KR101818888B1 - 수소가스의 제습 및 재생 시스템 및 방법 - Google Patents

수소가스의 제습 및 재생 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

이 발명은, 드라이어의 제습 및 재생 공정을 절환하는 과정에서 밸브의 동작 시간차에 의한 유로 폐쇄 현상을 방지하고, 제습되지 않은 가스가 공급되는 것을 방지할 수 있으며, 삼각로드의 공전운동 원리를 이용하여 1개의 모터로부터 회전동력을 분배하여 사용하는, 수소가스의 제습 및 재생 시스템 및 방법에 관한 것으로서,
가스입력관에 도관을 통해 연결되어 있는 유량제어밸브와, 상기한 유량제어밸브에 도관을 통해 연결되어 있는 제1 버터플라이 밸브 및 제2 버터플라이 밸브와, 상기한 제1 버터플라이 밸브에 도관을 통해 연결되어 있는 제1 드라이어와, 상기한 제1 드라이어에 도관을 통해 연결되어 있는 제3 버터플라이 밸브와, 상기한 제2 버터플라이 밸브에 도관을 통해 연결되어 있는 제2 드라이어와, 상기한 제2 드라이어에 도관을 통해 연결되어 있는 제4 버터플라이 밸브와, 상기한 제3 버터플라이 밸브 및 제4 버터플라이 밸브에 도관을 통해 연결되어 있는 필터와, 가스입력관에 도관을 통해 연결되어 있는 제9 버터플라이 밸브와, 상기한 제9 버터플라이 밸브에 도관을 통해 연결되어 있는 히터와, 상기한 히터에 연결되어 있는 제11 버터플라이 밸브와, 상기한 히터와 제1 드라이어 및 제2 드라이어의 사이에 도관을 통해 각각 연결되어 있는 제7 버터플라이 밸브 및 제8 버터플라이 밸브와, 제1 드라이어 및 제2 드라이어에 도관을 통해 각각 연결되어 있는 제5 버터플라이 밸브 및 제6 버터플라이 밸브와, 상기한 제5 버터플라이 밸브 및 제6 버터플라이 밸브에 도관을 통해 연결되어 있는 제10 버터플라이 밸브와, 상기한 제10 버터플라이 밸브에 연결되어 있는 쿨러와, 상기한 쿨러에 연결되어 있는 드럼과, 가스입력관과 상기한 제5 버터플라이 밸브 및 제6 버터플라이 밸브의 사이에 도관을 통해 연결되어 있는 제12 버터플라이 밸브와, 상기한 제7 버터플라이 밸브 및 제8 버터플라이 밸브와 쿨러의 사이에 도관을 통해 연결되어 있는 제13 버터플라이 밸브와, 상기한 밸브들를 제어하기 위한 제어부를 포함하여 이루어진다.

Description

수소가스의 제습 및 재생 시스템 및 방법{System and method for dehumidification and regeneration of hydrogen gas}
이 발명은 수소가스의 제습 및 재생 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 좀더 세부적으로 말하자면 드라이어의 제습 및 재생 공정을 절환하는 과정에서 밸브의 동작 시간차에 의한 유로 폐쇄 현상을 방지하고, 제습되지 않은 가스가 공급되는 것을 방지할 수 있으며, 삼각로드의 공전운동 원리를 이용하여 1개의 모터로부터 회전동력을 분배하여 사용하는, 수소가스의 제습 및 재생 시스템 및 방법에 관한 것이다.
수소 가스는 암모니아·염산·메탄올 등의 합성에 대량으로 사용되고 있으며, 기름을 경화시키기 위한 수소 첨가, 액체연료의 제조, 산소수소 불꽃으로 금속의 절단과 용접, 백금·석영(石英) 등의 세공 등에도 사용되고 있다. 또한, 수소 가스는 연소 후 물이 생성될 뿐 오염물질이 만들어지지 않아 무공해연료로 각광을 받고 있으며, 연소열이 커서 효율적인 장점을 가지고 있다. 그러나 저장과 운반이 매우 어렵고, 폭발의 위험이 있는 문제점도 있다.
