탑 충진제 선정을 위한 흡착제별 실록산 화합물을 제거하는 실험 결과를 나타내는 그래프이다.
1 is a view illustrating a system for removing volatile organosiloxane compounds according to an embodiment of the present invention.
2 is a flow chart showing a main control process in the volatile organic siloxane compound removal system of FIG.
FIG. 3 is a flowchart showing the order of adsorption towers and piping heating in the main control process sequence of FIG. 2. FIG.
FIG. 4 is a flowchart showing the calculation of the adsorbent replacement cycle and the notification procedure in the main control process sequence of FIG. 2. FIG.
5A to 5C are graphs showing experimental results of removing siloxane compounds for each adsorbent for selecting individual adsorption tower fillers.

본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
DETAILED DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, in which those skilled in the art can readily implement the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 휘발성 유기 실록산 화합물 제거 시스템을 나타내는 도면이고, 도 2는 도 1의 휘발성 유기 실록산 화합물 제거 시스템에서의 주제어 공정을 나타내는 순서도이며, 도 3은 도 2의 주제어 공정 순서에서 흡착탑 및 배관 가온 순서를 나타내는 순서도이고, 도 4는 도 2의 주제어 공정 순서에서 흡착제 교체 주기 계산 및 알림 순서를 나타내는 순서도이며, 도 5a 내지 5c는 개별 흡착탑 충진제 선정을 위한 흡착제별 실록산 화합물을 제거하는 실험 결과를 나타내는 그래프이다.FIG. 1 is a view showing a system for removing volatile organosiloxane compounds according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a flowchart showing a main control process in the volatile organic siloxane compound removal system of FIG. 1, FIG. 4 is a flow chart showing calculation and notification procedure of the adsorbent replacement cycle in the main process step sequence of FIG. 2. FIG. 5A to FIG. 5C are graphs showing the relationship between the adsorbent-specific siloxane compound FIG.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 휘발성 유기 실록산 화합물 제거 시스템은 1차 전처리부(1), 실록산 제거부(10), PLC부(900) 및 실록산 농도 분석부(1000)를 포함한다.1, the system for removing volatile organosiloxane compounds according to an embodiment of the present invention includes a primary pretreatment unit 1, a siloxane removing unit 10, a PLC unit 900, and a siloxane concentration analyzing unit 1000 .

상기 1차 전처리부(1)는 바이오 가스에 포함된 수분 및 황화수소를 제거한다. 또한, 상기 1차 전처리부(1)는 배관(800)을 통하여 주입된 바이오 가스를 가열하는 가열 수단을 구비한다. 상기 배관(800) 내의 바이오 가스의 온도는 20 내지 50 로 제한될 수 있다.The primary pretreatment unit 1 removes moisture and hydrogen sulfide contained in the biogas. In addition, the primary pretreatment unit 1 includes heating means for heating the biogas injected through the pipe 800. The temperature of the biogas in the pipe 800 may be limited to 20 to 50 ° C.

상기 실록산 제거부(10)는 야자계 활성탄이 주입된 제1 흡착탑(010), 석탄계 활성탄이 주입된 제2 흡착탑(020), 실리카겔이 주입된 제3 흡착탑(030)을 포함하고, 제1 흡착탑 내지 제3 흡착탑(010, 020, 030)이 1차 전처리부(1)에 3단 직렬로 연결되어, 1차 전처리부(1)를 통과한 바이오 가스의 실록산 화합물을 제거한다.The siloxane removing unit 10 includes a first adsorption tower 010 into which coconut-based activated carbon is injected, a second adsorption tower 020 into which coal-based activated carbon is injected, and a third adsorption tower 030 into which silica gel is injected. The third adsorption columns 010, 020 and 030 are connected in series to the first pre-treatment section 1 in three stages to remove the siloxane compound of the biogas that has passed through the first pre-treatment section 1.

상기 제2 흡착탑(020)과 제3 흡착탑(030) 사이에는 전동 밸브(331, 332, 333)가 구비된다. 상기 전동 밸브(331, 332, 333)는 제1 흡착탑(010) 및 제2 흡착탑(020) 각각의 입력단 및 출력단에서의 실록산 화합물의 농도값에 기초하여 출력단에서의 실록산 화합물 농도값이 기준 농도값이하인 경우에는 제2 흡착탑(020)을 통과한 바이오 가스를 바이패스시킬 수 있다.Between the second adsorption tower 020 and the third adsorption tower 030, there are provided electric valves 331, 332 and 333. Based on the concentration values of the siloxane compounds at the input and output ends of the first adsorption column 010 and the second adsorption column 020, the electromotive valves 331, 332, and 333 determine the concentration of the siloxane compound at the output end, The biogas passing through the second adsorption tower 020 can be bypassed.

상기 제2 흡착탑(020)의 출력단의 실록산 화합물 농도값이 상기 제2 흡착탑(020)의 입력단의 실록산 화합물 농도값 대비하여 10% 이상인 경우 제3 흡착탑(030)이 가동될 수 있다.The third adsorption tower 030 may be operated when the concentration of the siloxane compound at the output end of the second adsorption tower 020 is 10% or more of the concentration of the siloxane compound at the input end of the second adsorption tower 020.

상기 PLC부(900)는 실록산 제거부(10)와 실록산 농도 분석부(1000) 사이에 제1 흡착탑 내지 제3 흡착탑(010, 020, 030)의 동작을 제어하는 제1 PLC 내지 제3 PLC(910, 920, 930)를 포함할 수 있다.The PLC unit 900 includes a first PLC to a third PLC to control operation of the first to third adsorption towers 010, 020, and 030 between the siloxane removing unit 10 and the siloxane concentration analyzing unit 1000 910, 920, 930).

상기 제1 PLC 내지 제3 PLC(910, 920, 930)는 제1 흡착탑 내지 제3 흡착탑(010, 020, 030)이 제1 온도까지 가온되도록 제어할 수 있다. 또한, 상기 제1 PLC 내지 제3 PLC(910, 920, 930)는 샘플링 배관이 제2 온도까지 가온되도록 제어할 수 있다.The first to third PLCs 910, 920 and 930 can control the first to third adsorption towers 010, 020 and 030 to be heated to the first temperature. In addition, the first to third PLCs 910, 920, and 930 may control the sampling pipe to be heated to a second temperature.

상기 제1 PLC 내지 제3 PLC(910, 920, 930)는 제1 흡착탑 내지 제3 흡착탑(010, 020, 030)에서 각각의 입력단과 출력단의 바이오 가스 온도차를 5도 이하로 유지되도록 제어할 수 있다.The first to third PLCs 910, 920 and 930 can control the temperature difference between the input and output ends of the first to third adsorption towers 010, 020, and 030 to be less than 5 degrees have.

상기 제1 PLC(910)는 제1 흡착탑(010)의 입력단, 제1 흡착탑(010)의중간단 두 지점, 제1 흡착탑(010)과 제2흡착탑(020)의 사이 지점에서의 실록산 화합물의 농도값을 측정한다. 이때, 상기 제1 PLC(910)는 중간단의 실록산 화합물의농도값이 입력단의 실록산 화합물의 농도값의 5% 내지 10%를 초과하는 경우, 출력단의 실록산 화합물의 농도값을 측정하고, 출력단의 실록산 화합물의 농도값이 상기 제1 흡착탑(010)의 입력단의 실록산 화합물의 농도값의 5% 내지 10%를 초과하는 지 여부를 판단한다.The first PLC 910 is connected to the input terminal of the first adsorption tower 010 and the two simple points of the first adsorption tower 010 and the concentration of the siloxane compound at the point between the first adsorption tower 010 and the second adsorption tower 020 Measure the value. At this time, when the concentration value of the siloxane compound at the intermediate stage exceeds 5% to 10% of the concentration value of the siloxane compound at the input end, the first PLC 910 measures the concentration value of the siloxane compound at the output end, It is judged whether or not the concentration value of the siloxane compound exceeds 5% to 10% of the concentration value of the siloxane compound at the input end of the first adsorption tower (010).

