KR101801914B1 - Apparatus for retrieving flare gas - Google Patents

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Abstract

플레어 가스 회수장치가 소개된다.
플레어 가스 회수장치는 플레어 가스를 기체 상태의 원료 가스와 액체 상태의 액상 원료로 분리하는 기액분리기와, 원료 가스에서 불순물을 제거하는 스크러버와, 원료 가스의 압력을 대기압 수준으로 낮추기 위한 레귤레이터와, 원료 가스와 산소 간 전기 화학적 반응으로 전기를 생산하는 연료전지를 포함할 수 있다.A flare gas recovery system is introduced.
The flare gas recovery device includes a gas-liquid separator for separating the flare gas into a gaseous raw material gas and a liquid raw material liquid, a scrubber for removing impurities from the raw material gas, a regulator for lowering the pressure of the raw material gas to an atmospheric pressure level, And a fuel cell that produces electricity by an electrochemical reaction between gas and oxygen.

Description

플레어 가스 회수장치{APPARATUS FOR RETRIEVING FLARE GAS}[0001] APPARATUS FOR RETRIEVING FLARE GAS [0002]

본 발명은 플레어 가스 회수장치에 관한 것이다.The present invention relates to a flare gas recovery apparatus.

일반적으로, 해양 플랫폼, 액화천연가스 운반선 등에는 극저온의 액화천연가스를 저장하기 위한 저장탱크가 형성된다. In general, a storage tank for storing cryogenic liquefied natural gas is formed on a marine platform, a liquefied natural gas carrier, and the like.

저장탱크에는 외부로부터의 열전달과 선체의 운동으로 인해, 많은 양의 증발가스(Boil-off gas, BOG)가 발생하는데, 이 증발가스는 액화천연가스 저장탱크 내부의 압력을 증가시키고, 최악의 경우 저장탱크 자체를 폭발시킬 수 있다. 따라서, 저장탱크의 압력을 적정 압력수준으로 조절해야 한다. In the storage tank, a large amount of boil-off gas (BOG) is generated due to external heat transfer and movement of the hull, which increases the pressure inside the liquefied natural gas storage tank, The storage tank itself can explode. Therefore, the pressure of the storage tank should be adjusted to the appropriate pressure level.

이를 위해, 종래 액화천연가스 운반선의 경우, 액화천연가스 저장탱크에서 발생되는 증발가스를 이중연료 엔진의 연료로 사용하거나, 가스소각기(Gas Combustion Unit, GCU)로 가스를 소각하여 없애는 방법으로 증발가스를 처리한다.For this purpose, in the case of a conventional liquefied natural gas carrier, the evaporation gas generated from the liquefied natural gas storage tank is used as the fuel for the dual fuel engine, or the gas is burned by the gas combustion unit (GCU) .

한편, 부유식 해상 액화천연가스 생산 및 저장설비(LNG FPSO)가 도입되면서 액화천연가스 운반선과 동일한 개념으로, LNG 생산 설비에서 발생하는 폐가스(waste gas) 및 설비 운전 중 돌발 상황에 의한 과도한 가스를 소각하기 위한 목적으로 플레어 시스템(Flare system)이 운용되고 있다.Meanwhile, the floating LNG production and storage facility (LNG FPSO) has been introduced, and the same concept as the LNG carrier has been introduced. As a result, waste gas generated from the LNG production facility and excess gas Flare system is being operated for incineration.

플레어 시스템은 반응기, 용기, 탱크, 안전밸브 등의 누설, 화재, 운전변경, 시설고장 등의 이상(비상)사태로 인하여 위험물질(가연성가스, 인화성물질, 독성물질 등)이 발생했을 때, 발생된 위험물질을 모아서 안전하게 연소시켜 대기 중으로 배출시키기 위한 일체의 설비를 말한다. 이러한 플레어 시스템에서, LNG 탱크에서 발생된 위험물질이 KO(knock-out) 드럼에 유입되면, KO 드럼 내 위험물질은 가스와 액체로 기액 분리되고, 기액 분리된 가스는 연료로 사용되거나, 플레어 스택에서 연소된다.The flare system is generated when a dangerous substance (combustible gas, flammable substance, toxic substance, etc.) occurs due to an abnormal (emergency) situation such as leakage, fire, change of operation or facility failure of reactor, container, Means any facility for collecting and safely burning hazardous substances and discharging them to the atmosphere. In such a flare system, when the dangerous substance generated in the LNG tank flows into the KO (knock-out) drum, the dangerous substance in the KO drum is gas-liquid separated into gas and liquid, .