일반적으로 수소 가스는 가스 성분에서 수분을 제거한 뒤에 사용하게 되는데, 수소 가스중에 포함되어 있는 수분을 제거하기 위한 제습 방법으로서, 냉각식, 압축식, 흡수식, 흡착식 등이 사용된다.
흡착식 제습장치는 흡착제를 이용하여 수소 가스중에 포함되어 있는 수분을 제거하게 되는데. 참고로, 2개의 타워를 이용하여 하나의 타워에서는 제습이 이루어지도록 하면서 다른 하나의 타워에서는 흡착제를 재생시킴으로써 흡착효율을 향상시키는 기술이 대한민국 등록특허공보 등록번호 10-0926764(등록일자 2009년 11월 06일)의 "흡착식 가스드라이어"에서 개시된 바 있다.
그러나, 상기한 등록번호 10-0926764를 포함한 종래의 수소가스의 제습 및 재생 시스템은, 드라이어의 제습 및 재생 공정을 절환하는 과정에서 밸브의 동작 시간차에 의한 유로 폐쇄 현상이 발생될 뿐만 아니라, 제습되지 않은 가스가 공급되는 문제점이 있다.
1. 등록특허공보 등록번호 10-0926764
본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 드라이어의 제습 및 재생 공정을 절환하는 과정에서 밸브의 동작 시간차에 의한 유로 폐쇄 현상을 방지하고, 제습되지 않은 가스가 공급되는 것을 방지할 수 있는, 수소가스의 제습 및 재생 시스템 및 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 삼각로드의 공전운동 원리를 이용하여 1개의 모터로부터 회전동력을 분배하여 사용하는, 수소가스의 제습 및 재생 시스템 및 방법을 제공하는 데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서 이 발명의 구성은, 가스입력관에 도관을 통해 연결되어 있는 유량제어밸브와, 상기한 유량제어밸브에 도관을 통해 연결되어 있는 제1 버터플라이 밸브 및 제2 버터플라이 밸브와, 상기한 제1 버터플라이 밸브에 도관을 통해 연결되어 있는 제1 드라이어와, 상기한 제1 드라이어에 도관을 통해 연결되어 있는 제3 버터플라이 밸브와, 상기한 제2 버터플라이 밸브에 도관을 통해 연결되어 있는 제2 드라이어와, 상기한 제2 드라이어에 도관을 통해 연결되어 있는 제4 버터플라이 밸브와, 상기한 제3 버터플라이 밸브 및 제4 버터플라이 밸브에 도관을 통해 연결되어 있는 필터와, 가스입력관에 도관을 통해 연결되어 있는 제9 버터플라이 밸브와, 상기한 제9 버터플라이 밸브에 도관을 통해 연결되어 있는 히터와, 상기한 히터에 연결되어 있는 제11 버터플라이 밸브와, 상기한 히터와 제1 드라이어 및 제2 드라이어의 사이에 도관을 통해 각각 연결되어 있는 제7 버터플라이 밸브 및 제8 버터플라이 밸브와, 제1 드라이어 및 제2 드라이어에 도관을 통해 각각 연결되어 있는 제5 버터플라이 밸브 및 제6 버터플라이 밸브와, 상기한 제5 버터플라이 밸브 및 제6 버터플라이 밸브에 도관을 통해 연결되어 있는 제10 버터플라이 밸브와, 상기한 제10 버터플라이 밸브에 연결되어 있는 쿨러와, 상기한 쿨러에 연결되어 있는 드럼과, 가스입력관과 상기한 제5 버터플라이 밸브 및 제6 버터플라이 밸브의 사이에 도관을 통해 연결되어 있는 제12 버터플라이 밸브와, 상기한 제7 버터플라이 밸브 및 제8 버터플라이 밸브와 쿨러의 사이에 도관을 통해 연결되어 있는 제13 버터플라이 밸브와, 상기한 밸브들를 제어하기 위한 제어부를 포함하여 이루어지면 바람직하다.
