KR101717855B1 - Reformer system of underwater moving body and the managing method thereof - Google Patents

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Abstract

이산화탄소 고체화 처리가 가능한 수중운동체의 개질기 시스템의 운용방법에 관하여 개시한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 수중운동체 내에서 탄화수소 또는 알코올 연료를 공급받아 수소를 발생시키는 연료 개질기와, 상기 연료 개질기로부터 발생된 수소를 정제하여 연료전지에 공급하는 수소정제기와, 상기 수소정제기에 남은 이산화탄소를 공급받아 고체의 금속 탄산염을 생성하는 반응기를 포함하는 이산화탄소 고체화 처리가 가능한 수중운동체의 개질기 시스템을 제공한다.A method of operating a reformer system of an underwater vehicle capable of solidifying carbon dioxide is disclosed.
According to an aspect of the present invention, there is provided a hydrogen purifier comprising: a fuel reformer for generating hydrogen by receiving a hydrocarbon or an alcohol fuel in an underwater vehicle; a hydrogen purifier for purifying hydrogen generated from the fuel reformer and supplying the hydrogen to the fuel cell; The present invention provides a reformer system for an underwater vehicle capable of solidifying carbon dioxide, comprising a reactor for receiving a remaining carbon dioxide to produce a solid metal carbonate.

Description

이산화탄소 고체화 처리가 가능한 수중운동체의 개질기 시스템 및 그 운용방법{REFORMER SYSTEM OF UNDERWATER MOVING BODY AND THE MANAGING METHOD THEREOF}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a reformer system for an underwater vehicle capable of solidifying carbon dioxide, and a method of operating the same. BACKGROUND ART [0002]

본 발명의 실시예는 이산화탄소 고체화 처리가 가능한 수중운동체의 개질기 시스템 및 그 운용방법에 관한 것이다.
An embodiment of the present invention relates to a reformer system for an underwater vehicle capable of solidifying carbon dioxide and a method of operating the same.

수중운동체는 수중을 잠항할 수 있으며, 이를 위해 함내의 전원을 공급받아 동작하는 추진모터 등에 의해 회전력이 발생되고, 이 회전력이 프로펠러까지 전달되어 추진력을 발생시킨다. Underwater vehicles can submerged underwater. For this purpose, a rotating force is generated by a propulsion motor that operates with power supplied from the cabin, and the rotational force is transmitted to the propeller to generate propulsive force.

연료전지는 연료의 산화에 의해 생기는 화학적 에너지를 직접 전기적 에너지로 변환시키는 장치로서, 수소와 같은 기체 반응물질을 외부에서 연속적으로 공급하여 전기의 생성을 도모하고, 반응 후 생성물질은 연속적으로 외부로 배출시킬 수 있다. 즉, 연료전지는 고효율의 무공해 발전장치이다. BACKGROUND ART A fuel cell is a device for directly converting chemical energy generated by oxidation of a fuel into electrical energy. The fuel cell is continuously supplied with a gas reactant such as hydrogen from the outside to generate electricity. Can be discharged. That is, the fuel cell is a high-efficiency, pollution-free power generation device.

이러한 연료전지를 사용하는 수중운동체의 경우, 개질기(Reformer)를 이용하여 수소를 생산하는 방식이 알려져 있는데, 개질기는 화석연료, 예를 들면 탄화수소 혹은 알코올 연료를 수증기 및 산소와 촉매 반응을 통해 수소를 발생하는 장치를 말한다. In the case of an underwater vehicle using such a fuel cell, a method of producing hydrogen using a reformer is known. A reformer is a reformer that converts hydrogen into fossil fuel, for example, a hydrocarbon or an alcohol fuel through a catalytic reaction with steam and oxygen. Refers to a device that occurs.

한편, 연료개질 반응시 부산물로 이산화탄소가 발생된다. 종래의 경우 고압으로 이산화탄소를 저장하거나 또는 고압 상태에서 이산화탄소를 해수에 용해하고 배출하였는데, 그 구성이 복잡하고 운영적인 측면에 효율성이 낮은 단점이 있었다.
On the other hand, carbon dioxide is generated as a by-product in the fuel reforming reaction. Conventionally, carbon dioxide is stored at high pressure or dissolved and discharged in seawater under high pressure. However, the structure is complicated and the efficiency of the operation is low.