그런데, 기액 분리된 가스를 연소시키는 경우, 플레어 스택을 통해 오염물질이 대기로 배출되는 바, 오염물질의 배출을 줄이면서, 플레어 가스를 이용하여 에너지를 얻을 수 있는 친환경적인 방안이 요구되고 있다.However, in the case of burning the gas separated by gas, since pollutants are discharged to the atmosphere through the flare stack, there is a demand for an environmentally friendly method of obtaining energy by using flare gas while reducing the emission of pollutants.

특허문헌: 국내 공개특허 10-2010-0104929호 (2015. 09. 29. 공개)Patent Document: Korean Patent Laid-Open No. 10-2010-0104929 (Published May 29, 2015)

본 발명의 실시예들은 연료전지를 이용하여 플레어 가스에서 전기를 생산할 수 있는 플레어 가스 회수장치를 제공하고자 한다.Embodiments of the present invention provide a flare gas recovery apparatus capable of producing electricity from a flare gas using a fuel cell.

본 발명의 일 측면에 따른 플레어 가스 회수장치는, 플레어 가스에서 기체 상태의 원료 가스와 액체 상태의 액상 원료로 분리하는 기액분리기; 상기 원료 가스에서 불순물을 제거하는 스크러버; 상기 원료 가스의 압력을 낮추는 레귤레이터; 및 상기 원료 가스에서 전기를 생산하는 연료전지를 포함할 수 있다.A flare gas recovery apparatus according to one aspect of the present invention includes: a gas-liquid separator for separating a gaseous raw material gas from a flare gas into a liquid raw material in a liquid state; A scrubber for removing impurities from the source gas; A regulator for lowering the pressure of the raw material gas; And a fuel cell that generates electricity in the source gas.

이때, 플레어 가스 회수장치는 불순물이 제거된 상기 원료 가스를 가열하는 히터를 더 포함할 수 있다.At this time, the flare gas recovery device may further include a heater for heating the source gas from which the impurities have been removed.

또한, 상기 히터는 상기 연료전지에서 생산된 전기에 의해 작동될 수 있다.Further, the heater may be operated by electricity generated in the fuel cell.

또한, 플레어 가스 회수장치는 상기 기액분리기에서 기체 상태로 분리된 상기 원료 가스를 가압하는 압축기; 가압된 상기 원료 가스를 냉각시키는 쿨러; 및 냉각된 상기 원료 가스에서 기체 상태의 원료 가스와 액체 상태의 액상 원료를 분리하는 세퍼레이터를 더 포함할 수 있다.Further, the flare gas recovery device includes a compressor for pressurizing the raw material gas separated in the gas phase in the gas-liquid separator; A cooler for cooling the pressurized raw material gas; And a separator for separating the raw material gas in a gaseous state and the liquid raw material in a liquid state from the cooled raw material gas.

또한, 플레어 가스 회수장치는 상기 세퍼레이터에서 분리된 상기 액상 원료에서, 고 탄화수소를 저 탄화수소로 개질하는 개질기를 더 포함할 수 있다.Further, the flare gas recovery apparatus may further include a reformer for reforming the high-hydrocarbon to low hydrocarbon in the liquid raw material separated from the separator.

또한, 플레어 가스 회수장치는 상기 기액분리기에서 분리된 상기 원료 가스에서 무거운 가스와 가벼운 가스를 분리하는 밀도분리유닛을 더 포함할 수 있다.The flare gas recovery apparatus may further include a density separation unit that separates the heavy gas and the light gas from the raw material gas separated from the gas-liquid separator.

또한, 플레어 가스 회수장치는 상기 밀도분리유닛에서 분리된 상기 액상 원료에서, 고 탄화수소를 저 탄화수소로 개질하는 개질기를 더 포함할 수 있다.The flare gas recovery apparatus may further include a reformer for reforming the high hydrocarbon to low hydrocarbon in the liquid raw material separated from the density separation unit.

