KR101694321B1 - 바이오가스 탈황 장치 - Google Patents

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Abstract

반응기 내에서 혐기 발효에 의해 생성된 바이오가스의 기포를 분해하여 탈황 기능을 향상시키는 바이오가스 탈황 장치에 관한 것으로, 황(S) 함유 바이오가스를 저장하는 바이오가스 저장탱크, 상기 바이오가스 저장탱크에서 공급된 황 함유 바이오가스를 반응시켜 탈황된 바이오가스를 생성하는 반응기, 상기 반응기에서 바이오가스와 반응한 황화수소 나트륨(NaHS) 또는 황화철(FeS)을 분리하는 분리기를 포함하는 구성을 마련하여, 바이오가스 살포용 링에서 배출된 기포를 분해하여 기체 움직임을 증가시켜 바이오가스와 반응액의 반응을 촉진할 수 있다.

Description

바이오가스 탈황 장치{Biogas desulfurization apparatus}
본 발명은 바이오가스 탈황 장치에 관한 것으로, 특히 반응기 내에서 혐기 발효에 의해 생성된 바이오가스의 기포를 분해하여 탈황 기능을 향상시키는 바이오가스 탈황 장치에 관한 것이다.
산업이 고도화되고 인간생활이 윤택해지면서 가축분뇨와 음식물 폐기물과 같은 고농도 유기성 폐기물의 처리문제가 심각하게 대두되고 있고, 이러한 처리를 위해 협기 발효를 통한 에너지원의 확보를 실행하고 있다.
혐기 발효에 의한 메탄가스 생산기술은 이미 유럽, 일본 등지에서는 정착 보급된 기술로서, 고농도 유기성폐기물(가축분뇨, 음식물 쓰레기, 농업부산물 등)의 처리라는 환경적 기능뿐만 아니라 바이오가스 등의 대체 에너지 생산 기능 및 발효된 유기성 폐기물의 농지환원을 통한 자연 순환적 기능을 동시에 달성할 수 있는 기술이다.
상기 바이오가스는 메탄 함유량이 높아 훌륭한 에너지원이 될 수 있다. 따라서 적정한 수준의 개질 과정만 거치면 바이오가스는 천연가스를 사용하고 있는 모든 수요처에서 사용이 가능하다. 예를 들어 바이오가스는 가온 및 난방, 발전의 연료로 사용하거나 정제를 통해 도시가스, 차량용 연료로 사용이 가능하다.
그러나, 혐기성 소화조 내의 폐수에서 발생되는 바이오가스의 황화수소(H2S)는 유황 및 황산염을 환원하는 황환원세균에 의해 생성되는 바, 상기 황화수소가 인체에 노출될 경우에는 생명에 치명적인 영향을 끼칠 뿐만 아니라 열병합 발전 등의 바이오가스 활용 과정에 있어서 아황산가스 및 황산으로 변환되어 보일러, 엔진 실린더 및 배기관을 부식시키는 등 설비에 악영향을 끼치게 된다.
이러한 문제를 해결하기 위한 기술의 일 예가 하기 특허 문헌 등에 개시되어 있다.
예를 들어, 하기 특허문헌 1에는 도 1에 도시된 바와 같이, 바이오가스 생산장치로부터 이송된 암모니아 및 황화수소를 포함하는 바이오가스가 공급되는 산기관(2), 상기 산기관(2)으로부터 공급되는 바이오가스 중 암모니아와 황화수소가 용해되는 물과 하부에 상기 암모니아와 황화수소가 용해된 물이 수위 및 가스압력에 의해 배출되는 배수관(3), 상부에 암모니아 및 황화수소가 제거된 물이 유입되는 유입관(4) 및 상기 암모니아 및 황화수소가 제거된 바이오가스를 배출하는 배기관(5)을 포함하여 구성되는 폐쇄형 탱크와 상부에 상기 폐쇄형 탱크 하부로부터의 배수된 물이 유입되는 입수관, 상기 입수관(6)에 연결되어 지지되는 수위 조절용 볼탑(7), 수위를 감지하는 레벨센서(8), 외부 공기가 공급되는 산기관(10), 암모니아 및 황화수소가 제거된 물을 배수하는 하부 배수관(11), 상기 배수관(11)과 연결되되, 상기 레벨센서의 수위감지 정보에 따라 온(on)/오프(off)되는 배수펌프(12)를 구비한 암모니아 및 황화수소 제거장치에 대해 개시되어 있다.