상기 제2 PLC(920)는 제2 흡착탑(020)의 중간단 두 지점, 제2 흡착탑(020)과 제3 흡착탑(030)의 사이 지점에서의 실록산 화합물의 농도값을 측정한다. 이때, 상기 제2 PLC(920)는 제2 흡착탑(020)의 첫번째 중간단의 실록산 화합물의 농도값이 입력단의 실록산 화합물의 농도값의 5% 내지 10%를 초과하는 경우, 그 다음 두번째 중간단의 실록산 화합물의 농도값을 측정하도록 제어한다. 이러한 과정을 통하여 순차적으로 제1 흡착탑(010)으로부터 제3 흡착탑(030)까지 작동되게 된다.The second PLC 920 measures the concentration value of the siloxane compound at the intermediate two points of the second adsorption tower 020, the point between the second adsorption tower 020 and the third adsorption tower 030. If the concentration value of the siloxane compound at the first middle stage of the second adsorption column 020 exceeds 5% to 10% of the concentration value of the siloxane compound at the input end, Of the siloxane compound is measured. Through this process, the first adsorption column 010 to the third adsorption column 030 are sequentially operated.

한편, 상기 실록산 제거부(10)와 실록산 농도 분석부(1000) 사이에는 각각 온도 지시기(501~504) 및 압력 지시기(601~604)가 구비된다. 상기 온도 지시기(501~504) 및 압력 지시기(601~604)는 제1 흡착탑 내지 제3 흡착탑(010, 020, 030)의 입력단 및 출력단의 온도 및 압력차를 측정하여 실록산 농도 분석부(1000)로 전송한다.Temperature indicators 501 to 504 and pressure indicators 601 to 604 are provided between the siloxane removing unit 10 and the siloxane concentration analyzing unit 1000, respectively. The temperature indicators 501 to 504 and the pressure indicators 601 to 604 measure the temperature and pressure difference between the input and output ends of the first to third adsorption towers 010 to 020, Lt; / RTI >

상기 실록산 농도 분석부(1000)는 제1 흡착탑 내지 제3 흡착탑(010, 020, 030)의 각각의 입출력단을 통과하는 바이오 가스의 농도를 측정한다. 이러한 실록산 농도 분석부(1000)는 제1 흡착탑 내지 제3 흡착탑(010, 020, 030)의 입력단, 중간단 및 출력단에 다수의 샘플링 배관(811~814, 821~823, 831~833)을 통하여 연결되고, 각각의 샘플링 배관(811~814, 821~823, 831~833)으로부터 추출된 바이오 가스의 실록산 화합물 농도값을 분석한다.The siloxane concentration analyzing unit 1000 measures the concentration of the biogas passing through the input and output ends of the first to third adsorption towers 010, 020 and 030, respectively. The siloxane concentration analyzing unit 1000 includes a plurality of sampling pipes 811 to 814, 821 to 823, and 831 to 833 at the input end, middle end, and output end of the first to third adsorption towers (010, And the siloxane compound concentration values of the biogas extracted from the respective sampling pipes 811 to 814, 821 to 823, and 831 to 833 are analyzed.

상기 실록산 농도 분석부(1000)는 FTIR(Fourier transform infrared spectroscopy), GC-MSD(gas chromatography-mass selective detector), GC-FID(gas chromatography-flame ionization detector) 중 어느 하나의 방식을 적용하여 바이오 가스의 농도를 측정 및 분석할 수 있다.The siloxane concentration analyzing unit 1000 may be any one of Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), gas chromatography-mass selective detector (GC-MSD), and gas chromatography- Can be measured and analyzed.

상기 실록산 농도 분석부(1000)는 바이오 가스 내의 CO 농도값을 모니터링하고, 바이오 가스 내의 CO 농도값이 200ppm 이상일 경우 제1 흡착탑 내지 제3 흡착탑(010, 020, 030) 중 어느 하나의 내부 화재 경보를 표시하며, CO 농도값이 500ppm 이상일 경우 제1 PLC 내지 제3 PLC(910, 920, 930)를 통하여 상기 제1 흡착탑 내지 제3 흡착탑(010, 020, 030)의 구동을 정지시킬 수 있다.The siloxane concentration analyzing unit 1000 monitors the CO concentration value in the biogas, and when the CO concentration value in the biogas is 200 ppm or more, the siloxane concentration analyzing unit 1000 determines whether any of the first to third adsorption towers 010, 020, And the driving of the first to third adsorption towers 010, 020, and 030 can be stopped through the first to third PLCs 910, 920, and 930 when the CO concentration value is 500 ppm or more.

또한, 상기 실록산 농도 분석부(1000)는 분석 알고리즘을 이용하여 제1 흡착탑 내지 제3 흡착탑(010, 020, 030)의 중간단에서의 바이오 가스의 성분을 분석하되, 유입된 실록산 화합물의 농도값, 흡착제의 특성, 바이오 가스의 유량 및 포화 시간 데이터를 산출하여 흡착제의 교체 시점을 예측할 수 있다.The siloxane concentration analyzer 1000 analyzes the components of the biogas at the middle stages of the first to third adsorption towers (010, 020, and 030) using an analysis algorithm, , The characteristics of the adsorbent, the flow rate of the biogas, and the saturation time data to predict the replacement time of the adsorbent.

이하에서는, 상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 휘발성 유기 실록산 화합물 제거 시스템을 이용한 실록산 제거 공정에 대하여 도 2 내지 도 5c를 참조하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.Hereinafter, the siloxane removal process using the system for removing volatile organic siloxane compounds according to one embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 2 to 5C.

우선, 본 발명에 적용되는 가변 실록산 제거 공정은 1차 전처리부(1), 실록산 제거용 3단 흡착탑(즉, 제1 흡착탑 내지 제3 흡착탑(010, 020, 030)), GC-FID 또는 FTIR과 같은 가스 분석 시스템(즉, 실록산 농도 분석부(1000)), 그리고 흡착탑 및 각종 배관 가온 시스템(즉, 제1 PLC 내지 제3 PLC(910, 920, 930))으로 구성된다.First, the variable siloxane removal process applied to the present invention comprises a first pretreatment unit 1, a three-stage adsorption tower for removing siloxane (i.e., first to third adsorption towers 010 to 020 and 030), GC-FID or FTIR (I.e., a siloxane concentration analyzing unit 1000), and an adsorption tower and various piping heating systems (i.e., first to third PLCs 910, 920, and 930).