이 발명의 구성은, 드라이어 절환시의 체인징 단계 1스텝의 밸브의 개폐 상태로서, 제1 버터플라이 밸브, 제2 버터플라이 밸브, 제3 버터플라이 밸브, 제4 버터플라이 밸브, 제5 버터플라이 밸브, 제7 버터플라이 밸브, 제12 버터플라이 밸브, 제13 버터플라이 밸브, 유량제어밸브는 개방되고, 제6 버터플라이 밸브, 제8 버터플라이 밸브, 제9 버터플라이 밸브, 제10 버터플라이 밸브, 제11 버터플라이 밸브는 폐쇄되면 바람직하다.
이 발명의 구성은, 드라이어 절환시의 체인징 단계 2스텝의 밸브의 개폐 상태로서, 제1 버터플라이 밸브, 제3 버터플라이 밸브, 제5 버터플라이 밸브, 제7 버터플라이 밸브, 제12 버터플라이 밸브, 제13 버터플라이 밸브, 유량제어밸브는 개방되고, 제2 버터플라이 밸브, 제4 버터플라이 밸브, 제6 버터플라이 밸브, 제8 버터플라이 밸브, 제9 버터플라이 밸브, 제10 버터플라이 밸브, 제11 버터플라이 밸브는 폐쇄되면 바람직하다.
이 발명의 구성은, 드라이어 절환시의 체인징 단계 3스텝의 밸브의 개폐 상태로서, 제1 버터플라이 밸브, 제3 버터플라이 밸브, 제6 버터플라이 밸브, 제8 버터플라이 밸브, 제12 버터플라이 밸브, 제13 버터플라이 밸브, 유량제어밸브는 개방되고, 제2 버터플라이 밸브, 제4 버터플라이 밸브, 제5 버터플라이 밸브, 제7 버터플라이 밸브, 제9 버터플라이 밸브, 제10 버터플라이 밸브, 제11 버터플라이 밸브는 폐쇄되면 바람직하다.
이 발명의 구성은, 가스입력관에 도관을 통해 연결되어 있는 가스입력밸브와,상기한 필터에 도관을 통해 연결되어 있는 가스출력밸브와, 상기한 제어부의 제어에 따라 상기한 가스입력밸브 및 가스출력밸브를 구동하기 위한 입출력 밸브 모터구동부를 더 포함하여 이루어지면 바람직하다.
이 발명의 구성은, 상기한 입출력 밸브 모터구동부는, 회전동력을 발생시키기 위한 모터와, 상기한 모터의 회전축에 일단이 연결되어 회전되는 상부 로드와, 상기한 상부 로드의 타단에 상부 회전축이 연결되어 있는 삼각 로드와, 상기한 삼각 로드의 좌측 회전축에 일단이 연결되어 있는 좌측 로드와, 상기한 삼각 로드의 우측 회전축에 일단이 연결되어 있는 우측 로드와, 상기한 좌측 로드에 타단이 연결되어 있는 좌측 회전풀리와, 상기한 우측 로드에 타단이 연결되어 있는 우측 회전풀리를 포함하여 이루어지면 바람직하다.