또한, 플레어 가스 회수장치는 상기 세퍼레이터에서 분리된 액체 원료를 상기 개질기로 안내하는 제 1 분기라인을 더 포함할 수 있다.The flare gas recovery apparatus may further include a first branch line for guiding the liquid raw material separated from the separator to the reformer.

또한, 플레어 가스 회수장치는 상기 세퍼레이터에서 분리된 액체 원료를 상기 연료전지로 안내하는 제 2 분기라인을 더 포함할 수 있다.The flare gas recovery apparatus may further include a second branch line for guiding the liquid raw material separated from the separator to the fuel cell.

본 발명의 실시예들은 플레어 타워로 버려지는 플레어 가스를 연료전지를 이용하여 전기를 생산함으로써, 친환경적인 시스템을 구축할 수 있고, 발전기의 에너지 운용에 따른 비용을 줄일 수 있다는 이점이 있다.Embodiments of the present invention have an advantage in that an eco-friendly system can be constructed by producing flare gas discharged from a flare tower using a fuel cell, and the cost for energy operation of the generator can be reduced.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 플레어 가스 회수장치를 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예의 변형예에 따른 플레어 가스 회수장치를 도시한 구성도이다.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 플레어 가스 회수장치를 도시한 구성도이다.
도 4는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 플레어 가스 회수장치를 도시한 구성도이다.1 is a configuration diagram showing a flare gas recovery apparatus according to a first embodiment of the present invention.
2 is a configuration diagram showing a flare gas recovery apparatus according to a modification of the first embodiment of the present invention.
3 is a configuration diagram showing a flare gas recovery apparatus according to a second embodiment of the present invention.
4 is a configuration diagram showing a flare gas recovery apparatus according to a third embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 구성 및 작용에 대해 상세하게 설명한다. 이하의 설명은 특허 청구 가능한 본 발명의 여러 측면(aspects) 중 하나이며, 하기의 설명은 본 발명에 대한 상세한 기술의 일부를 이룰 수 있다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어 공지된 구성 또는 기능에 관한 구체적인 설명은 본 발명을 명료하게 하기 위해 생략할 수 있다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, configurations and operations according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The following description is one of many aspects of the claimed invention and the following description may form part of the detailed description of the invention. However, the detailed description of known configurations or functions in describing the present invention may be omitted for clarity.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예들을 포함할 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.While the invention is susceptible to various modifications and its various embodiments, it is intended to illustrate the specific embodiments and the detailed description. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

그리고 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소들은 이와 같은 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 이 용어들은 하나의 구성요소들을 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결되어' 있다거나 '접속되어' 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. And terms including ordinals such as first, second, etc. may be used to describe various elements, but the constituent elements are not limited by such terms. These terms are used only to distinguish one component from another. It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 플레어 가스 회수장치를 도시한 구성도이고, 도 2는 본 발명의 제 1 실시예의 변형예에 따른 플레어 가스 회수장치를 도시한 구성도이다.FIG. 1 is a configuration diagram showing a flare gas recovery device according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a configuration diagram showing a flare gas recovery device according to a modification of the first embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 플레어 가스 회수장치는, 기액분리기(100), 스크러버(200), 레귤레이터(300), 연료전지(400) 및 히터(500)를 포함할 수 있다. 1, the flare gas recovery apparatus according to the first embodiment of the present invention includes a gas-liquid separator 100, a scrubber 200, a regulator 300, a fuel cell 400, and a heater 500 .

구체적으로, 기액분리기(100)는 공급받은 플레어 가스를 기체 상태의 원료 가스와 액체 상태의 액상 원료로 기액 분리할 수 있다. 여기서, 플레어 가스(flare gas)는 LNG 생산 설비 또는 LNG 탱크 등에서 발생하는 폐가스로, 탄화수소(CnH2n +2 )가 주성분을 이루며, 소량의 물(H2O)과 황화합물(H2S...) 등이 포함된다.Specifically, the gas-liquid separator 100 can perform gas-liquid separation of the supplied flare gas into a raw material gas in a gaseous state and a liquid raw material in a liquid state. Here, the flare gas is a waste gas generated in an LNG production facility or an LNG tank. The flare gas is composed mainly of hydrocarbons (C n H 2n +2 ), and a small amount of water (H 2 O) and sulfur compounds (H 2 S. ..).