잠수함(대한민국 공개특허공보 제10-2009-0101089호)Submarine (Korean Patent Publication No. 10-2009-0101089)

본 발명의 목적은, 연료개질 반응시 부산물로 발생하는 이산화탄소를 광물 탄산화 반응에 의해 고체화 저장할 수 있는 이산화탄소 고체화 처리가 가능한 수중운동체의 개질기 시스템 및 그 운용방법을 제공하는데 있다.
An object of the present invention is to provide a reformer system for an underwater vehicle capable of solidifying and storing carbon dioxide generated as a byproduct during a fuel reforming reaction by a mineral carbonation reaction and a method of operating the same.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제(들)로 제한되지 않으며, 여기서 언급되지 않은 또 다른 과제(들)은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
The problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problem (s), and another problem (s) not mentioned here will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명의 일 측면에 따르면, 수중운동체 내에서 탄화수소 또는 알코올 연료를 공급받아 수소를 발생시키는 연료 개질기; 상기 연료 개질기로부터 발생된 수소를 정제하여 연료전지에 공급하는 수소정제기; 및 상기 수소정제기에 남은 이산화탄소를 공급받아 고체의 금속 탄산염을 생성하는 반응기;를 포함하는 이산화탄소 고체화 처리가 가능한 수중운동체의 개질기 시스템을 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a fuel reforming apparatus comprising: a fuel reformer for generating hydrogen by receiving hydrocarbon or alcohol fuel in an underwater vehicle; A hydrogen purifier for purifying the hydrogen generated from the fuel reformer and supplying the purified hydrogen to the fuel cell; And a reactor for supplying carbon dioxide remaining in the hydrogen purifier to generate a solid metal carbonate. The present invention also provides a reformer system for an underwater vehicle which is capable of solidifying carbon dioxide.

상기 반응기에서 생성된 고체의 금속 탄산염을 저장하는 탄산염 저장소를 포함한다. And a carbonate reservoir for storing the solid metal carbonate produced in the reactor.

상기 반응기에서 생성된 고체의 금속 탄산염은 수중운동체 내에서 금속산화물을 저장하는 금속산화물 저장탱크로 이송되어 보관될 수 있다. The solid metal carbonate generated in the reactor can be transferred to a metal oxide storage tank for storing the metal oxide in the underwater vehicle and stored.

상기 반응기는, 칼슘(Ca) 또는 마그네슘(Mg)계 금속산화물재료를 이산화탄소와 반응시켜 고체의 금속 탄산염을 생성할 수 있다.The reactor can produce a solid metal carbonate by reacting a calcium (Ca) or magnesium (Mg) based metal oxide material with carbon dioxide.

상기 반응기에서 발생된 열은 상기 연료 개질기로 공급되어 연료 및 수증기의 가열에 사용될 수 있다.
The heat generated in the reactor may be supplied to the fuel reformer and used to heat fuel and steam.

한편, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 이산화탄소 고체화 처리가 가능한 수중운동체의 개질기 시스템의 운용방법으로서, (a) 상기 수소정제기에 남은 이산화탄소를 반응기로 공급하는 단계; (b) 상기 반응기에서 상기 공급받은 이산화탄소를 칼슘(Ca) 또는 마그네슘(Mg)계 금속산화물재료와 반응시켜 고체의 금속 탄산염을 생성하는 단계; 및 (c) 상기 반응기에서 생성된 고체의 금속 탄산염을 수중운동체 내에 보관하는 단계;를 포함하는 이산화탄소 고체화 처리가 가능한 수중운동체의 개질기 시스템의 운용방법을 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of operating a reformer system for an underwater vehicle capable of solidifying carbon dioxide, comprising the steps of: (a) supplying carbon dioxide remaining in the hydrogen purifier to a reactor; (b) reacting the supplied carbon dioxide with a calcium (Ca) or magnesium (Mg) based metal oxide material in the reactor to produce a solid metal carbonate; And (c) storing the solid metal carbonate produced in the reactor in an underwater vehicle. The present invention also provides a method of operating a reformer system for an underwater vehicle, which is capable of solidifying carbon dioxide.