또 하기 특허문헌 2에는 소화조 내에서 발생되는 바이오가스를 소화조 상측으로 유출하는 유출구와 탈황된 바이오가스를 외부로 배출하는 배출구를 구비하는 덮개가 소화조의 상부를 덮게 되고, 상기 덮개의 상부에서 바이오가스를 포집하는 가스포가 상기 덮개의 상부를 덮게 되고, 공기를 상기 덮개와 가스포 사이의 공간으로 분사하는 공기주입구가 상기 덮개의 유출구 측에 설치되고, 상기 공기주입구에 외부의 공기를 동력 이송하는 블로어가 상기 공기주입구와 연결되어 상기 소화조의 외측에 설치되어 상기 블로어에 의해 공급되는 외부의 공기와 소화조에서 발생되는 바이오가스가 상기 덮개와 가스포 사이의 공간에서 반응하며, 외부의 공기에 의해 탈황 처리된 소화조 내의 소화액이 포기조 내로 이송됨과 아울러 상기 포기조에 구비된 포기구가 포기조 내의 소화액을 외부의 공기로 포기하고, 외부의 공기로 포기된 포기구 내의 소화액을 별도로 구비된 탈황액생산조로 이송됨과 아울러 상기 배출구 측에 가스블로어가 설치되어, 상기 배출구에서 나오는 바이오가스가 가스블로어의 가스노즐을 통하여 상기 탈황액생산조 내의 소화액으로 공급되는 혐기성 소화처리용 탈황장치에 대해 개시되어 있다.
또 하기 특허문헌 3에는 바이오리엑터 내부에서 발효된 유기성 폐기물로부터 발생된 바이오가스를 호기성 황산화균(Beggiatoa, Thiothrix)이 분포된 가스돔을 통과시키면서 산소를 주입하여 황화수소로부터 탈황시킴과 아울러, 바이오리엑터내부로 자연광을 조사하여 바이오리엑터내부의 발효물속에 포함되어 있는 혐·호기성 광합성세균(Chromaticeae, chlorobiaceae)들에 의해 황화수소(H2S)를 S(황)으로 산화하여 CO2(이산화탄소)를 환원시키는 탈황공정과, 상기 탈황공정을 거쳐 탈황된 바이오가스를 물(H2O)에 통과시켜 황산화물을 침전시키는 세척공정으로 구성되는 유기성 폐기물의 혐기성 소화시 생산되는 바이오가스의 탈황 세척방법에 대해 개시되어 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-0948334호(2010.03.11 등록) 대한민국 등록특허공보 제10-1386946호(2014.04.14 등록) 대한민국 공개특허공보 제2004-0026552호(2004.03.31 공개)
그러나, 상술한 바와 같은 종래의 기술에서는 탈황을 위한 별도의 미생물이나 화공약품 등을 이용하여 탈황액을 제조해야하므로, 제조 비용이 증가한다는 문제가 있었다.
또한 필터를 장착한 탈황장치에서는 탈황을 위한 필터의 단수를 증가시키고, 처리된 필터를 제거 또는 세척 등의 문제로 인하여 장치의 운영비가 증가한다는 문제도 있었다.
또 상기와 같은 종래의 기술에서는 반응 용기에서 기포만 발생시켜 화학 작용에 의해 탈황 작업을 실행하므로, 반응 시간이 길어진다는 문제도 있었다.