상기 제1 흡착탑 내지 제3 흡착탑(010, 020, 030)에는 각기 다른 흡착제가 사용된다. 즉, 상기 제1 흡착탑 내지 제3 흡착탑(010, 020, 030)에는 각각 실리카겔, 석탄계 활성탄, 야자계 활성탄이 순서대로 주입된다. 이때, 상기 제1 흡착탑(010) 및 제2 흡착탑(020)은 상시 가동용이고, 제3 흡착탑(030)은 선행 흡착 공정에서 탈착되는 저분자량 실록산 화합물을 제거하는 가변 가동용 설비이다.Different adsorbents are used for the first to third adsorption towers (010, 020, 030). That is, silica gel, coal-based activated carbon, and coconut-based activated carbon are injected into the first to third adsorption towers (010, 020, and 030), respectively. At this time, the first adsorption tower 010 and the second adsorption tower 020 are always in operation, and the third adsorption tower 030 is a variable operation facility for removing low molecular weight siloxane compounds desorbed in the preceding adsorption process.

상기 제1 흡착탑 내지 제3 흡착탑(010, 020, 030)에서 각 단별 흡착제는 도 5a 내지 5c와 같이 나타나는 실록산 화합물 제거 특성 실험 결과를 바탕으로 선정된다. 도 5a 내지 5c에 도시된 바와 같이, 흡착 평형 실험 시 L2 실록산의 경우 야자계 활성탄(A1)이 가장 우수한 것으로 나타났고, D4/D5의 경우 석탄계 활성탄(A2)와 실리카겔(NCA1)이 가장 높은 제거 성능을 나타내었다.The adsorbent for each step in the first to third adsorption towers (010, 020, and 030) is selected based on the test results of the siloxane compound removal characteristics shown in FIGS. 5A to 5C. As shown in FIGS. 5A to 5C, in the experiment of adsorption equilibrium, the cyanide-based activated carbon (A1) was the most excellent in the case of the L2 siloxane, and the coal-based activated carbon (A2) and the silica gel (NCA1) Performance.

또한, 상기 제1 흡착탑(010)에 사용되는 흡착제인 실리카겔은 실리카겔의 수분 제거 효과를 통한 제2 흡착탑(020)의 흡착제의 안정적인 실록산 흡착 효과와 흡착제 특성에 대하여 상호 보완이 가능하다. 또한, 야자계 활성탄은 대표적인 저분자량 실록산화합물인 L2의 흡착 제거 성능이 가장 우수하므로 가변 가동용 설비에 적합하다.In addition, the silica gel, which is an adsorbent used in the first adsorption tower 010, can compensate for the stable adsorption of siloxane and adsorbent characteristics of the adsorbent of the second adsorption tower 020 through the water-removing effect of the silica gel. In addition, the coconut-based activated carbon is most suitable for a variable-operation equipment because it has the best adsorption removal performance of a typical low molecular weight siloxane compound L2.

상기 실록산 농도 분석부(1000)는 저분자량 실록산화합물의 탈착 현상을 검출하여 가변 가동용 실록산 제거 설비인 제3 흡착탑(030)에 대한 작동 신호를 제3 PLC(930)를 통하여 제공한다. 상기 실록산 농도 분석부(1000)는 열탈착기-가스 크로마토그래피-FID 또는 FTIR이 활용될 수 있다. 즉, 상기 실록산 농도 분석부(1000)는 가스 분석에 의해 신호가 주어지는 경우 제3 흡착탑(030)으로 바이오 가스가 보내지고 순간적으로 탈착되는 저분자량 실록산화합물이 제거되므로, 후단 발전 설비 등으로 실록산 화합물의 유입이 방지된다.The siloxane concentration analyzer 1000 detects a desorption phenomenon of the low molecular weight siloxane compound and provides an operation signal for the third adsorption tower 030, which is a variable operation siloxane removal facility, through the third PLC 930. The siloxane concentration analyzing unit 1000 may employ thermal desorption-gas chromatography-FID or FTIR. That is, when the signal is given by the gas analysis, the siloxane concentration analyzer 1000 removes the low-molecular-weight siloxane compound that biogas is sent to the third adsorption tower 030 and is instantaneously desorbed. Therefore, Is prevented.

본 발명에서는 제1 흡착탑 내지 제3 흡착탑(010, 020, 030) 각각의 입력단과 출력단의 온도차를 ±5℃이내로 관리하기 위하여, 배관의 경우 25~50mm로 보온하고 흡착탑의 경우 75~100mm로 보온하도록 구성된다. 이러한 구성을 통하여 본 발명은 겨울철 외기온에 대응하기 위하여 최대 50℃까지 가온할 수 있도록 구성하여 공정 내 수분 발생을 최소화하고 흡착 성능이 최대로 발휘될 수 있게 된다.In the present invention, in order to control the temperature difference between the input and output stages of the first to third adsorption towers (010, 020, and 030) within ± 5 ° C, it is kept at 25 to 50 mm in the case of the piping and kept at 75 to 100 mm . According to the present invention, it is possible to raise the temperature up to 50 ° C in order to cope with outside temperature in winter, thereby minimizing the generation of moisture in the process and maximizing the adsorption performance.

특히, 상기 제1 흡착탑 내지 제3 흡착탑(010, 020, 030)과 제1 PLC 내지 제3 PLC(910, 920, 930) 사이에 구비된 가스 샘플링 배관(811~814, 821~823, 831~833)은 측정 정확도 향상을 위해 최대 180℃까지 가온되도록 구성된다. 이는 실록산화합물의 경우 샘플링 배관(811~814, 821~823, 831~833) 표면에 붙는 경향을 최소화하기 위함이다. 간이 실험을 통해 확인한 결과 D3+L3, D4, D5의 농도는 가스가 주입된 테들러 백의 온도를 22℃, 60℃, 100℃로 증가하였을 경우 표 1과 같이 변하였다.Particularly, the gas sampling pipes 811 to 814, 821 to 823, and 831 to 830 provided between the first to third adsorption towers 010, 020, and 030 and the first to third PLCs 910, 920, 833) are configured to be heated to a maximum of 180 DEG C to improve measurement accuracy. This is to minimize the tendency of the siloxane compound to adhere to the surfaces of the sampling pipes 811 to 814, 821 to 823, and 831 to 833. The concentrations of D3 + L3, D4 and D5 were changed as shown in Table 1 when the temperature of the Teddler bag injected with gas was increased to 22 ℃, 60 ℃ and 100 ℃, respectively.

[표 1][Table 1]

Figure 112014086629640-pat00001
Figure 112014086629640-pat00001

또한, 본 발명은 바이오 가스 내 실록산화합물을 건식 흡착 방식에 제거함에 있어 흡착 공정을 2단/이중화하고, 실록산화합물 제거 환경이 일정하게 유지되도록 하여 실록산 화합물의 제거 성능 및 흡착제 수명을 최적화할 수 있다.In addition, the present invention can optimize the removal performance of the siloxane compound and the lifetime of the adsorbent so that the siloxane compound in the biogas is removed by the dry adsorption method, the adsorption process is performed in two stages / .

이를 위하여, 본 휘발성 유기 실록산 화합물 제거 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이 유입되는 바이오 가스를 전처리하는 1차 전처리부(1), 바이오 가스 실록산 화합물을 제거하는 제1 흡착탑 내지 제3 흡착탑(010, 020, 030), 압력계(111~114), 안전 밸브(211, 221, 231), 전동밸브(311~313, 321~323, 331~333), 온도지시기(501~504), 압력지시기(601~604), 솔레노이드 밸브(711~714, 721~723, 731~733), 바이오 가스 배관(800), 가스 샘플링 배관(811~814, 821~823, 831~833), 통합 제어 컴퓨터(900), 솔레노이드 모터 조작반(910, 920, 930), 가스 분석기(1000) 등으로 구성된다.1, the system includes a primary pretreatment unit 1 for pretreating an incoming biogas, a first adsorption column to a third adsorption column 010 for removing the biogas siloxane compound, 0201, and 030, pressure gauges 111 to 114, safety valves 211, 221 and 231, electric valves 311 to 313 and 321 to 323 and 331 to 333, temperature indicators 501 to 504, The gas sampling pipes 811 to 814, 821 to 823, and 831 to 833, the integrated control computer 900, Solenoid motor control panels 910, 920 and 930, a gas analyzer 1000, and the like.