상기 (c) 단계에서, 상기 고체의 금속 탄산염은 상기 탄산염 저장소로 이송되어 저장되거나 또는 수중운동체 내에 구비된 금속산화물 저장탱크로 이송되어 저장될 수 있다. In the step (c), the solid metal carbonate may be transported to the carbonate reservoir and stored or transported to the metal oxide storage tank provided in the underwater vehicle.

상기 (b) 단계에서, 상기 반응기에서 발생된 열은 상기 연료 개질기로 공급되어 연료 및 수증기의 가열에 사용될 수 있다.
In the step (b), heat generated in the reactor may be supplied to the fuel reformer to be used for heating fuel and steam.

본 발명에 의하면, 탄화수소 계열 물질을 개질하고 개질가스를 수소정제기를 통해 고순도 수소로 변환시키는 개질기와 수소를 연료로 하는 연료전지가 탑재된 수중운동체에 있어서, 연료개질 반응시 부산물로 발생하는 이산화탄소를 광물 탄산화 반응에 의해 고체화 처리할 수 있다. According to the present invention, in a submerged vehicle equipped with a reformer for reforming a hydrocarbon-based material and converting a reformed gas into hydrogen having a high purity through a hydrogen purifier and a hydrogen-fueled fuel cell, carbon dioxide generated as a by- It can be solidified by mineral carbonation reaction.

또한, 기존과 같이 이산화탄소를 고압으로 압축하여 수중운동체 내에 저장하거나 해수에 녹여 배출하지 않을 수 있으며, 단순히 탄산염 저장소 또는 금속산화물 저장탱크에 보관할 수 있어 운영적인 측면에서 효율성이 향상되는 효과를 가져올 수 있다.
In addition, as in the conventional method, the carbon dioxide can be compressed at a high pressure and stored in an underwater vehicle or dissolved in seawater, and can be stored in a carbonate tank or a metal oxide storage tank, thereby improving the operational efficiency. .

도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이산화탄소 고체화 처리가 가능한 수중운동체의 개질기 시스템의 개념도들이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이산화탄소 고체화 처리가 가능한 수중운동체의 개질기 시스템의 운용방법을 간략히 도시한 순서도이다. 1 and 2 are conceptual diagrams of a reformer system for an underwater vehicle capable of solidifying carbon dioxide according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart briefly showing a method of operating a reformer system for an underwater vehicle capable of solidifying carbon dioxide according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and the manner of achieving them, will be apparent from and elucidated with reference to the embodiments described hereinafter in conjunction with the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. To fully disclose the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.

그리고 본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. The following terms are defined in consideration of the functions in the embodiments of the present invention, which may vary depending on the intention of the user, the intention or the custom of the operator. Therefore, the definition should be based on the contents throughout this specification.

도면에서, 도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이산화탄소 고체화 처리가 가능한 수중운동체의 개질기 시스템의 개념도들이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이산화탄소 고체화 처리가 가능한 수중운동체의 개질기 시스템의 운용방법을 간략히 도시한 순서도이다.
1 and 2 are conceptual diagrams of a reformer system for an underwater vehicle capable of solidifying carbon dioxide according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a schematic view of a reformer system for a carbon dioxide solidification process according to an embodiment of the present invention. Fig. 2 is a flow chart schematically showing an operation method of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 이산화탄소 고체화 처리가 가능한 수중운동체의 개질기 시스템 및 이의 운용 방법에 관하여 구체적으로 살펴보기로 한다. Hereinafter, a reformer system for an underwater vehicle capable of solidifying carbon dioxide according to embodiments of the present invention and a method for operating the same will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이산화탄소 고체화 처리가 가능한 수중운동체의 개질기 시스템을 간략히 도시한 개념도이다. 1 is a conceptual view briefly showing a reformer system for an underwater vehicle capable of solidifying carbon dioxide according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 이산화탄소 고체화 처리가 가능한 수중운동체의 개질기 시스템(100)은, 연료 개질기(130), 수소정제기(140), 반응기(160), 그리고 탄산염 저장소(180)를 포함한다. Referring to FIG. 1, a reformer system 100 for a carbon dioxide solidification process according to an embodiment of the present invention includes a fuel reformer 130, a hydrogen refiner 140, a reactor 160, and a carbonate reservoir 180 ).