본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 혐기 발효에 의해 생성된 바이오가스에서 황화 수소를 고속으로 제거할 수 있는 바이오가스 탈황 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 바이오가스의 기포 발생을 촉진하고 발생한 기포를 분해야여 기체의 움직임을 증가시키는 바이오가스 탈황 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 바이오가스 탈황 장치는 황(S) 함유 바이오가스를 저장하는 바이오가스 저장탱크, 상기 바이오가스 저장탱크에서 공급된 황 함유 바이오가스를 반응시켜 탈황된 바이오가스를 생성하는 반응기, 상기 반응기에서 바이오가스와 반응한 황화수소 나트륨(NaHS) 또는 황화철(FeS)을 분리하는 분리기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 바이오가스 탈황 장치에 있어서, 상기 바이오가스 저장 탱크와 상기 반응기 내로 연결된 바이오가스 공급관을 더 포함하고, 상기 반응기 내의 바이오가스 공급관의 단부에는 다수의 배출 구멍이 마련된 바이오가스 살포용 링이 장착된 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 바이오가스 탈황 장치에 있어서, 상기 바이오가스 살포용 링의 상부에 장착되어 상기 바이오가스 살포용 링에서 공급되는 바이오 기포를 분해하는 임펠러(impeller)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 바이오가스 탈황 장치에 있어서, 상기 임펠러는 프로펠러 형 또는 평판형 임펠러인 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 바이오가스 탈황 장치에 있어서, 상기 임펠러에 회전력을 전달하는 모터, 상기 임펠러의 속도를 제어하는 감속기, 상기 감속기와 상기 임펠러에 결합된 축을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 바이오가스 탈황 장치에 있어서, 상기 바이오가스 살포용 링은 다중 링으로 형성된 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 바이오가스 탈황 장치에 있어서, 상기 반응기의 상부에 장착된 탈황 가스 배출관 및 상기 배출관에 연결되어 탈황된 바이오가스를 저장하는 탈황 가스 저장탱크를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 바이오가스 탈황 장치에 있어서, 상기 분리기와 상기 반응기는 상기 반응기의 하부에 연결된 반응물 배출관과 상기 반응기의 상부에 연결된 반응액 공급관에 의해 연결되고, 상기 분리기는 상기 반응물 배출관을 통해 상기 반응기의 하부에 침전되어 물(H2O)에 녹아있는 황화수소 나트륨(NaHS)을 공급받아 분리하고, 상기 분리기에서 분리된 물은 상기 반응액 공급관을 통해 상기 반응기로 공급되는 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 바이오가스 탈황 장치에 있어서, 상기 반응액 공급관에는 상기 반응기에서 황(S) 함유 바이오가스와 반응하는 반응액이 공급되는 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 바이오가스 탈황 장치에 있어서, 상기 황(S) 함유 바이오가스는 황화 수소(H2S)이고, 상기 반응액은 산소, 이산화탄소, 수산화나트륨 중의 어느 하나 또는 그 혼합물, 또는 황산철(Fe(SO4)) 수용액을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 바이오가스 탈황 장치에 있어서, 상기 반응기 내의 반응액의 수위 및 Ph를 감지하는 감지 부재 및 상기 감지 부재의 감지 상태에 따라 물 또는 반응액을 공급하도록 제어하는 제어 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 바이오가스 탈황 장치에 의하면, 반응기 내에 임펠러를 마련하는 것에 의해 바이오가스 살포용 링에서 배출된 기포를 분해하여 기체 움직임을 증가시켜 바이오가스와 반응액의 반응을 촉진할 수 있다는 효과가 얻어진다.
또, 본 발명에 따른 바이오가스 탈황 장치에 의하면, 바이오가스와 반응액의 반응이 촉진되므로 탈황 장치를 소형화할 수 있다는 효과도 얻어진다.
또, 본 발명에 따른 바이오가스 탈황 장치에 의하면, 바이오가스와 반응액의 반응이 촉진되므로, 탈황된 바이오가스의 생성 및 황화수소 나트륨(NaHS)의 수득을 을 용이하게 실행할 수 있다는 효과도 얻어진다.