본 실시예에서, 기액분리기(100)는 KO(knock-out) 드럼일 수 있다. KO 드럼은 플레어 가스가 수용되는 탱크로, 탱크 내 액상 원료의 수위를 감지하여 액상 원료를 일정 수준으로 유지할 수 있다. KO 드럼에서 기액 분리된 원료 가스는, 이송라인(10)을 통해 스크러버(200)로 이동되거나 역화방지탱크(20)를 거쳐 플레어 타워(30)로 배출될 수 있다. 이때, 액상 원료는 연료로 다시 사용될 수 있다.In this embodiment, the gas-liquid separator 100 may be a knock-out (KO) drum. The KO drum is a tank in which the flare gas is received, and the liquid raw material can be maintained at a certain level by detecting the level of the liquid raw material in the tank. The source gas separated in the KO drum may be transferred to the scrubber 200 through the transfer line 10 or may be discharged to the flare tower 30 through the backfire prevention tank 20. At this time, the liquid raw material can be used again as fuel.

스크러버(200)는 플레어 가스 내 포함된 오염물질을 포집하기 위한 장치로, 기액분리기(100)에서 분리된 원료 가스를 연료전지(400)에서 사용하기 위해서, 원료 가스 내 포함된 황화합물을 제거할 수 있다. 기액분리기(100)에서 분리된 원료 가스는 스크러버(200)를 바이패스하여 히터(500)로 이동될 수도 있다.The scrubber 200 is an apparatus for collecting contaminants contained in the flare gas. In order to use the raw material gas separated in the gas-liquid separator 100 in the fuel cell 400, the scrubber 200 can remove the sulfur compounds contained in the raw gas have. The raw material gas separated in the gas-liquid separator 100 may be transferred to the heater 500 by bypassing the scrubber 200.

레귤레이터(300)는 원료 가스를 일정 압력 이하로 감압, 조정하여 공급하는 기능을 수행한다. 즉, 레귤레이터(300)는 유입되는 원료 가스의 압력을 대기압 수준으로 낮춤으로써, 원료 가스의 압력이 연료전지(400)의 허용 가능한 사용지점의 압력한계를 초과하지 않도록 한다.The regulator 300 performs a function of reducing the pressure of the raw material gas to a predetermined pressure or less and supplying the pressure. That is, the regulator 300 lowers the pressure of the raw material gas introduced to the atmospheric pressure level so that the pressure of the raw material gas does not exceed the pressure limit of the allowable use point of the fuel cell 400.

레귤레이터(300)와 스크러버(200) 사이에는 히터(500)가 마련될 수 있다. 원료 가스는 레귤레이터(300)를 통과하면서 압력 강하되는데, 레귤레이터(300)에 공급하기 전, 원료 가스가 히터(500)로 통과되면, 대기압 및 상온 수준의 원료 가스가 연료전지(400)에 공급될 수 있다.A heater 500 may be provided between the regulator 300 and the scrubber 200. The raw material gas passes through the regulator 300 and the pressure drops. When the raw material gas is passed through the heater 500 before being supplied to the regulator 300, the raw material gas at the atmospheric pressure and the room temperature level is supplied to the fuel cell 400 .

도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 변형예로, 레귤레이터(300)와 스크러버(200) 사이에는 원료 가스가 히터(500)를 선택적으로 통과하기 위한 분기라인(11)이 마련될 수 있다. As shown in FIG. 2, a branch line 11 may be provided between the regulator 300 and the scrubber 200 to selectively pass the raw material gas through the heater 500, as shown in FIG.

플레어 가스의 대부분 성분이 메탄(CH4)으로 구성되고, 플레어 가스의 잔여 성분이 에탄(C2H6)으로 구성된 경우, 원료 가스는 스크러버(200)에서 히터(500)를 거치지 않고 레귤레이터(300)에 공급될 수 있다. 이때, 레귤레이터(300)를 통과한 원료 가스는, 대기압 수준의 압력과 상온 이하의 온도로 연료전지(400)에 공급될 수 있다.When the major component of the flare gas is composed of methane (CH 4 ) and the remaining component of the flare gas is composed of ethane (C 2 H 6 ), the raw material gas is supplied from the scrubber 200 to the regulator 300 . At this time, the raw material gas that has passed through the regulator 300 can be supplied to the fuel cell 400 at a pressure of atmospheric pressure and a temperature of not more than room temperature.