상기 1차 전처리부(1)는 바이오 가스 내 수분/황화수소 제거를 담당하고 필요할 경우 압축 시스템까지 포함한다. 본 시스템 전체에서의 바이오 가스는 25~50mm 두께로 보온되고 열선 등으로 최대 50℃까지 가온되는 배관(800)을 통해 공급된다. The primary pretreatment unit 1 takes charge of water / hydrogen sulphide removal in the biogas and includes a compression system if necessary. The biogas in the entire system is supplied through a pipe 800 which is kept at a thickness of 25 to 50 mm and heated up to 50 ° C by a hot wire or the like.

상기 실록산 농도 분석부(1000)는 FTIR, GC-FID, GC-MS 및 열탈착기 등의 방식이 적용된 온라인 분석 시스템으로 가스 샘플링 배관(811~814, 821~823, 831~833)을 통해 실록산 제거시스템의 입력단, 중간단 및 출력단에서의 실록산의 농도를 분석한다.The siloxane concentration analyzing unit 1000 is an online analyzing system to which a system such as FTIR, GC-FID, GC-MS and thermal desorbing system is applied and removes siloxane through gas sampling pipes 811 to 814, 821 to 823, and 831 to 833 Analyze the concentration of siloxane at the input, intermediate, and output stages of the system.

상기 제1 흡착탑 내지 제3 흡착탑(010, 020, 030)은 3단 직렬 구성된다. 즉, 상기 제1 흡착탑(010)에는 야자계 활성탄, 제2 흡착탑(020)에는 석탄계 활성탄 그리고 제3 흡착탑(030)에는 실리카겔이 주입된다. 이때, 주입되는 실리카겔의 경우 상대 습도 10%, 20%, 40%, 60%에 대해 각각 4.0~5.5%, 8.0~11.0%, 16.0~19.0%, 23.0~28.0%의 최소 수분 흡수능을 가져야 한다. 또한, 잔류 수분 함량은 최대 6.5% 이하여야 하고 밀도(bulk)는 최소 720kg/m3 이상이어야 한다.The first to third adsorption towers 010, 020, and 030 are configured in three stages in series. That is, coconut-based activated carbon is injected into the first adsorption tower 010, coal-based activated carbon is injected into the second adsorption tower 020, and silica gel is injected into the third adsorption tower 030. In this case, the injected silica gel should have a minimum water absorption capacity of 4.0 to 5.5%, 8.0 to 11.0%, 16.0 to 19.0%, and 23.0 to 28.0%, respectively, for relative humidity of 10%, 20%, 40% and 60%. In addition, the residual moisture content should not be more than 6.5% and the bulk should be at least 720 kg / m3.

또한, 상기 제1 흡착탑 내지 제3 흡착탑(010, 020, 030)은 쌍으로 구성되어 이중화될 수도 있다. 이때, 각각의 흡착탑은 75~100mm 두께로 보온되고 흡착탑 자체는 열선 등으로 최대 50℃까지 가온된다.In addition, the first to third adsorption towers 010, 020, and 030 may be configured in pairs to be redundant. At this time, each adsorption tower is heated to a thickness of 75 to 100 mm, and the adsorption tower itself is heated to a maximum of 50 ° C by heat rays.

또한, 압력계(111~114)와 안전 밸브(211, 221, 231)는 현장 안전 점검 및 안전 사고 예방에 필수적인 역할을 수행하고, 온도 지시기(501~504) 및 압력 지시기(601~604)는 제1 흡착탑 내지 제3 흡착탑(010, 020, 030)의 입력단, 출력단의 온도 및 압력차를 측정하여 시스템 운전에 필요한 데이터를 통합 PLC부(900)로 제공한다.In addition, the pressure gauges 111 to 114 and the safety valves 211, 221 and 231 play an essential role in the field safety check and safety accident prevention, and the temperature indicators 501 to 504 and the pressure indicators 601 to 604 The temperature and pressure difference of the input and output stages of the first to third adsorption towers to the third adsorption towers 010, 020 and 030 are measured and data necessary for the system operation is provided to the integrated PLC unit 900.

또한, 전동밸브(311~313, 321~323, 331~333)와 솔레노이드 밸브(711~714, 721~723, 731~733)는 제1 흡착탑 내지 제3 흡착탑(010, 020, 030)의 입력단, 출력단의 운전 데이터를 반영한 PLC부(900)의 제어 신호에 따라 동작하여 운전에 투입되는 실록산 제거 흡착탑과 가스 분석을 위한 샘플링 포인트가 최적 구성된다.The electric valves 311 to 313 and 321 to 323 and 331 to 333 and the solenoid valves 711 to 714 and 721 to 723 and 731 to 733 are connected to the input ends of the first to third adsorption towers 010, The siloxane removal adsorption tower which operates according to the control signal of the PLC unit 900 reflecting the operation data of the output stage and the sampling point for gas analysis are optimally configured.

또한, 가스 샘플링 배관(811~814, 821~823, 831~833)은 제1 흡착탑 내지 제3 흡착탑(010, 020, 030)의 입력단, 출력단 및 각 흡착탑의 중간단 2지점에서 구성되며, 측정 정확도 향상을 위해 최대 180℃까지 가열된다.The gas sampling pipes 811 to 814 and 821 to 823 and 831 to 833 are constituted by the input end and the output end of the first to third adsorption towers 010 to 020 and 030 and the intermediate two points of the respective adsorption towers, It is heated up to 180 ° C to improve accuracy.

한편, 유기성 폐기물의 혐기성소화 과정 중에 발생된 바이오 가스(100)는 수분 제거 등의 1차 전처리부(1)의 전처리 공정을 거치게 된다. 이때, 바이오 가스 배관(800)을 통한 바이오 가스의 공급 온도는 20~50℃로 제한하도록 구성 및 제어된다.Meanwhile, the biogas 100 generated during the anaerobic digestion process of the organic waste is subjected to the pretreatment process of the primary pretreatment unit 1 such as water removal. At this time, the supply temperature of the biogas through the biogas pipe 800 is configured and controlled to be limited to 20 to 50 ° C.

상기 실록산 농도 분석부(1000), 가스 샘플링 배관 (811, 843), 솔레노이드 밸브(711, 743)에 의해 본 시스템의 입구 및 최종 출구 농도 측정이 이루어진다. 상기 입구의 실록산 화합물의 농도값이 바이오 가스 이용 발전설비에 영향을 전혀 주지 않을 정도로 낮은 경우(통상적으로 0.1~1mg Si/Nm3 이하), 바이오 가스가 실록산 제거 설비를 통과하지 않도록 바이패스 배관을 구성할 수 있다.The inlet and the final outlet concentration of the present system are measured by the siloxane concentration analyzing unit 1000, the gas sampling pipes 811 and 843, and the solenoid valves 711 and 743. If the concentration of the siloxane compound at the inlet is low enough that it will not affect the biogas-utilizing power plant at all (typically between 0.1 and 1 mg Si / Nm 3 ), bypass piping is used to prevent the biogas from passing through the siloxane removal facility Can be configured.