또, 본 발명에 따른 바이오가스 탈황 장치에 의하면, 바이오가스와 반응액의 반응이 촉진되므로 탈황을 위한 약품의 사용량을 저감할 수 있다는 효과도 얻어진다.
또, 본 발명에 따른 바이오가스 탈황 장치에 의하면, 반응기 내의 반응액의 수위 및 Ph를 감지하는 감지 부재 및 상기 감지 부재의 감지 상태에 따라 물 또는 반응액을 공급하도록 제어하는 제어 부재를 마련하는 것에 의해 탈황 장치를 자동화할 수 있다는 효과도 얻어진다.
도 1은 종래의 암모니아 및 황화수소 제거장치의 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 바이오가스 탈황 장치의 일 예의 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 바이오가스 탈황 장치의 다른 예의 구성도
도 4는 도 2 및 도 3에 도시된 임펠러의 일 예를 나타내는 사시도,
도 5는 도 2 및 도 3에 도시된 임펠러의 다른 예를 나타내는 사시도.
본 발명의 상기 및 그 밖의 목적과 새로운 특징은 본 명세서의 기술 및 첨부 도면에 의해 더욱 명확하게 될 것이다.
본 발명은 반응기 내에서 혐기 발효에 의해 생성된 바이오가스의 기포를 분해하여 황화 수소 나트륨(sodium hydrogen sulfide ; NaHS)을 수득하는 탈황 장치를 마련하는 것이다.
황화 수소 나트륨은 나트륨, 황, 수소로 이루어진 화합물로서, 수황화 나트륨이라고도 하며, 분자식은 NaHS이다. 이러한 황화 수소 나트륨은 무수 상태일 경우 백색의 조해성을 가진 분말로 존재하고, 무수상태에서는 공기 중에서 산화하여 황색으로 변하고, 물과 에탄올에 잘 녹는다.
본 발명에서는 하기 반응식 1과 같이, 수산화 나트륨 수용액과 황화 수소를 반응시키면서 용액을 농축시키면 황화 수소 나트륨의 이수화물을 얻을 수 있다. 이수화물을 건조시키면 무수 상태의 황화 수소 나트륨을 얻을 수 있다.
[반응식 1]
H2S + NaOH → NaHS + H2O
본 발명에 따라 수득된 황화 수소 나트륨(NaHS)은 펄프, 제지 산업 등에서 리그님 제거제, 광산에서의 선광 용제, 화학 약품의 제조 공정에서의 원료, 가죽 제혁제 등에 사용된다.
또한 본 발명에서는 하기 반응식 2 및 3과 같이, 황산철(Fe(SO4)) 수용액과 황화 수소(H2S)를 반응시키면서 용액을 농축시키면 황화철(FeS)을 얻을 수 있다.
[반응식 2]
Fe2(SO4)3 + 3H2S ↔ Fe2S3(S) + 3H2SO4
[반응식 3]
Fe(SO4) + H2S ↔ FeS(S) + H2SO4
황화철(iron sulfide : FeS)은 황과 철의 화합물로서, 황화 제일철과 황화 제이철, 이황화철 등이 있으며, 이와 같은 황화철은 리튬 2차 전지의 전극재료의 활물질 등으로 사용된다.
이하, 본 발명의 구성을 도면에 따라서 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 바이오가스 탈황 장치의 일 예의 구성도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 바이오가스 탈황 장치는 황(S) 함유 바이오가스를 저장하는 바이오가스 저장탱크(110), 상기 바이오가스 저장탱크(110)에서 공급된 황 함유 바이오가스를 반응시켜 탈황된 바이오가스를 생성하는 반응기(120), 상기 반응기에서 바이오가스와 반응한 황화수소 나트륨(NaHS) 또는 황화철(FeS)을 분리하는 분리기(130), 탈황된 바이오가스를 저장하는 탈황 가스 저장탱크(140), 상기 반응기(120)에 반응액을 공급하기 위해 반응액을 저장하는 반응액 저장탱크(150)를 포함한다.