상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서 이 발명의 방법의 구성은, 제1 드라이어의 제습 공정을 수행하기 위한 절환을 할 것인지 판단하여 절환을 하는 경우에 제1 드라이어를 이용하여 수소가스를 제습하는 단계와, 제1 드라이어 제습 공정과 병행하여 제2 드라이어를 재생하면서 드라이어 교체시 밸브 동작 시차에 의한 유로 폐쇄 현상을 방지하기 위하여 제2 드라이어측 제습가스 입출력 밸브를 개방하는 체인징 1스텝을 수행하는 단계와, 체인징 1스텝에서 열려 있던 제습가스 입출력 밸브중에서 제2 드라이어측 제습가스 입출력 밸브를 개방하는 체인징 2스텝을 수행하는 단계와, 제1 드라이어측 재생가스 입출력 밸브를 닫고 제2 드라이어측 재생가스 입출력 밸브를 열어주는 체인징 3스텝을 수행하는 단계와, 히터로 재생용 가스를 공급하여 히팅시키는 단계와, 드라이어 절환후 제2 드라이어 제습때 제2 드라이어로 뜨거운 가스가 공급되지 않도록 하기 위하여, 유입되는 프로세스 가스중 일부를 제2 드라이어의 하단에서 상단으로 흐르게 하면서 제2 드라이어와 흡착제를 냉각시키는 단계와, 제2 드라이어의 제습 공정을 수행하기 위한 절환을 할 것인지 판단하여 절환을 하는 경우에 제2 드라이어를 이용하여 수소가스를 제습하는 단계와, 제2 드라이어 제습 공정과 병행하여 제1 드라이어를 재생하면서 드라이어 교체시 밸브 동작 시차에 의한 유로 폐쇄 현상을 방지하기 위하여 제1 드라이어측 제습가스 입출력 밸브를 개방하는 체인징 1스텝을 수행하는 단계와, 체인징 1스텝에서 열려 있던 제습가스 입출력 밸브중에서 제1 드라이어측 제습가스 입출력 밸브를 개방하는 체인징 2스텝을 수행하는 단계와, 제2 드라이어측 재생가스 입출력 밸브를 닫고 제1 드라이어측 재생가스 입출력 밸브를 열어주는 체인징 3스텝을 수행하는 단계와, 히터로 재생용 가스를 공급하여 히팅시키는 단계와, 드라이어 절환후 제1 드라이어 제습때 제1 드라이어로 뜨거운 가스가 공급되지 않도록 하기 위하여, 유입되는 프로세스 가스중 일부를 제1 드라이어의 하단에서 상단으로 흐르게 하면서 제1 드라이어와 흡착제를 냉각시키는 단계를 포함하여 이루어지면 바람직하다.
이 발명의 방법의 구성은, 동작이 시작되면 가스입력밸브와 가스출력밸브를 작동시켜서 시스템내로 수소 가스가 공급되도록 하는 단계를 더 포함하여 이루어지면 바람직하다.
이 발명은, 드라이어의 제습 및 재생 공정을 절환하는 과정에서 밸브의 동작 시간차에 의한 유로 폐쇄 현상을 방지하고, 제습되지 않은 가스가 공급되는 것을 방지할 수 있으며, 삼각로드의 공전운동 원리를 이용하여 1개의 모터로부터 회전동력을 분배하여 사용하는, 효과를 갖는다.
도 1은 이 발명의 일 실시예에 따른 수소가스의 제습 및 재생 시스템의 제1 드라이어 제습 공정시의 가스 흐름을 나타낸 도면이다.
도 2는 이 발명의 일 실시예에 따른 수소가스의 제습 및 재생 시스템의 제2 드라이어 재생 공정 히팅 단계에서의 가스 흐름을 나타낸 도면이다.
도 3은 이 발명의 일 실시예에 따른 수소가스의 제습 및 재생 시스템의 제2 드라이어 재생 공정 쿨링 단계에서의 가스 흐름을 나타낸 도면이다.
도 4는 이 발명의 일 실시예에 따른 수소가스의 제습 및 재생 시스템의 제2 드라이어 제습 공정시의 가스 흐름을 나타낸 도면이다.
도 5는 이 발명의 일 실시예에 따른 수소가스의 제습 및 재생 시스템의 제1 드라이어 재생 공정 히팅 단계에서의 가스 흐름을 나타낸 도면이다.
도 6은 이 발명의 일 실시예에 따른 수소가스의 제습 및 재생 시스템의 제1 드라이어 재생 공정 쿨링 단계에서의 가스 흐름을 나타낸 도면이다.