본 휘발성 유기 실록산 화합물 제거 시스템은 제1 흡착탑 및 제2 흡착탑(010, 020)이 직렬로 운영되고, 제3 흡착탑(030)은 바이패스(030) 되도록 전동밸브(331~332)가 제어된다. 이때, 중간 실록산화합물 농도로는 가스 샘플링 배관(812)과 솔레노이드 밸브(712)를 통해 측정된다. 상기 제1 흡착탑(010)의 출력단의실록산화합물 농도값은 가스 샘플링 배관(813)과 솔레노이드 밸브(714)를 통해 측정된다. 이때, 중간 출구(즉, 중간단)의 실록산 화합물의 농도값이 상기 제1 흡착탑(010)의 입력단의 실록산 화합물의 농도값의 5~10%를 초과할 경우 중간단의 실록산 화합물 농도 측정을 위한 가스 샘플링 배관 및 솔레노이드 밸브는 다음의 가스 샘플링 배관 및 솔레노이드 밸브(813, 713)로 전환된다. 이는 출력단의 실록산 화합물의 농도값이 상기 제1 흡착탑(010)의 입력단의 실록산 화합물의 농도값의 5~10%를 초과할 경우 순차적으로 전환된다. 이때, 전환되는 순서는 811/711 → 812/712 → 813/713 → 814/714 → 821/721 → 822/722 → 823/723 → 831/731 → 832/732 → 833/733으로 순차적으로 진행될 수 있다. 또한, 중간단의 농도 측정 지점이 가스 샘플링 배관(822)과 솔레노이드 밸브(722)로 전환되는 경우 흡착탑 전환 및 흡착제 교체 임박을 지시한다.The volatile organosiloxane compound removal system controls the electric valves 331 to 332 such that the first adsorption tower and the second adsorption tower 010 and 020 are operated in series and the third adsorption tower 030 is bypassed. At this time, the concentration of the intermediate siloxane compound is measured through the gas sampling pipe 812 and the solenoid valve 712. The siloxane compound concentration value at the output end of the first adsorption column 010 is measured through the gas sampling pipe 813 and the solenoid valve 714. At this time, when the concentration value of the siloxane compound at the middle outlet (that is, middle stage) exceeds 5 to 10% of the concentration value of the siloxane compound at the input end of the first adsorption tower 010, The gas sampling piping and the solenoid valves are switched to the following gas sampling piping and solenoid valves 813 and 713. When the concentration value of the siloxane compound at the output end exceeds 5 to 10% of the concentration value of the siloxane compound at the input end of the first adsorption column 010, the concentration is sequentially changed. In this case, the order of switching may be sequentially performed from 811/711? 812/712? 813/713? 814/714? 821/721? 822/722? 823/723? 831/731? 832/732? 833/733 have. Further, when the concentration measuring point at the intermediate stage is switched to the gas sampling pipe 822 and the solenoid valve 722, it indicates the imminent change of the adsorption tower and the replacement of the adsorbent.

상기 제1 흡착탑(010)의 출력단의 실록산 화합물 농도값에서 L2, D3등 가벼운 실록산 화합물이 입구 농도값의 5~10%를 초과하는 경우 무거운 실록산화합물의 흡착에 의해 탈착된 L2, D3 등을 제거하기 위해 전동 밸브(331~332) 상태가 변경되고 제3 흡착탑(030)이 가동된다. 상기 제3 흡착탑(030) 가동과 동시에 제1 흡착탑(010)의 출력단의 농도 측정은 중단되고, 제3 흡착탑(030)의 출력단의 농도값이 가스 샘플링 배관(833)과 솔레노이드 밸브(733)를 통해 측정된다. 또한,L2, D3 등에 대한 제2 흡착탑(020)의 출력단의 농도값이 제2흡착탑(020)의 입력단의 농도값의 5%를초과하는 경우, 흡착탑 운영을 보조 설비로 전환하고 흡착제를 교체한다.If the light siloxane compound such as L2 or D3 exceeds 5 to 10% of the inlet concentration value at the siloxane compound concentration value at the output end of the first adsorption column 010, removal of the L2, D3, etc. desorbed by the adsorption of the heavy siloxane compound The state of the electric valves 331 to 332 is changed and the third adsorption tower 030 is operated. Simultaneously with the operation of the third adsorption tower 030, the concentration measurement of the output stage of the first adsorption tower 010 is stopped and the concentration value of the output stage of the third adsorption tower 030 is switched to the gas sampling pipeline 833 and the solenoid valve 733 Lt; / RTI > When the concentration value of the output stage of the second adsorption tower 020 for L2, D3, etc. exceeds 5% of the concentration value of the input stage of the second adsorption tower 020, the operation of the adsorption tower is switched to an auxiliary facility and the adsorbent is replaced .

또한, 상기 실록산 농도 분석부(1000)는 입력단의 실록산 화합물의 농도값, 각 샘플링 지점별 흡착제 양, 각 지점별 측정 시간을 고려하여 실록산 화합물 제거용 흡착제 예상 교체 시점을 계산할 수 있다. 또한, 상기 실록산 농도 분석부(1000)는 중간 출구 농도값이 최종 출구 농도값보다 낮은 경우 측정 시스템, 샘플링 배관 또는 바이오 가스 배관을 점검하도록 지시한다. 이때, 상기 실록산 농도 분석부(1000)는 입력단의 농도값과 중간단 출구 농도값의 차이가 중간단 출구 농도값과 최종 출구 농도값의 차이보다 작은 경우 샘플링 지점 전환 이상 또는 흡착제 교체 여부 점검을 지시한다.Also, the siloxane concentration analyzing unit 1000 may calculate the predicted replacement point of the adsorbent for siloxane compound removal considering the concentration value of the siloxane compound at the input end, the amount of the adsorbent per each sampling point, and the measurement time at each point. Also, the siloxane concentration analyzing unit 1000 instructs the inspection system, the sampling piping or the biogas piping to be checked when the intermediate outlet concentration value is lower than the final outlet concentration value. At this time, when the difference between the concentration value at the input end and the concentration at the intermediate outlet is smaller than the difference between the intermediate outlet concentration and the final outlet concentration, the siloxane concentration analyzer 1000 instructs the sampling point switching abnormality or the adsorbent replacement check do.

또한, 온도지시기(501~504) 측정값에 따라 제1 흡착탑 내지 제3 흡착탑(010, 020, 030) 각각의 입력단, 출력단의 온도차가 ±5℃이상 되지 않도록 각 배관과 흡착탑의 가온 구성이 제1 PLC 내지 제3 PLC(910, 920, 930)에 의하여 제어된다. 또한, 압력지시기(601~604) 측정값에 의해서 차압이 설계값의 50% 이상이 될 경우 막힘 현상 점검을 지시한다.The temperature of each piping and the adsorption tower is controlled so that the temperature difference between the input and output of each of the first to third adsorption towers (010, 020, 030) is not more than ± 5 ° C according to the measured values of the temperature indicators (501 to 504) 1 PLC to the third PLCs 910, 920, 930. In addition, when the differential pressure reaches 50% or more of the design value due to the measurement values of the pressure indicators 601 to 604, the clogging phenomenon check is instructed.