연료전지(400)는 수소 또는 메탄 및 공기를 공급받아 전기에너지를 생산하는 장치로, 전극과 전해질 및 분리판으로 이루어진 연료전지 셀(cell)을 포함할 수 있다. The fuel cell 400 is an apparatus for producing electric energy by receiving hydrogen or methane and air. The fuel cell 400 may include a fuel cell cell including an electrode, an electrolyte, and a separator plate.

예컨대, 연료전지(400)는 연료전지 셀을 이용하여, 탄화수소(CnH2n +2)가 포함된 원료 가스, 수소(H2) 및 산소(O2)의 전기 화학적 반응으로 전기를 생산할 수 있다. 여기서 생산된 전기는 전기수요처에 공급되거나, 원료 가스를 가열하기 위한 히터(500) 또는 후술하는 개질기(800)에 공급될 수 있다. For example, the fuel cell 400 can generate electricity by an electrochemical reaction of a feed gas containing hydrogen (C n H 2n + 2 ), hydrogen (H 2 ), and oxygen (O 2 ) have. The electricity produced here may be supplied to the electricity consumer, the heater 500 for heating the raw material gas, or the reformer 800 described later.

본 실시예의 연료전지(400)에서, 탄화수소(CnH2n +2)와 물(H2O) 반응하여 수소(H2)가 발생되고, 수소(H2)와 산소(O2)가 반응하여 전기를 생산하는 전기 화학적 반응 과정은, 통상의 연료전지에서 이루어지는 전기 화학적 반응 과정과 동일하므로 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.In this embodiment, the fuel cell 400, in response to hydrocarbon (C n H 2n +2) and water (H 2 O) and hydrogen (H 2) generated, hydrogen (H 2) and oxygen (O 2) the reaction The electrochemical reaction process for producing electricity is the same as the electrochemical reaction process performed in a conventional fuel cell, and thus a detailed description thereof will be omitted.

도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 플레어 가스 회수장치를 도시한 구성도이다.3 is a configuration diagram showing a flare gas recovery apparatus according to a second embodiment of the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 플레어 가스 회수장치는, 기액분리기(100), 스크러버(200), 레귤레이터(300), 연료전지(400), 압축기(610), 쿨러(600), 세퍼레이터(700) 및 개질기(800)를 포함할 수 있다.3, the flare gas recovery apparatus according to the second embodiment of the present invention includes a gas-liquid separator 100, a scrubber 200, a regulator 300, a fuel cell 400, a compressor 610, A cooler 600, a separator 700, and a reformer 800.

여기서, 압축기(610), 쿨러(600), 세퍼레이터(700) 및 개질기(800)를 제외한 나머지 구성들, 예를 들어, 기액분리기(100), 스크러버(200), 레귤레이터(300) 및 연료전지(400) 구성은, 제 1 실시예에서 설명한 기액분리기(100), 스크러버(200), 레귤레이터(300) 및 연료전지(400) 구성과 동일하므로, 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.The remaining components except for the compressor 610, the cooler 600, the separator 700 and the reformer 800, for example, the gas-liquid separator 100, the scrubber 200, the regulator 300, 400 are the same as those of the gas-liquid separator 100, the scrubber 200, the regulator 300, and the fuel cell 400 described in the first embodiment, detailed description thereof will be omitted.

압축기(610)는 기액분리기(100)에서 기체 상태로 분리된 원료 가스(수 bar, 상온)를 가압하여 고온, 고압의 원료 가스로 가압할 수 있다. 압축기(610)를 이용하여 원료 가스를 가압하는 이유는, 메탄(CH4) 및 에탄(C2H6)과 같은 저 탄화수소를 원료 가스로부터 효과적으로 분리하기 위함이다. 연료전지(400)에 헥세인(C6H14) 및 헵테인(C47H10)과 같은 고 탄화수소가 많이 공급되는 경우, carbon coking의 발생으로 인해 연료전지(400)의 수명이 감소될 수 있다. The compressor 610 can pressurize the raw material gas (several bar, room temperature) separated into the gaseous state in the gas-liquid separator 100 and pressurize it with the high-temperature and high-pressure raw material gas. The reason why the raw material gas is pressurized by using the compressor 610 is to effectively separate low hydrocarbons such as methane (CH 4 ) and ethane (C 2 H 6 ) from the raw material gas. When the fuel cell 400 is supplied with a large amount of high hydrocarbons such as hexane (C 6 H 14 ) and heptane (C 47 H 10 ), the lifetime of the fuel cell 400 may be reduced due to the generation of carbon coking have.