연료 개질기(130)는 수중운동체 내에서 화석연료, 예를 들면, 탄화수소 또는 알코올 연료로서 메탄, 메탄올, 에탄올, 가솔린 등을 공급받아 수소를 발생시킨다. 이하의 설명에서는 가솔린은 연료로 사용하는 장치를 바람직한 예로서 설명하기로 한다. 상기 연료 개질기(130)에서 발생시킨 수소는 수소정제기(140)를 거쳐 연료전지(150)에 공급될 수 있다. The fuel reformer 130 generates hydrogen by supplying methane, methanol, ethanol, gasoline, or the like as a fossil fuel, for example, a hydrocarbon or an alcohol fuel in an underwater vehicle. In the following description, gasoline will be described as a preferred example of a device used as a fuel. The hydrogen generated in the fuel reformer 130 may be supplied to the fuel cell 150 through the hydrogen purifier 140.

연료 저장탱크(110)는 상기 연료 개질기(130)에 공급될 연료, 예를 들면 가솔린을 저장한다. 바람직하게는 상기 연료 저장탱크(110)와 상기 연료 개질기(130) 사이를 연결하는 배관에는 상기 연료 저장탱크(110)로부터 연료를 공급시키는 펌프(113)과 적어도 하나의 밸브 등이 구비될 수 있다 그리고 연료 개질기(130)에는 연료와 함께, 산소와 수증기가 공급되는데, 이를 위해 수중운동체 내에는 산소를 저장하는 산소저장탱크(120)가 설치 이용될 수 있다. The fuel storage tank 110 stores fuel to be supplied to the fuel reformer 130, for example, gasoline. Preferably, a pipe connecting the fuel storage tank 110 and the fuel reformer 130 is provided with a pump 113 for supplying fuel from the fuel storage tank 110, at least one valve, and the like In addition, oxygen and water vapor are supplied to the fuel reformer 130 together with the fuel. For this purpose, an oxygen storage tank 120 for storing oxygen may be installed in the underwater vehicle.

수소정제기(140)는 상기 연료 개질기(130)로부터 생성된 수소를 높은 순도의 수소로 정제하여 연료전지(150)로 공급한다. The hydrogen purifier 140 purifies the hydrogen generated from the fuel reformer 130 into high purity hydrogen and supplies the purified hydrogen to the fuel cell 150.

이때, 수소정제기(140)에는 이산화탄소(CO2)가 남게 되며, 이산화탄소는 교체화 처리를 위하여 반응기(160)로 보내어진다. At this time, carbon dioxide (CO 2 ) remains in the hydrogen purifier 140, and the carbon dioxide is sent to the reactor 160 for the replacement treatment.

반응기(160)는 상기 수소정제기(140)에 남은 이산화탄소를 공급받아 고체의 금속 탄산염을 생성하는데, 이를 광물탄산화 반응이라 한다.The reactor 160 receives the remaining carbon dioxide from the hydrogen purifier 140 to generate a solid metal carbonate, which is referred to as a mineral carbonation reaction.

구체적으로 상기 반응기(160)에서 나타나는 광물탄산화 반응에 관하여 살펴보면, 칼슘(Ca) 또는 마그네슘(Mg)계 금속산화물재료, 즉 실리케이트 광물과 이산화탄소를 반응시키면 아래와 같은 반응식 1, 2에 따라 고체의 금속 탄산염이 생성된다. Specifically, when the mineral carbonation reaction occurs in the reactor 160, when a calcium or magnesium (Mg) based metal oxide material, that is, a silicate mineral, is reacted with carbon dioxide, a solid metal carbonate Is generated.