도 7은 이 발명의 일 실시예에 따른 수소가스의 제습 및 재생 시스템의 제어부의 구성도이다.
도 8은 이 발명의 일 실시예에 따른 수소가스의 제습 및 재생 시스템의 입출력 밸브 모터구동부의 사시 구성도이다.
도 9는 이 발명의 일 실시예에 따른 수소가스의 제습 및 재생 방법의 공정 흐름도이다.
이하, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 이 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다. 이 발명의 목적, 작용, 효과를 포함하여 기타 다른 목적들, 특징점들, 그리고 동작상의 이점들이 바람직한 실시예의 설명에 의해 보다 명확해질 것이다.
참고로, 여기에서 개시되는 실시예는 여러가지 실시가능한 예중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 실시예를 선정하여 제시한 것일 뿐, 이 발명의 기술적 사상이 반드시 제시된 실시예에만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변화와 부가 및 변경이 가능함은 물론, 균등한 타의 실시예가 가능함을 밝혀 둔다.
또한, 본원의 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어의 표현은, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 정의된 것으로서, 통상적이거나 사전적인 의미로만 한정해서 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 일예로서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하며, 방향에 관한 표현은 설명상의 편의를 위하여 도면상에 표현된 위치를 기준으로 설정하기로 한다.
도 1은 이 발명의 일 실시예에 따른 수소가스의 제습 및 재생 시스템의 제1 드라이어 제습 공정시의 가스 흐름을 나타낸 도면이고, 도 2는 이 발명의 일 실시예에 따른 수소가스의 제습 및 재생 시스템의 제2 드라이어 재생 공정 히팅 단계에서의 가스 흐름을 나타낸 도면이고, 도 3은 이 발명의 일 실시예에 따른 수소가스의 제습 및 재생 시스템의 제2 드라이어 재생 공정 쿨링 단계에서의 가스 흐름을 나타낸 도면이고, 도 4는 이 발명의 일 실시예에 따른 수소가스의 제습 및 재생 시스템의 제2 드라이어 제습 공정시의 가스 흐름을 나타낸 도면이고, 도 5는 이 발명의 일 실시예에 따른 수소가스의 제습 및 재생 시스템의 제1 드라이어 재생 공정 히팅 단계에서의 가스 흐름을 나타낸 도면이고, 도 6은 이 발명의 일 실시예에 따른 수소가스의 제습 및 재생 시스템의 제1 드라이어 재생 공정 쿨링 단계에서의 가스 흐름을 나타낸 도면이다.
도 1 내지 도 6에 도시되어 있는 바와 같이, 이 발명의 일실시예에 따른 수소가스의 제습 및 재생 시스템의 구성은, 가스입력밸브(11)에 도관을 통해 연결되어 있는 유량제어밸브(FV21)와, 유량제어밸브(FV21)에 도관을 통해 연결되어 있는 제1 버터플라이 밸브(XV21A) 및 제2 버터플라이 밸브(XV21B)와, 상기한 제1 버터플라이 밸브(XV21A)에 도관을 통해 연결되어 있는 제1 드라이어(DR-8011A)와, 상기한 제1 드라이어(DR-8011A)에 도관을 통해 연결되어 있는 제3 버터플라이 밸브(XV22A)와, 상기한 제2 버터플라이 밸브(XV21B)에 도관을 통해 연결되어 있는 제2 드라이어(DR-8011B)와, 상기한 제2 드라이어(DR-8011B)에 도관을 통해 연결되어 있는 제4 버터플라이 밸브(XV22B)와, 상기한 제3 버터플라이 밸브(XV22A) 및 