따라서, 본 실시예에서는 압축기(610)를 통해, 원료 가스로부터 메탄(CH4) 및 에탄(C2H6)과 같은 저 탄화수소를 먼저 분리하고, 헥세인(C6H14) 및 헵테인(C47H10)과 같은 고 탄화수소는 별도의 개질기(800)를 통해 메탄(CH4) 및 에탄(C2H6)과 같은 저 탄화수소로 개질하여 연료전지(400)에 공급한다.Therefore, in this embodiment, low hydrocarbon such as methane (CH 4 ) and ethane (C 2 H 6 ) is firstly separated from the raw material gas through a compressor 610, and hexane (C 6 H 14 ) and heptane C 47 H 10 ) are reformed into low hydrocarbons such as methane (CH 4 ) and ethane (C 2 H 6 ) through a separate reformer 800 and supplied to the fuel cell 400.

쿨러(600)는 압축기(610)에서 가압된 고온, 고압의 원료 가스를 상온, 고압의 원료 가스로 냉각할 수 있다. 쿨러(600)를 통해 냉각된 원료 가스는 세퍼레이터(700)로 이동된다.The cooler 600 can cool the high-temperature and high-pressure raw material gas pressurized by the compressor 610 with raw material gas of room temperature and high pressure. The raw material gas cooled through the cooler 600 is transferred to the separator 700.

세퍼레이터(700)는 응축된 액체를 하부로 분리시키고 기체를 상부로 배출하는 분리장치로, 레귤레이터(300)와 쿨러(600) 사이에 위치될 수 있다. 세퍼레이터(700)에서 분리된 원료 가스(메탄, 에탄..)는 레귤레이터(300)에 직접 이동되거나 제 1 서브라인(12)을 통해 스크러버(200)로 이동될 수 있고, 세퍼레이터(700)에서 분리된 액체 원료(헥세인, 헵테인...)는 제 2 서브라인(13)을 거친 후, 개질기(800)를 통해 연료전지(400)로 이동되거나, 연료전지(400) 내부에 설치된 개질기 버너의 원료로 사용될 수 있다.The separator 700 may be disposed between the regulator 300 and the cooler 600. The separator 700 separates the condensed liquid downward and discharges the gas upward. The raw gas (methane, ethane ...) separated from the separator 700 can be directly transferred to the regulator 300 or moved to the scrubber 200 through the first sub line 12 and separated from the separator 700 The liquid raw material (hexane, heptane, etc.) is passed through the second sub-line 13 and then transferred to the fuel cell 400 through the reformer 800, Can be used as a raw material.

이를 위해, 제 2 서브라인(13)에는 세퍼레이터(700)에서 분리된 액체 원료를 개질기(800)로 안내하는 제 1 분기라인(14)과, 액체 원료를 개질기 버너의 원료로 사용하기 위해 연료전지(400) 내부로 안내하는 제 2 분기라인(15)이 연결될 수 있다.To this end, the second sub-line 13 is provided with a first branch line 14 for guiding the liquid raw material separated from the separator 700 to the reformer 800 and a second branch line 14 for supplying the liquid raw material to the reformer- And a second branch line 15 for guiding the inside of the second branch line 400 to the inside.

개질기(800)는 세퍼레이터(700)에서 분리된 액상 원료에서, 열촉매를 이용하여 고 탄화수소를 저 탄화수소로 개질할 수 있다. 예를 들어, 개질기(800)는 제 2 서브라인(13)을 통해 이송된 헥세인(C6H14) 및 헵테인(C47H10)과 같은 고 탄화수소를 메탄(CH4) 및 에탄(C2H6)과 같은 저 탄화수소로 개질할 수 있다. The reformer 800 can reform the high hydrocarbon into a low hydrocarbon by using a thermal catalyst in the liquid raw material separated from the separator 700. For example, the reformer 800 may convert high hydrocarbons such as hexane (C 6 H 14 ) and heptane (C 47 H 10 ) transferred through the second sub-line 13 to methane (CH 4 ) and ethane C 2 H 6 ).