CaO+CO2 -> CaCO3+179kJ/mol (반응식 1)CaO + CO 2 -> CaCO 3 + 179 kJ / mol (Scheme 1)

MgO+CO2 -> MgCO3+118kJ/mol (반응식 2)MgO + CO 2 - > MgCO 3 + 118 kJ / mol (Reaction Scheme 2)

이러한 반응을 통해 생성된 고체의 금속 탄산염(CaCO3 또는 MgCO3)은 별도 구비된 탄산염 저장소(180)로 옮겨져 손쉽게 보관될 수 있다. 또는 수중운동체 내에서 금속산화물을 저장하는 금속산화물 저장탱크(170)로 이송되어 보관될 수 있으며, 이에 한정되지 않는다. The solid metal carbonate (CaCO 3 or MgCO 3 ) produced through this reaction can be easily transferred to the separately provided carbonate reservoir 180. Or stored in a metal oxide storage tank 170 that stores metal oxides in an underwater vehicle, but is not limited thereto.

한편, 도 2를 참조하면, 상기 반응기(160)에서 광물탄산화 반응에 따라 발생된 열, 즉 반응열은 상기 연료 개질기(130)로 공급되어 연료 및 수증기의 가열에 사용될 수 있다. 이로써, 전체 시스템의 효율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다. 2, heat generated in the reactor 160 due to the mineral carbonation reaction, that is, heat of reaction, may be supplied to the fuel reformer 130 and used for heating fuel and steam. Thus, there is an advantage that the efficiency of the entire system can be improved.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이산화탄소 고체화 처리가 가능한 수중운동체의 개질기 시스템의 운용방법을 간략히 도시한 순서도이다. 3 is a flowchart briefly showing a method of operating a reformer system for an underwater vehicle capable of solidifying carbon dioxide according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 이산화탄소 고체화 처리가 가능한 수중운동체의 개질기 시스템의 운용방법은 이산화탄소를 반응기로 공급하는 단계(S110), 광물탄산화 반응단계(S120), 고체의 금속 탄산염을 저장하는 단계(S130)를 포함한다. Referring to FIG. 3, a method of operating a reformer system for an underwater vehicle capable of solidifying carbon dioxide according to an embodiment of the present invention includes a step of supplying carbon dioxide to a reactor (S110), a mineral carbonation step (S120) (S130).

먼저, 수소정제기에 남은 이산화탄소를 반응기로 공급하는 단계(S110)가 수행될 수 있다. First, step (S110) of supplying carbon dioxide remaining in the hydrogen purifier to the reactor may be performed.

다음으로, 반응기에서 공급받은 이산화탄소를 칼슘(Ca) 또는 마그네슘(Mg)계 금속산화물재료와 반응시켜 고체의 금속 탄산염을 생성하는 광물탄산화 반응단계(S120)가 수행될 수 있다. Next, a mineral carbonation step (S120) may be performed in which the carbon dioxide supplied from the reactor is reacted with a calcium (Ca) or magnesium (Mg) based metal oxide material to produce a solid metal carbonate.

그 다음으로, 반응기에서 생성된 고체의 금속 탄산염을 보관하는 단계(S130)가 수행될 수 있다. 이 단계에서, 고체의 금속 탄산염은 별도의 탄산염 저장소로 이송되어 저장될 수 있으며, 이와 달리 금속산화물 저장탱크로 이송되어 저장되어도 무방하다. Next, step S130 of storing the solid metal carbonate produced in the reactor may be performed. At this stage, the solid metal carbonate may be transferred to and stored in a separate carbonate reservoir, or otherwise transferred to and stored in a metal oxide storage tank.

한편, 상기 (b) 단계에서, 반응기에서 발생된 열은 연료 개질기로 공급되어 연료 및 수증기의 가열에 사용될 수 있는데, 이로써 전체 시스템의 효율이 향상되는 효과를 가져올 수 있다.
Meanwhile, in the step (b), the heat generated in the reactor may be supplied to the fuel reformer to be used for heating the fuel and the steam, thereby improving the efficiency of the entire system.

상술한 바와 같이, 본 발명의 구성 및 작용에 따르면, 탄화수소 계열 물질을 개질하고 개질가스를 수소정제기를 통해 고순도 수소로 변환시키는 개질기와 수소를 연료로 하는 연료전지가 탑재된 수중운동체에 있어서, 연료개질 반응시 부산물로 발생하는 이산화탄소를 광물 탄산화 반응에 의해 고체화 처리할 수 있다. As described above, according to the structure and function of the present invention, in a submersible vehicle equipped with a reformer for reforming a hydrocarbon-based material and converting the reformed gas into high purity hydrogen through a hydrogen purifier and a fuel cell using hydrogen as fuel, The carbon dioxide generated as a byproduct during the reforming reaction can be solidified by the mineral carbonation reaction.