한편, 표 2는 실제 실험에서 관찰된 저분자량 실록산화합물 탈착 시 후단 유입량 계산 결과이다. 즉, 본 발명이 적용되지 않을 경우 흡착제 설계 수명 도래 전에 상당한 양의 실록산 화합물이 유입되어 후단 설비의 손상을 유발시킨다.On the other hand, Table 2 shows the result of the calculation of the amount of the post-stage inflow when the low molecular weight siloxane compound is desorbed. That is, when the present invention is not applied, a considerable amount of siloxane compound is introduced before the end of the adsorbent design life, causing damage to the downstream equipment.

[표 2][Table 2]

Figure 112014086629640-pat00002
Figure 112014086629640-pat00002

종래 방식으로 실록산 화합물을 제거 설비를 설계하고 간헐적인 가스 분석에 의해 운영할 경우 후단에 사용되는 발전 설비는 종류에 무관하게 큰 손상을 입게 된다. 본 발명에 의해 손상 방지가 될 바이오 가스 발전 설비의 종류 및 단위 용량 당 가격은 표 3(U.S. EPA, 2009, LFG Energy Project Development Handbook, U.S. EPA)과 같다.When the siloxane compound removal equipment is designed and operated by intermittent gas analysis in the conventional manner, the power generation equipment used at the rear end is seriously damaged regardless of the type. The type and price per unit capacity of the biogas power generation facility to be protected by the present invention are the same as those in Table 3 (U.S. EPA, 2009, LFG Energy Project Development Handbook, US EPA).

[표 3][Table 3]

Figure 112014086629640-pat00003
Figure 112014086629640-pat00003

또한, 본 발명의 적용 시 흡착제의 교체 주기 최대한 유지할 수 있다. 저분자량 실록산화합물과 고분자량 실록산화합물이 약 3:7의 농도를 가지는 표 4와 같은 바이오 가스를 처리하는 시스템에 대해 36시간 경과 후 저분자량 실록산 화합물의 탈착에 의해 흡착제의 파과가 일어났다고 가정하자.In addition, when the present invention is applied, the replacement cycle of the adsorbent can be maximized. Assuming that the breakthrough of the adsorbent occurred due to the desorption of the low molecular weight siloxane compound after 36 hours for the system for treating the biogas as shown in Table 4 with the low molecular weight siloxane compound and the high molecular weight siloxane compound having a concentration of about 3: .

[표 4][Table 4]

Figure 112014086629640-pat00004
Figure 112014086629640-pat00004

본 발명을 적용하여 3단 흡착탑을 구성하여 2단의 상시 운영부(즉, 제1 흡착탑 및 제2 흡착탑)와 1단의 가변 운영부(제3 흡착탑)를 흡착제 무게비 7:3으로 구성할 경우, 흡착제의 파과 시간을 계산하면 43.2시간으로 예측되어 20% 이상의 흡착제 교체 주기를 연장시킬 수 있다.When the present invention is applied to construct a three-stage adsorption tower and the two-stage operation unit (i.e., the first adsorption tower and the second adsorption tower) and the first-stage variable operation unit (third adsorption tower) are configured with an adsorbent weight ratio of 7: 3, Is calculated to be 43.2 hours, it is possible to extend the adsorbent replacement period of 20% or more.

또한, 도 5a 내지 5c에 나타난 흡착제별 실록산 흡착 평형 실험 결과에 의하면 대표적인 저분자량 실록산 화합물인 L2에 대한 제거 효율은 흡착제별로 큰 차이를 보인다. 즉, 야자계 활성탄의 평균 제거 효율은 약 96%이나 석탄계 활성탄의 경우 평균 84% 수준이며, 실리카겔의 경우 두 활성탄 대비 동일 무게에 대해 제거율이 20% 이상 낮았다. 따라서, 가변 운영부인 제3 흡착탑에는 야자계 활성탄을 주입할 경우 제거 효율 및 교체 주기를 20% 높게 유지할 수 있다.In addition, according to the adsorption equilibrium experiment results of siloxane adsorbents shown in Figs. 5A to 5C, the removal efficiency for a typical low molecular weight siloxane compound L2 is greatly different according to the adsorbent. That is, the average removal efficiency of the coconut-based activated carbon is about 96%, but the average of the coal-based activated carbon is 84%. In the case of the silica gel, the removal rate is 20% or less with respect to the same weight. Therefore, when the coconut-based activated carbon is injected into the third adsorption column, which is a variable operating unit, the removal efficiency and replacement cycle can be maintained at 20% higher.

한편, 수분은 흡착표면에서 실록산 화합물과 경쟁하기 때문에 포화 상태로 유입되는 바이오 가스에 대해 제1 흡착탑(010)에 흡착제로 실리카겔을 사용할 경우 실록산 제거는 물론 바이오 가스 내 상대 습도를 감소시켜 제2 흡착탑(010)의 석탄계 활성탄의 흡착 성능을 최적으로 유지할 수 있다는 장점을 가진다. 상기 효과는 흡착탑 및 배관을 보온 및 가온하여 전, 후단 온도를 ±5℃로 유지함에 의해서 보다 두드러진다.On the other hand, when the silica gel is used as the adsorbent in the first adsorption tower 010 for the biogas flowing into the saturated state because moisture compete with the siloxane compound at the adsorption surface, the relative humidity in the biogas is reduced as well as siloxane removal, It is possible to optimally maintain the adsorption performance of the coal-based activated carbon of (010). The above effect is more remarkable when the adsorption tower and the piping are kept warm and warmed and the front and rear temperature are maintained at 占 5 占 폚.

또한, 표 1에서 볼 수 있는 바와 같이 테들러백 온도가 낮은 경우 실록산 화합물이 표면에 흡착되어 실제 주입량에 비해 낮은 농도를 가지는 것으로 측정되는 경향을 가진다. 이에 따라 비교적 저분자량 실록 산화합물인 D3와 L3의 경우 실제 주입량 대비 30% 이상 낮은 농도가 검출되었다. 따라서, 본 발명에 휘발성 유기 실록산 화합물 제거 시스템을 적용하여 샘플링 배관을 180℃ 수준으로 가온할 경우 실록산화합물의 측정 정확도를 높게 유지할 수 있다.
As can be seen from Table 1, the siloxane compound adsorbed on the surface tends to be measured to have a lower concentration than the actual dose when the temperature of the thermoset back is low. As a result, relatively low molecular weight siloxane compounds, D3 and L3, were found to have a concentration lower than 30% of the actual dose. Therefore, when the volatile organosiloxane compound removal system is applied to the present invention, the sampling pipe is heated to a temperature of 180 ° C, the measurement accuracy of the siloxane compound can be maintained high.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 휘발성 유기 실록산 화합물 제거 시스템을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기 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.
As described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, but rather may be applied to a system for removing volatile organosiloxane compounds according to the present invention. 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.