도 4는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 플레어 가스 회수장치를 도시한 구성도이다.4 is a configuration diagram showing a flare gas recovery apparatus according to a third embodiment of the present invention.

도 4에 도시된 바와 같이, 제 3 실시예에 따른 플레어 가스 회수장치는, 기액분리기(100), 스크러버(200), 레귤레이터(300), 연료전지(400), 밀도분리유닛(900) 및 개질기(800)를 포함할 수 있다.4, the flare gas recovery apparatus according to the third embodiment includes a gas-liquid separator 100, a scrubber 200, a regulator 300, a fuel cell 400, a density separation unit 900, (800).

여기서, 밀도분리유닛(900)을 제외한 나머지 구성들, 예를 들어, 기액분리기(100), 스크러버(200), 레귤레이터(300), 연료전지(400) 개질기(800) 구성은, 제 1 실시예 및 제 2 실시예에서 설명한 기액분리기(100), 스크러버(200), 레귤레이터(300) 연료전지(400) 및 개질기(800) 구성과 동일하므로, 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.The configurations of the gas-liquid separator 100, the scrubber 200, the regulator 300, and the reformer 800 of the fuel cell 400 except for the density separation unit 900 are the same as those of the first embodiment Liquid separator 100, the scrubber 200, the regulator 300, the fuel cell 400, and the reformer 800 described in the second embodiment, detailed description thereof will be omitted.

밀도분리유닛(900)은 기액분리기(100)에서 분리된 원료 가스에서 무거운 가스와 가벼운 가스를 분리하는 볼텍스 튜브(vortex tube)일 수 있다. 볼텍스 튜브는 스윌(swirl)을 생성하는 스윌 제너레이터(swirl generator :미도시)를 포함하는 구성으로, 스윌 제너레이터를 통해, 원료 가스에서 무거운 가스(예를 들면, higher hydrocarbon : C3H8, C4H10, C5H12... )와 가벼운 가스(예를 들면, lower hydrocarbon :CH4, C2H6)를 분리할 수 있다.The density separation unit 900 may be a vortex tube for separating the heavy gas and the light gas from the raw material gas separated in the gas-liquid separator 100. A vortex tube is a configuration that includes a swirl generator (not shown) that generates a swirl, and through the swirl generator, heavier gas (e.g., higher hydrocarbons: C 3 H 8 , C 4 H 10 , C 5 H 12 ...) and a light gas (for example, lower hydrocarbons: CH 4 , C 2 H 6 ).

본 실시예에서는 볼텍스 튜브가 밀도분리유닛(900)으로 사용되지만, 이에 한정되지는 아니하며, 밀도분리유닛(900)은 원료 가스의 밀도 차이를 이용하여 가스를 분리할 수 있는 다양한 장치로 변경될 수 있다. 예를 들어, 밀도분리유닛(900)으로는, 밀도 차이를 이용하여 원료 가스를 무거운 가스와 가벼운 가스로 분리할 수 있는 싸이클론이 사용될 수 있다.In this embodiment, the vortex tube is used as the density separation unit 900, but not limited thereto, and the density separation unit 900 can be changed into various devices capable of separating the gas using the density difference of the source gas have. For example, as the density separation unit 900, a cyclone capable of separating the raw material gas into a heavy gas and a light gas using density difference may be used.