또한, 기존과 같이 이산화탄소를 고압으로 압축하여 수중운동체 내에 저장하거나 해수에 녹여 배출하지 않을 수 있으며, 단순히 탄산염 저장소 또는 금속산화물 저장탱크에 보관할 수 있어 운영적인 측면에서 효율성이 향상되는 효과를 가져올 수 있다. In addition, as in the conventional method, the carbon dioxide can be compressed at a high pressure and stored in an underwater vehicle or dissolved in seawater, and can be stored in a carbonate storage tank or a metal oxide storage tank, thereby improving the operational efficiency. .

지금까지 본 발명에 관하여 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였다. The foregoing has been described with reference to preferred embodiments with reference to the present invention.

전술된 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 전술된 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의해 나타내어질 것이다. 그리고 이 특허청구범위의 의미 및 범위는 물론, 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 및 변형 가능한 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
The foregoing embodiments are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive, the scope of the invention being indicated by the appended claims rather than the foregoing description. It is intended that all changes and modifications that come within the meaning and range of equivalency of the claims are to be embraced within their scope.

100: 이산화탄소 고체화 처리가 가능한 수중운동체의 개질기 시스템
110: 연료 저장탱크
120: 산소 저장탱크
130: 연료 개질기
140: 수소정제기
150: 연료전지
160: 반응기
170: 금속산화물 저장탱크
180: 탄산염 저장소100: Reformer system for underwater motors capable of CO2 solidification treatment
110: Fuel storage tank
120: oxygen storage tank
130: Fuel reformer
140: Hydrogen purifier
150: Fuel cell
160: Reactor
170: metal oxide storage tank
180: Carbonate store

Claims (8)

수중운동체 내에서 탄화수소 또는 알코올 연료를 공급받아 수소를 발생시키는 연료 개질기;
상기 연료 개질기로부터 발생된 수소를 정제하여 연료전지에 공급하는 수소정제기;
상기 수소정제기에 남은 이산화탄소를 공급받아 고체의 금속 탄산염을 생성하는 반응기; 및
상기 반응기에서 생성된 고체의 금속 탄산염을 저장하는 탄산염 저장소;를 포함하며,
연료 개질 반응 시 부산물로 발생하는 이산화탄소를 금속 탄산염으로 고체화시켜 보관하며,
상기 반응기에서 생성된 고체의 금속 탄산염은 상기 탄산염 저장소로 이송되어 저장되거나 또는 수중운동체 내에서 금속산화물을 저장하는 금속산화물 저장탱크로 이송되어 보관 가능하며,
상기 반응기는, 칼슘(Ca) 또는 마그네슘(Mg)계 금속산화물재료를 이산화탄소와 반응시켜 고체의 금속 탄산염을 생성하고,
상기 반응기에서 발생된 열은 상기 연료 개질기로 공급되어 연료 및 수증기의 가열에 사용되는 것을 특징으로 하는
이산화탄소 고체화 처리가 가능한 수중운동체의 개질기 시스템.
A fuel reformer for generating hydrogen by receiving a hydrocarbon or an alcohol fuel in an underwater vehicle;
A hydrogen purifier for purifying the hydrogen generated from the fuel reformer and supplying the purified hydrogen to the fuel cell;
A reactor for supplying carbon dioxide remaining in the hydrogen purifier to produce a solid metal carbonate; And
And a carbonate reservoir for storing the solid metal carbonate produced in the reactor,
In the fuel reforming reaction, carbon dioxide generated as a byproduct is solidified by metal carbonate,
The solid metal carbonate produced in the reactor is transported to the carbonate reservoir and stored or stored in a metal oxide storage tank for storing the metal oxide in the underwater vehicle,
The reactor may be formed by reacting a calcium (Ca) or magnesium (Mg) based metal oxide material with carbon dioxide to produce a solid metal carbonate,
And the heat generated in the reactor is supplied to the fuel reformer and used for heating fuel and steam.
A reformer system for underwater vehicles capable of CO2 solidification treatment.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항의 이산화탄소 고체화 처리가 가능한 수중운동체의 개질기 시스템의 운용방법으로서,
(a) 상기 수소정제기에 남은 이산화탄소를 반응기로 공급하는 단계;
(b) 상기 반응기에서 상기 공급받은 이산화탄소를 칼슘(Ca) 또는 마그네슘(Mg)계 금속산화물재료와 반응시켜 고체의 금속 탄산염을 생성하는 단계; 및
(c) 상기 반응기에서 생성된 고체의 금속 탄산염을 수중운동체 내에 보관하는 단계;를 포함하며,
상기 (b) 단계에서, 상기 반응기에서 발생된 열은 상기 연료 개질기로 공급되어 연료 및 수증기의 가열에 사용되고,
상기 (c) 단계에서, 상기 고체의 금속 탄산염은 상기 탄산염 저장소로 이송되어 저장되거나 또는 수중운동체 내에 구비된 금속산화물 저장탱크로 이송되어 저장되는 것을 특징으로 하는
이산화탄소 고체화 처리가 가능한 수중운동체의 개질기 시스템의 운용방법.A method for operating a reformer system of an underwater vehicle capable of solidifying carbon dioxide according to claim 1,
(a) supplying carbon dioxide remaining in the hydrogen purifier to a reactor;
(b) reacting the supplied carbon dioxide with a calcium (Ca) or magnesium (Mg) based metal oxide material in the reactor to produce a solid metal carbonate; And
(c) storing the solid metal carbonate produced in the reactor in an underwater vehicle,
In the step (b), the heat generated in the reactor is supplied to the fuel reformer and used for heating fuel and steam,
In the step (c), the solid metal carbonate is transported to the carbonate reservoir and is stored or transported to a metal oxide storage tank provided in the underwater vehicle.
A method of operating a reformer system of an underwater vehicle capable of solidifying carbon dioxide. 삭제delete 삭제delete
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200138520A (en) * 2019-05-30 2020-12-10 한국조선해양 주식회사 Methanol reforming system, CO2 absorbing tank system, fuel and reaction water storage for fuel cell and marine structure including the same