제4 버터플라이 밸브(XV22B)에 도관을 통해 연결되어 있는 필터(F-8011)와, 상기한 필터(F-8011)에 도관을 통해 연결되어 있는 가스출력밸브(12)와, 가스입력밸브(11)에 도관을 통해 연결되어 있는 제9 버터플라이 밸브(XV25)와, 상기한 제9 버터플라이 밸브(XV25)에 도관을 통해 연결되어 있는 히터(E-8014)와, 상기한 히터(E-8014)에 연결되어 있는 제11 버터플라이 밸브(XV27)와, 상기한 히터(E-8014)와 제1 드라이어(DR-8011A) 및 제2 드라이어(DR-8011B)의 사이에 도관을 통해 각각 연결되어 있는 제7 버터플라이 밸브(XV24A) 및 제8 버터플라이 밸브(XV24B)와, 제1 드라이어(DR-8011A) 및 제2 드라이어(DR-8011B)에 도관을 통해 각각 연결되어 있는 제5 버터플라이 밸브(XV23A) 및 제6 버터플라이 밸브(XV23B)와, 상기한 제5 버터플라이 밸브(XV23A) 및 제6 버터플라이 밸브(XV23B)에 도관을 통해 연결되어 있는 제10 버터플라이 밸브(XV26)와, 상기한 제10 버터플라이 밸브(XV26)에 연결되어 있는 쿨러(E-8015)와, 상기한 쿨러(E-8015)에 연결되어 있는 드럼(V-8011)과, 가스입력밸브(11)와 상기한 제5 버터플라이 밸브(XV23A) 및 제6 버터플라이 밸브(XV23B)의 사이에 도관을 통해 연결되어 있는 제12 버터플라이 밸브(XV28)와, 상기한 제7 버터플라이 밸브(XV24A) 및 제8 버터플라이 밸브(XV24B)와 쿨러(E-8015)의 사이에 도관을 통해 연결되어 있는 제13 버터플라이 밸브(XV29)와, 상기한 밸브들를 제어하기 위한 제어부(10)와, 상기한 제어부(10)의 제어에 따라 상기한 가스입력밸브(11) 및 가스출력밸브(12)를 구동하기 위한 입출력 밸브 모터구동부(54)를 포함하여 이루어진다.
미설명 부호인 TI22, TI23, TI24A, TI24B, TI25A, TI25B, TI26, TI27은 드라이어 입구로 공급되는 수소가스 온도를 측정 및 전송하기 위한 온도 인디케이터이고, TE23, TE24A, TE24B, TE25A, TE25B, TE27은 각부분의 온도를 전송하기 위한 온도 센서이고, TG25A, TG25B, TG26A, TG26B, TG27, TG28, TG29, TG30, TG31은 온도 게이지이고, TT22는 온도 트랜스미터이고, PI21, PI22A, PI22B, PI24는 압력 인디케이터이고, PSV23A, PSV23B, PSV24A, PSV24B, PSV25, PSV26, PSV27A, PSV27B는 과압 방지를 위한 압력안전밸브이고, PT24는 압력 트랜스미터이고, PDG22는 차동 압력 게이지이고, 21은 가스 유량계이고, AI21은 드라이어 출구 노점온도를 측정하여 전송하기 위한 이슬점 인디케이터이고, AT21은 이슬점 트랜스미터이다.
상기한 제1 드라이어(DR-8011A) 및 제2 드라이어(DR-8011B)는 1225×3282×4482 mm의 사이즈를 가지며, 내부에 충진된 흡착제를 이용하여 수소가스에 포화함유된 수분을 흡착 제거하여 0.1ppmv 이하로 제습하는 역할을 한다.
상기한 히터(E-8014)는 0.146 × 1.11 Mkcal/hr 의 히트 듀티를 가지며, 재생용 수소가스를 180℃ 이상으로 가열하여 흡착을 완료한 드라이어의 흡착제를 가열하여 흡착된 수분을 증발 재생시키는 가열장치이다.
상기한 쿨러(E-8015)는 0.146 × 1.14 Mkcal/hr 의 히트 듀티를 가지며, 흡착을 완료한 드라이어의 흡착제를 가열 재생한 후 드라이어에서 나온 재생가스의 온도를 45℃ 이하로 냉각하여 재생가스에 포화된 수분을 응축시키는 냉각장치이다.