상술한 바와 같이, 본 발명은 플레어 타워로 버려지는 플레어 가스를 연료전지를 이용하여 전기를 생산하므로, 친환경적인 시스템을 구축할 수 있고, 발전기의 에너지 운용에 따른 비용을 줄일 수 있다는 등의 우수한 장점을 가질 수 있다.As described above, according to the present invention, since the flare gas discharged to the flare tower is used to produce electricity using the fuel cell, it is possible to construct an environmentally friendly system and to reduce costs due to the energy operation of the generator Lt; / RTI >

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어 당업자는 각 구성요소의 재질, 크기 등을 적용 분야에 따라 변경하거나, 실시형태들을 조합 또는 치환하여 본 발명의 실시예에 명확하게 개시되지 않은 형태로 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것으로 한정적인 것으로 이해해서는 안 되며, 이러한 변형된 실시예는 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술사상에 포함된다고 하여야 할 것이다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, You will understand. For example, a person skilled in the art can change the material, size and the like of each constituent element depending on the application field or can combine or substitute the embodiments in a form not clearly disclosed in the embodiments of the present invention, Of the range. Therefore, it should be understood that the above-described embodiments are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive, and that such modified embodiments are included in the technical idea described in the claims of the present invention.

100 :기액분리기 200 :스크러버
300 :레귤레이터 400 :연료전지
500 :압축기 600 :쿨러
700 :세퍼레이터 800 :개질기
900 :밀도분리유닛100: gas-liquid separator 200: scrubber
300: Regulator 400: Fuel cell
500: compressor 600: cooler
700: separator 800: reformer
900: density separation unit

Claims (9)

플레어 가스를 기체 상태의 원료 가스와 액체 상태의 액상 원료로 분리하는 기액분리기;
상기 원료 가스에서 불순물을 제거하는 스크러버;
상기 원료 가스의 압력을 낮추기 위한 레귤레이터;
상기 원료 가스와 산소 간 전기 화학적 반응으로 전기를 생산하는 연료전지;
상기 기액분리기에서 기체 상태로 분리된 상기 원료 가스를 가압하는 압축기;
가압된 상기 원료 가스를 냉각시키는 쿨러;
냉각된 상기 원료 가스에서 기체 상태의 원료 가스와 액체 상태의 액상 원료를 분리하는 세퍼레이터;
상기 세퍼레이터에서 분리된 원료 가스를 상기 스크러버로 안내하기 위한 제 1 서브라인;
상기 세퍼레이터에서 분리된 상기 액상 원료에서, 고 탄화수소를 저 탄화수소로 개질하는 개질기;
상기 세퍼레이터에서 분리된 액체 원료를 상기 개질기로 안내하는 제 1 분기라인; 및
상기 세퍼레이터에서 분리된 액체 원료를 상기 연료전지로 안내하는 제 2 분기라인을 포함하는 플레어 가스 회수장치.A gas-liquid separator for separating the flared gas into a gaseous raw material gas and a liquid raw material;
A scrubber for removing impurities from the source gas;
A regulator for lowering the pressure of the source gas;
A fuel cell for producing electricity by an electrochemical reaction between the raw material gas and oxygen;
A compressor for pressurizing the raw material gas separated in a gas state in the gas-liquid separator;
A cooler for cooling the pressurized raw material gas;
A separator for separating the raw material gas in a gaseous state and the liquid raw material in a liquid state from the cooled raw material gas;
A first sub line for guiding the raw material gas separated from the separator to the scrubber;
A reformer for reforming the high hydrocarbon to low hydrocarbon in the liquid raw material separated from the separator;
A first branch line for guiding the liquid raw material separated from the separator to the reformer; And
And a second branch line for guiding the liquid raw material separated from the separator to the fuel cell. 제 1 항에 있어서,
상기 기액분리기는
탱크 내 액상 원료의 수위를 감지하여 액상 원료를 일정 수준으로 유지하는 KO 드럼을 포함하는 플레어 가스 회수장치.The method according to claim 1,
The gas-
And a KO drum for sensing the level of the liquid raw material in the tank and keeping the liquid raw material at a predetermined level. 제 1 항에 있어서,
상기 연료전지는
전극과 전해질 및 분리판으로 이루어진 연료전지 셀을 포함하는 플레어 가스 회수장치.The method according to claim 1,
The fuel cell
A flare gas recovery device comprising a fuel cell comprising an electrode, an electrolyte, and a separator plate. 제 1 항에 있어서,
상기 개질기는
열촉매를 이용하여 고 탄화수소를 저 탄화수소로 개질하는 플레어 가스 회수장치.The method according to claim 1,
The reformer
A flare gas recovery device for reforming high hydrocarbons to low hydrocarbons using a thermal catalyst. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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