상기 바이오가스 저장탱크(110)는 예를 들어 가축분뇨, 음식물 쓰레기, 농업부산물 등의 혐기 발효에 의해 생성된 바이오가스를 저장하는 용기이다.
상기 바이오가스 저장탱크는 바이오가스 공급관(111)을 통해 반응기(120)와 연결되고, 상기 반응기(120) 내의 바이오가스 공급관(111)의 단부에는 도 2에 도시된 바와 같이, 다수의 배출 구멍이 마련된 바이오가스 살포용 링(112)이 장착된다.
상기 바이오가스 살포용 링(112)은 도 2에 도시된 바와 같은 특정 형상에 한정되는 것은 아니고, 바이오가스의 기포 발생을 실행할 수 있는 구성을 만족하면 충분하다. 또한 상기 바이오가스 살포용 링(112)에 마련된 배출 구멍의 개수도 한정되는 것은 아니고 반응기(120)의 크기 및 반응액의 조건 등에 따라 가감 가능하다.
상기 반응기(120) 내에는 도 2에 도시된 바와 같이, 바이오가스 살포용 링(112)의 상부에 장착되어 상기 바이오가스 살포용 링(112)에서 공급되는 바이오 기포를 분해하는 임펠러(impeller, 121)가 마련된다. 상기 바이오가스 살포용 링(112)과 임펠러(121) 사이의 간격은 배출 구멍의 개수에 대응하여 마련되므로 특정 간격에 한정되는 것은 아니며, 상기 임펠러(121)의 크기는 상기 바이오가스 살포용 링(112)의 외경에 대응하는 크기로 마련하는 것이 바람직하다. 이와 같이 임펠러(121)의 외경을 바이오가스 살포용 링(112)의 외경에 대응하여 마련하는 것에 의해 바이오가스 살포용 링(112)의 배출 구멍에서 배출되는 기포를 분해하고, 기포(기체)의 움직임을 증가시켜 반응기(120) 내에서의 반응을 촉진시킬 수 있다.
상기 임펠러(121)에 회전력을 전달하기 위해 상기 반응기(120)의 외부에는 모터(122) 및 상기 임펠러의 속도를 제어하는 감속기(123)가 마련되고, 상기 감속기(123)와 상기 임펠러(121)는 축(124)에 의해 결합된다. 상기 감속기(123)는 상기 반응기(120)에서 회전하는 임펠러(121)의 회전력을 반응기(120) 내의 반응액과 바이오가스 살포용 링(112)의 배출 구멍에서 배출되는 기포에 대응하여 제어된다. 이와 같은 감속기(123)의 감속 상태는 미리 설정된 조건에 따라 자동으로 제어하는 것이 바람직하다.
이와 같은 감속기(123)의 제어는 상기 반응기(120) 내의 반응액의 수위 및 Ph를 감지하는 감지 부재 및 상기 감지 부재의 감지 상태에 따라 물 또는 반응액을 공급하도록 제어하는 제어 부재(미도시)의 제어에 연동하여 실행될 수 있다.
상기 분리기(130)는 상기 반응기(120)의 하부에 연결된 반응물 배출관(131)과 상기 반응기(120)의 상부에 연결된 반응액 공급관(132)에 의해 반응기(120)과 연결되고, 상기 반응물 배출관(131)을 통해 상기 반응기(120)의 하부에 침전되어 물(H2O)에 녹아있는 황화수소 나트륨(NaHS)을 공급받아 분리하고, 상기 분리기(130)에서 분리된 물은 상기 반응액 공급관(132)을 통해 상기 반응기(120)로 순환되도록 공급된다.
상기 황화수소 나트륨(NaHS)은 상기 반응기(120) 내의 반응액보다 비중이 높아서 반응기(120)의 하부에 침전되므로, 반응물 배출관(131)은 바이오가스 살포용 링(112)에서 공급되는 기포의 영향을 받지 않도록 바이오가스 살포용 링(112)의 하부에 마련되는 것이 바람직하다.