1: 1차 전처리부 10: 실록산 제거부
900: PLC부 1000: 실록산 농도 분석부
010, 020, 030: 제1 흡착탑, 제2 흡착탑, 제3 흡착탑
910, 920, 930: 제1 PLC, 제2 PLC, 제3 PLC
1: Primary Pretreatment Part 10: Siloxane Rejection
900: PLC part 1000: Siloxane concentration analyzing part
010, 020, 030: first adsorption tower, second adsorption tower, third adsorption tower
910, 920, 930: the first PLC, the second PLC, the third PLC

Claims (17)

바이오 가스에 포함된 수분 및 황화수소를 제거하는 1차 전처리부;
야자계 활성탄이 주입된 제1 흡착탑, 석탄계 활성탄이 주입된 제2 흡착탑, 실리카겔이 주입된 제3 흡착탑을 포함하고, 제1 흡착탑 내지 제3 흡착탑이 상기 1차 전처리부에 3단 직렬로 연결되어, 상기 1차 전처리부를 통과한 바이오 가스의 실록산 화합물을 제거하는 실록산 제거부; 및
상기 제1 흡착탑 내지 제3 흡착탑의 각각의 입출력단을 통과하는 바이오 가스의 농도를 측정하는 실록산 농도 분석부를 포함하고, 상기 제2 흡착탑과 제3 흡착탑 사이에는 전동 밸브가 구비되되, 상기 전동 밸브는 상기 제1 흡착탑 및 제2 흡착탑 각각의 입력단 및 출력단에서의 실록산 화합물의 농도값에 기초하여 상기 출력단에서의 실록산 화합물 농도값이 기준 농도값이하인 경우에는 상기 제2 흡착탑을 통과한 바이오 가스를 바이패스시키는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기 실록산 화합물 제거 시스템.
A first pretreatment unit for removing moisture and hydrogen sulfide contained in the biogas;
The first adsorption tower to which coconut-based activated carbon is injected, the second adsorption tower to which coal activated carbon is injected, and the third adsorption tower to which silica gel is injected, and the first to third adsorption towers are connected to the first pre- A siloxane removing unit for removing the siloxane compound of the biogas that has passed through the primary pretreatment unit; And
And a siloxane concentration analyzing unit for measuring the concentration of the biogas passing through each of the input and output ends of the first to third adsorption towers, wherein a motorized valve is provided between the second adsorption tower and the third adsorption tower, When the siloxane compound concentration value at the output stage is equal to or lower than the reference concentration value based on the concentration value of the siloxane compound at the input end and the output end of each of the first adsorption tower and the second adsorption tower, the biogas passing through the second adsorption tower is bypassed Wherein the volatile organic siloxane compound removal system comprises:
제1항에 있어서,
상기 1차 전처리부는 배관을 통하여 주입된 바이오 가스를 가열하는 가열 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기 실록산 화합물 제거 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the primary pretreatment unit comprises heating means for heating the biogas injected through the piping.
제2항에 있어서,
상기 배관 내의 바이오 가스의 온도는 20 내지 50 ℃로 제한되는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기 실록산 화합물 제거 시스템.
3. The method of claim 2,
Wherein the temperature of the biogas in the piping is limited to 20 to 50 占 폚.
제1항에 있어서,
상기 실록산 제거부와 상기 실록산 농도 분석부 사이에는 상기 제1 흡착탑 내지 제3 흡착탑의 동작을 제어하는 제1 PLC 내지 제3 PLC를 포함하는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기 실록산 화합물 제거 시스템.
The method according to claim 1,
And a first PLC to a third PLC for controlling operations of the first to third adsorption towers between the siloxane removing unit and the siloxane concentration analyzing unit.
제1항에 있어서,
상기 실록산 제거부는 상기 제1 흡착탑 내지 제3 흡착탑이 각각 쌍으로 구성될 수 있는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기 실록산 화합물 제거 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the siloxane removing unit is configured such that each of the first adsorption tower to the third adsorption tower can be configured as a pair.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제2 흡착탑의 출력단의 실록산 화합물 농도값이 입력단의 실록산 화합물 농도값 대비하여 10% 이상인 경우 상기 제3 흡착탑이 가동되는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기 실록산 화합물 제거 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the third adsorption column is operated when the siloxane compound concentration value at the output end of the second adsorption column is at least 10% of the siloxane compound concentration value at the input end.
제4항에 있어서,
상기 제1 PLC 내지 제3 PLC는 상기 제1 흡착탑 내지 제3 흡착탑이 제1 온도까지 가온되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기 실록산 화합물 제거 시스템.
5. The method of claim 4,
Wherein the first PLC to the third PLC controls the first to third adsorption towers to be heated to a first temperature.
제4항에 있어서,
상기 제1 흡착탑 내지 제3 흡착탑과 제1 PLC 내지 제3 PLC 사이에 가스 샘플링 배관이 구비되고, 상기 제1 PLC 내지 제3 PLC는 상기 샘플링 배관이 제2 온도까지 가온되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기 실록산 화합물 제거 시스템.
5. The method of claim 4,
A gas sampling pipe is provided between the first adsorption tower and the third adsorption tower and between the first PLC and the third PLC, and the first PLC to the third PLC controls the sampling pipe to be heated to a second temperature Volatile organosiloxane compound removal system.
제1항에 있어서,
상기 제1 PLC는 상기 제1 흡착탑의 입력단, 상기 제1 흡착탑의 중간단 두 지점, 상기 제1 흡착탑과 제2 흡착탑의 사이 지점 중 첫번째 중간단의 실록산 화합물의 농도값이 상기 제1흡착탑의 입력단의 실록산 화합물의 농도값의 5% 내지 10%를 초과하는 경우, 두번째 중간단의 실록산 화합물의 농도값을 측정하고, 상기 두번째 중간단의 실록산 화합물의 농도값이 첫번째 중간단의 실록산 화합물의 농도값의 5% 내지 10%를 초과하는 경우, 출력단의 실록산 화합물의 농도값을 측정하고, 상기 출력단의 실록산 화합물의 농도값이 상기 입력단의 실록산 화합물의 농도값의 5% 내지 10%를 초과하는 지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기 실록산 화합물 제거 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the concentration of the siloxane compound at the first middle of the input end of the first adsorption column, the intermediate end of the first adsorption column, and the point between the first adsorption column and the second adsorption column, The concentration of the siloxane compound at the second middle stage is measured, and when the concentration value of the siloxane compound at the second middle stage exceeds the concentration value of the siloxane compound at the first middle stage The concentration value of the siloxane compound at the output end is measured, and if the concentration value of the siloxane compound at the output end exceeds 5% to 10% of the concentration value of the siloxane compound at the input end Wherein the volatile organosiloxane compound removal system comprises:
제10항에 있어서,
상기 제2 PLC는 상기 제2 흡착탑의 중간단 두 지점, 상기 제2 흡착탑과 제3 흡착탑의 사이 지점 중 첫번째 중간단의 실록산 화합물의 농도값이 상기 입력단의 실록산 화합물의 농도값의 5% 내지 10%를 초과하는 경우, 그 다음 두번째 중간단의 실록산 화합물의 농도값을 측정하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기 실록산 화합물 제거 시스템.
11. The method of claim 10,
Wherein the concentration of the siloxane compound at the first middle end of the second PLC is between 5% and 10% of the concentration value of the siloxane compound at the input end of the second intermediate stage of the second adsorption column, %, The concentration of the second intermediate siloxane compound is controlled to be measured.
제1항에 있어서,
상기 실록산 제거부와 실록산 농도 분석부 사이에는 각각 온도 지시기 및 압력 지시기가 구비되고, 상기 온도 지시기 및 압력 지시기는 상기 제1 흡착탑 내지 제3 흡착탑의 입력단 및 출력단의 온도 및 압력차를 측정하여 상기 실록산 농도 분석부로 전송하는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기 실록산 화합물 제거 시스템.
The method according to claim 1,
The temperature indicator and the pressure indicator measure the temperature and the pressure difference between the input and output ends of the first to third adsorption columns to determine the siloxane concentration of the siloxane Wherein the volatile organosiloxane compound removal system comprises a volatile organic siloxane compound removal system.
제1항에 있어서,
상기 실록산 농도 분석부는 상기 제1 흡착탑 내지 제3 흡착탑의 입력단, 중간단 및 출력단에 다수의 샘플링 배관을 통하여 연결되고, 각각의 샘플링 배관으로부터 추출된 바이오 가스의 실록산 화합물 농도값을 분석하는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기 실록산 화합물 제거 시스템.
The method according to claim 1,
The siloxane concentration analyzing unit is connected to the input end, the middle end, and the output end of the first to third adsorption columns through a plurality of sampling pipes, and analyzes the siloxane compound concentration value of the biogas extracted from each sampling pipe Volatile organosiloxane compound removal system.
제4항에 있어서,
상기 제1 PLC 내지 제3 PLC는 상기 제1 흡착탑 내지 제3 흡착탑에서 각각의 입력단과 출력단의 바이오 가스 온도차를 5℃ 이하로 유지되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기 실록산 화합물 제거 시스템.
5. The method of claim 4,
Wherein the first PLC to the third PLC controls the temperature difference of the biogas between the input and output ends of the first to third adsorption towers to be maintained at 5 ° C or less.
제1항에 있어서,
상기 실록산 농도 분석부는 FTIR, GC-MSD, GC-FID 중 어느 하나의 방식을 적용하여 바이오 가스의 농도를 측정 및 분석하는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기 실록산 화합물 제거 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the siloxane concentration analyzer measures and analyzes the concentration of the biogas by applying any one of FTIR, GC-MSD, and GC-FID.
제4항에 있어서,
상기 실록산 농도 분석부는 바이오 가스 내의 CO 농도값을 모니터링하고, 상기 바이오 가스 내의 CO 농도값이 200ppm 이상일 경우 상기 제1 흡착탑 내지 제3 흡착탑 중 어느 하나의 내부 화재 경보를 표시하며, CO 농도값이 500ppm 이상일 경우 상기 제1 PLC 내지 제3 PLC를 통하여 상기 제1 흡착탑 내지 제3 흡착탑의 구동을 정지시키는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기 실록산 화합물 제거 시스템.
5. The method of claim 4,
Wherein the siloxane concentration analyzing unit monitors the CO concentration value in the biogas and displays an internal fire alarm of any one of the first to third adsorption towers when the CO concentration value in the biogas is 200 ppm or more, The driving of the first to third adsorption towers is stopped through the first to third PLCs.
제1항에 있어서,
상기 실록산 농도 분석부는 분석 알고리즘을 이용하여 상기 제1 흡착탑 내지 제3 흡착탑의 중간단에서의 바이오 가스의 성분을 분석하되, 유입된 실록산 화합물의 농도값, 흡착제의 특성, 상기 바이오 가스의 유량 및 포화 시간 데이터를 산출하여 상기 흡착제의 교체 시점을 예측하는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기 실록산 화합물 제거 시스템.
The method according to claim 1,
The siloxane concentration analyzing unit analyzes the components of the biogas at the middle stages of the first to third adsorption towers by using an analysis algorithm, and analyzes the concentration of the introduced siloxane compound, the characteristics of the adsorbent, the flow rate of the biogas, And estimating the time point of replacement of the adsorbent by calculating time data.
KR1020140121076A 2014-09-12 2014-09-12 System for removing volatile organosiloxane compounds KR101603432B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140121076A KR101603432B1 (en) 2014-09-12 2014-09-12 System for removing volatile organosiloxane compounds