상기한 드럼(V-8011)은 24.6~31.4 barg의 압력과 45~70℃의 온도로 작동되며, 쿨러(E-8015)에서 냉각된 재생가스의 응축수를 분리 제거하는 장치로서, 분리된 수분을 배출하기 위한 오토 드레인 트랩(auto drain trap)이 장착되어 있다.
상기한 필터(F-8011)는 45,847 NM3/HR 플로우 용량을 가지며, 제습후 흡착제 분말 분진 등의 이물질을 여과하는 장치이다.
도 7은 이 발명의 일 실시예에 따른 수소가스의 제습 및 재생 시스템의 제어부의 구성도이다.
도 7에 도시되어 있는 바와 같이 이 발명의 일 실시예에 따른 수소가스의 제습 및 재생 시스템의 제어부(10)의 구성은, 작업자가 명령을 입력하기 위한 다수의 버튼(UL61~UL72)과, 가스입력밸브(11)와 가스출력밸브(12)를 구동하기 위한 입출력 밸브 모터구동부(54)와, 기타의 밸브들을 구동하기 위한 솔레노이드(SV21~SV26)가 연결설치되는 구조로 이루어진다.
도 8은 이 발명의 일 실시예에 따른 수소가스의 제습 및 재생 시스템의 입출력 밸브 모터구동부의 사시 구성도이다.
도 8에 도시되어 있는 바와 같이 이 발명의 일 실시예에 따른 수소가스의 제습 및 재생 시스템의 입출력 밸브 모터구동부(54)의 구성은, 회전동력을 발생시키기 위한 모터(541)와, 상기한 모터(541)의 회전축에 일단이 연결되어 회전되는 상부 로드(542)와, 상기한 상부 로드(542)의 타단에 상부 회전축(543c)이 연결되어 있는 삼각 로드(543)와, 상기한 삼각 로드(543)의 좌측 회전축(543a)에 일단이 연결되어 있는 좌측 로드(544a)와, 상기한 삼각 로드(543)의 우측 회전축(543b)에 일단이 연결되어 있는 우측 로드(544b)와, 상기한 좌측 로드(544a)에 타단이 연결되어 있는 좌측 회전풀리(545a)와, 상기한 우측 로드(544b)에 타단이 연결되어 있는 우측 회전풀리(545b)를 포함하여 이루어진다.
좌측 회전풀리(545a)와 우측 회전풀리(545b) 대신에 회전기어를 사용할 수도 있다.
도 9는 이 발명의 일 실시예에 따른 수소가스의 제습 및 재생 방법의 공정 흐름도이다.
도 9에 도시되어 있는 바와 같이 이 발명의 일 실시예에 따른 수소가스의 제습 및 재생 방법의 구성은, 동작이 시작되면 가스입력밸브(11)와 가스출력밸브(12)를 작동시켜서 시스템내로 수소 가스가 공급되도록 하는 단계(S10)와, 제1 드라이어(DR-8011A)의 제습 공정을 수행하기 위한 절환을 할 것인지 판단하는 단계(S20)와, 제1 드라이어(DR-8011A)의 제습 공정 수행을 위한 절환을 하는 경우에 제1 드라이어(DR-8011A)를 이용하여 수소가스를 제습하는 단계(S30)와, 제1 드라이어 제습 공정과 병행하여 제2 드라이어(DR-8011B)를 재생하면서 드라이어 교체시 밸브 동작 시차에 의한 유로 폐쇄 현상을 방지하기 위하여 제2 드라이어(DR-8011B)측 제습가스 입출력 밸브를 개방하는 체인징 1스텝을 수행하는 단계(S40)와, 체인징 1스텝에서 열려 있던 제습가스 입출력 밸브중에서 제2 드라이어(DR-8011B)측 제습가스 입출력 밸브를 개방하는 체인징 2스텝을 수행하는 단계(S50)와, 제1 