또한 상기 분리기(130)가 상기 반응기(120)의 하부 부분에 마련되므로, 분리기(130)에서 분리된 물을 상기 반응기(120)의 상부로 공급하기 위해 상기 반응액 공급관(132)의 부분에는 도 2에 도시된 바와 같이 순환 펌프(133)가 장착된다.
또 상기 반응액 공급관(132)에는 상기 반응기(120)에서 황(S) 함유 바이오가스와 반응하는 반응액이 저장된 반응액 저장탱크(150)에 연결된 반응액 연결관(151)이 마련된다.
본 발명에 적용되는 상기 황(S) 함유 바이오가스는 황화 수소(H2S)이고, 상기 반응액은 산소, 이산화탄소, 수산화나트륨 중의 어느 하나 또는 그 혼합물, 또는 황산철(Fe(SO4)) 수용액을 포함하는 것을 사용할 수 있다. 그러나, 상기 반응액은 상술한 종류에 한정되는 것은 아니고, 황(S) 함유 바이오가스와 반응을 하여 황화 수소를 제거할 수 있는 것이면 좋다.
예를 들어 본 발명에 따른 바이오가스 탈황 장치에서 수산화나트륨을 반응액으로 사용하는 경우, 상기 반응식 1과 같이 작용하여 분리기(130)에서 황화 수소 나트륨(NaHS)을 수득할 수 있다.
또 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 반응식 2 및 3과 같이 작용하여 분리기(130)에서 황화철(FeS)을 수득할 수 있다.
또한 상기 반응기(120) 내에서 탈황된 바이오가스, 예를 들어 메탄 또는 이산화탄소 등은 반응기(120)의 상부에 장착된 탈황 가스 배출관(141)을 통해 탈황된 바이오가스를 저장하는 탈황 가스 저장탱크(41)에 저장된다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 바이오가스 탈황 장치는 먼저 반응기(120) 내에 물과 반응액 저장탱크(50)에서 공급된 반응액이 일정 수위까지 채워진 후, 바이오가스 저장탱크(110)에서 바이오가스 공급관(111)과 바이오가스 살포용 링(112)의 배출 구멍을 통해 황(S) 함유 바이오가스인 H2S가 기포로 배출된다.
상기 바이오가스 살포용 링(112)의 배출 구멍을 통해 배출되는 기포는 임펠러의 회전에 의해 보다 작은 기포로 분해되고, 이와 같이 작아진 기포는 기체 움직임이 증가되어 반응액과의 반응이 촉진되어 탈황된 바이오가스의 생성이 고속으로 실현된다. 이와 같이 고속으로 실현할 수 있으므로, 종래의 탈황 장치에 비해 소형으로 제작을 하여도 충분한 효율을 달성할 수 있다.
또한 상기 반응식 1과 같이, 반응기(120)에서 반응된 황화 수소 나트륨(NaHS)은 물 또는 수산화나트륨에 비해 비중이 높으므로, 반응기(120)의 하부에 침전되고, 반응물 배출관(131)을 통해 물과 함께 분리기(130)에 공급된다. 분리기(130)에서는 물과 황화 수소 나트륨(NaHS)을 분리하고, 물은 상기 순환 펌프(133)에 의해 반응기(120)로 공급되고, 분리된 황화 수소 나트륨(NaHS)은 별도의 보관 용기에 저장된다.
다음에 도 3 내지 도 5에 따라 본 발명에 적용되는 바이오가스 탈황 장치의 다른 예를 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 바이오가스 탈황 장치의 다른 예의 구성도이고, 도 4는 도 2 및 도 3에 도시된 임펠러의 일 예를 나타내는 사시도 이며, 도 5는 도 2 및 도 3에 도시된 임펠러의 다른 예를 나타내는 사시도이다.
또한 도 3의 구성에서는 도 2에 도시된 바이오가스 살포용 링(112)을 다중 링으로 형성한 것 이외의 구성은 도 2의 구조와 동일하므로 반복적인 설명은 생략한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 바이오가스 살포용 링(112)을 다중 링으로 형성하는 경우, 상기 감속기(123)의 속도를 증가시켜 작동하는 것이 바람직하다.