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001068138A (en) 1999-08-30 2001-03-16 Toyota Autom Loom Works Ltd Hydrogen feeding system for fuel cell, fuel recycle method, movable body for liquid transportation, oil feeding facility and fuel recycle system
JP2002208425A (en) * 2001-01-10 2002-07-26 Rikogaku Shinkokai Fuel reformer for fuel cell
US20070212577A1 (en) 2004-03-31 2007-09-13 Gs Yuasa Corporation Submarine Boat
JP5342001B2 (en) * 2008-08-27 2013-11-13 アライアント・テクシステムズ・インコーポレーテッド Method and system for producing hydrogen and oxygen for power generation and power supply

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2197325A5 (en) * 1972-08-23 1974-03-22 Sogreah
DE102008015150B4 (en) 2008-03-20 2012-03-15 Howaldtswerke-Deutsche Werft Gmbh submarine

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001068138A (en) 1999-08-30 2001-03-16 Toyota Autom Loom Works Ltd Hydrogen feeding system for fuel cell, fuel recycle method, movable body for liquid transportation, oil feeding facility and fuel recycle system
JP2002208425A (en) * 2001-01-10 2002-07-26 Rikogaku Shinkokai Fuel reformer for fuel cell
US20070212577A1 (en) 2004-03-31 2007-09-13 Gs Yuasa Corporation Submarine Boat
JP5342001B2 (en) * 2008-08-27 2013-11-13 アライアント・テクシステムズ・インコーポレーテッド Method and system for producing hydrogen and oxygen for power generation and power supply

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200138520A (en) * 2019-05-30 2020-12-10 한국조선해양 주식회사 Methanol reforming system, CO2 absorbing tank system, fuel and reaction water storage for fuel cell and marine structure including the same
KR102200371B1 (en) * 2019-05-30 2021-01-08 한국조선해양 주식회사 Methanol reforming system, CO2 absorbing tank system, fuel and reaction water storage for fuel cell and marine structure including the same

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