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140121076A KR101603432B1 (en) 2014-09-12 2014-09-12 System for removing volatile organosiloxane compounds

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101603432B1 true KR101603432B1 (en) 2016-03-15

Family

ID=55542305

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140121076A KR101603432B1 (en) 2014-09-12 2014-09-12 System for removing volatile organosiloxane compounds

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101603432B1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19980071582A (en) 1997-02-20 1998-10-26 츠치야 히로오 Method and apparatus for removing siloxane contained in silicon compound gas, Method and analyzer for analyzing content of siloxane
JP2005144359A (en) * 2003-11-17 2005-06-09 Mitsubishi Electric Corp Siloxane compound-containing gas refiner
JP2010209036A (en) * 2009-03-12 2010-09-24 Taiyo Nippon Sanso Corp Methane concentration method
KR20110117809A (en) * 2010-04-22 2011-10-28 벽산건설 주식회사 Purification system of high purity biogas for fuel cell and purification method thereof
KR20130012728A (en) 2011-07-26 2013-02-05 비앤이테크(주) Surface modification method for improving absorption power of silica gel and removing method of siloxane and 2-way type removing apparatus of siloxane using the same

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19980071582A (en) 1997-02-20 1998-10-26 츠치야 히로오 Method and apparatus for removing siloxane contained in silicon compound gas, Method and analyzer for analyzing content of siloxane
JP2005144359A (en) * 2003-11-17 2005-06-09 Mitsubishi Electric Corp Siloxane compound-containing gas refiner
JP2010209036A (en) * 2009-03-12 2010-09-24 Taiyo Nippon Sanso Corp Methane concentration method
KR20110117809A (en) * 2010-04-22 2011-10-28 벽산건설 주식회사 Purification system of high purity biogas for fuel cell and purification method thereof
KR20130012728A (en) 2011-07-26 2013-02-05 비앤이테크(주) Surface modification method for improving absorption power of silica gel and removing method of siloxane and 2-way type removing apparatus of siloxane using the same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Mescia et al. MSW landfill biogas desulfurization
Läntelä et al. Landfill gas upgrading with pilot-scale water scrubber: Performance assessment with absorption water recycling
Wheless et al. Siloxanes in landfill and digester gas update
He et al. Carbon molecular sieve membranes for biogas upgrading: Techno-economic feasibility analysis
KR102223988B1 (en) Low Pressure Biogas Sample Takeoff and Conditioning System
McBean Siloxanes in biogases from landfills and wastewater digesters
US20120024150A1 (en) Biogas Conditioning System and Method
CN203396763U (en) Performance evaluation device for mercury removal adsorbent
Kajolinna et al. Efficiency testing of three biogas siloxane removal systems in the presence of D5, D6, limonene and toluene
CA2709722A1 (en) Integrated biogas cleaning a system to remove water, siloxanes, sulfur, oxygen, chlorides, and volatile organic compounds
RU2648062C1 (en) Device of adsorption drying gases
Canevesi et al. Evaluation of simplified pressure swing adsorption cycles for bio-methane production
Baburao et al. Advanced amine process technology operations and results from demonstration facility at EDF Le Havre
CN105413393A (en) Adsorption and desorption bench scale experiment device and use method thereof
RU2640616C2 (en) System and method of greenhouse gas processing
Spiegel et al. Fuel cell operation on landfill gas at Penrose Power Station
Petracchini et al. Vacuum swing adsorption on natural zeolites from tuffs in a prototype plant
Wu et al. Evaluation of mercury sorbents in a lab-scale multiphase flow reactor, a pilot-scale slipstream reactor and full-scale power plant
KR102129231B1 (en) Biogas generation system comprising siloxane removal member and method of removing siloxane using the same
KR101603432B1 (en) System for removing volatile organosiloxane compounds
MX2013003564A (en) System and method for producing carbon dioxide.
Gandiglio Design and operation of an industrial size adsorption-based cleaning system for biogas use in fuel cells
DOWAKI et al. A proposal of a highly-efficient purification system for hydrogen production to achieve a lower LCCO2 level
Dehjalali et al. A design procedure for the assessment of carbon capturing and utilization of flue gas from power plant using experimental data
Papadias et al. Fuel quality issues in stationary fuel cell systems.

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190219

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200220

Year of fee payment: 5