도 3과 같은 구조를 채택하는 곳에 의해 반응기(120) 내에서의 반응을 더욱 촉진할 수 있다.
또한 본 발명에서는 도 2에 도시된 임펠러(121)는 도 4에 도시된 바와 같이, 바이오가스 살포용 링(112)의 둘레에 마련된 배출 구멍에 대응하여 블레이드가 마련된 평판형 임펠러인 루쉬톤 임펠러(Rushton impeller)를 사용하는 것이 바람직하다.
그러나 이에 한정되는 것은 아니고, 도 3에 도시된 바와 같이 바이오가스 살포용 링(112)이 다중으로 마련되는 경우, 도 5에 도시된 바와 같이 프로펠러 형 임펠러를 적용할 수 있다.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.
본 발명에 따른 바이오가스 탈황 장치를 사용하는 것에 의해 바이오가스와 반응액의 반응을 촉진할 수 있다.
110 : 바이오가스 저장탱크
120 : 반응기
130 : 분리기
140 : 탈황 가스 저장탱크
150 : 반응액 저장탱크

Claims (11)

  1. 황(S) 함유 바이오가스를 저장하는 바이오가스 저장탱크,
    상기 바이오가스 저장탱크에서 공급된 황 함유 바이오가스를 반응시켜 탈황된 바이오가스를 생성하는 반응기,
    상기 반응기에서 바이오가스와 반응한 황화수소 나트륨(NaHS) 또는 황화철(FeS)을 분리하는 분리기를 포함하고,
    상기 분리기와 상기 반응기는 상기 반응기의 하부에 연결된 반응물 배출관과 상기 반응기의 상부에 연결된 반응액 공급관에 의해 연결되고,
    상기 분리기는 상기 반응물 배출관을 통해 상기 반응기의 하부에 침전되어 물(H2O)에 녹아있는 황화수소 나트륨(NaHS)을 공급받아 분리하고, 상기 분리기에서 분리된 물은 상기 반응액 공급관을 통해 상기 반응기로 공급되는 것을 특징으로 하는 바이오가스 탈황 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 바이오가스 저장 탱크와 상기 반응기 내로 연결된 바이오가스 공급관을 더 포함하고,
    상기 반응기 내의 바이오가스 공급관의 단부에는 다수의 배출 구멍이 마련된 바이오가스 살포용 링이 장착된 것을 특징으로 하는 바이오가스 탈황 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 바이오가스 살포용 링의 상부에 장착되어 상기 바이오가스 살포용 링에서 공급되는 바이오 기포를 분해하는 임펠러(impeller)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오가스 탈황 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 임펠러는 프로펠러 형 또는 평판형 임펠러인 것을 특징으로 하는 바이오가스 탈황 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 임펠러에 회전력을 전달하는 모터, 상기 임펠러의 속도를 제어하는 감속기, 상기 감속기와 상기 임펠러에 결합된 축을 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오가스 탈황 장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 바이오가스 살포용 링은 다중 링으로 형성된 것을 특징으로 하는 바이오가스 탈황 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 반응기의 상부에 장착된 탈황 가스 배출관 및 상기 배출관에 연결되어 탈황된 바이오가스를 저장하는 탈황 가스 저장탱크를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오가스 탈황 장치.
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 반응액 공급관에는 상기 반응기에서 황(S) 함유 바이오가스와 반응하는 반응액이 공급되는 것을 특징으로 하는 바이오가스 탈황 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 황(S) 함유 바이오가스는 황화 수소(H2S)이고, 상기 반응액은 산소, 이산화탄소, 수산화나트륨 중의 어느 하나 또는 그 혼합물, 또는 황산철(Fe(SO4)) 수용액을 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오가스 탈황 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 반응기 내의 반응액의 수위 및 Ph를 감지하는 감지 부재 및 상기 감지 부재의 감지 상태에 따라 물 또는 반응액을 공급하도록 제어하는 제어 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오가스 탈황 장치.
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