드라이어(DR-8011A)측 재생가스 입출력 밸브를 닫고 제2 드라이어(DR-8011B)측 재생가스 입출력 밸브를 열어주는 체인징 3스텝을 수행하는 단계(S60)와, 히터(E-8014)로 재생용 가스를 공급하여 히팅시키는 단계(S70)와, 드라이어 절환후 제2 드라이어 제습때 제2 드라이어(DR-8011B)로 뜨거운 가스가 공급되지 않도록 하기 위하여, 유입되는 프로세스 가스중 일부를 제2 드라이어(DR-8011B)의 하단에서 상단으로 흐르게 하면서 제2 드라이어(DR-8011B)와 흡착제를 냉각시키는 단계(S80)와, 제2 드라이어(DR-8011B)의 제습 공정을 수행하기 위한 절환을 할 것인지 판단하는 단계(S90)와, 제2 드라이어(DR-8011B)의 제습 공정 수행을 위한 절환을 하는 경우에 제2 드라이어(DR-8011B)를 이용하여 수소가스를 제습하는 단계(S100)와, 제2 드라이어 제습 공정과 병행하여 제1 드라이어(DR-8011A)를 재생하면서 드라이어 교체시 밸브 동작 시차에 의한 유로 폐쇄 현상을 방지하기 위하여 제1 드라이어(DR-8011A)측 제습가스 입출력 밸브를 개방하는 체인징 1스텝을 수행하는 단계(S110)와, 체인징 1스텝에서 열려 있던 제습가스 입출력 밸브중에서 제1 드라이어(DR-8011A)측 제습가스 입출력 밸브를 개방하는 체인징 2스텝을 수행하는 단계(S120)와, 제2 드라이어(DR-8011B)측 재생가스 입출력 밸브를 닫고 제1 드라이어(DR-8011A)측 재생가스 입출력 밸브를 열어주는 체인징 3스텝을 수행하는 단계(S130)와, 히터(E-8014)로 재생용 가스를 공급하여 히팅시키는 단계(S140)와, 드라이어 절환후 제1 드라이어 제습때 제1 드라이어(DR-8011A)로 뜨거운 가스가 공급되지 않도록 하기 위하여, 유입되는 프로세스 가스중 일부를 제1 드라이어(DR-8011A)의 하단에서 상단으로 흐르게 하면서 제1 드라이어와 흡착제를 냉각시키는 단계(S150)를 포함하여 이루어진다.
상기한 구성에 의한, 이 발명의 일실시예에 따른 수소가스의 제습 및 재생 시스템 및 방법의 작용은 다음과 같다.
동작이 시작되면 제어부(10)는 입출력밸브 모터 구동부(54)를 이용하여 가스입력밸브(11)와 가스출력밸브(12)를 작동시켜서 시스템내로 수소 가스가 공급되도록 한다(S10).
제어부(10)가 입출력밸브 모터 구동부(54)를 작동시키면, 모터(541)로부터 회전동력이 발생되어 상부 로드(542)로 전해짐으로써 상부로드(542)가 회전하게 된다. 상기한 상부 로드(542)의 타단에는 삼각 로드(543)의 상부 회전축(543c)이 연결되어 있어서 삼각 로드(543)가 모터(541)의 회전축을 중심으로 상부로드(542)의 길이만큼 거리를 두고서 공전운동을 하게 된다. 상기한 삼각 로드(543)의 좌측 회전축(543a)에는 좌측 로드(544a)를 거쳐서 좌측 회전풀리(545a)가 연결되어 있고, 상기한 삼각 로드(543)의 우측 회전축(543b)에는 우측 로드(544b)를 거쳐서 우측 회전풀리(545b)가 연결되어 있어서, 하나의 모터(541)로부터 발생되는 회전동력을 삼각로드(543)의 공전운동을 이용하여 두개의 회전풀리(545a, 545b)로 전달할 수가 있게 된다. 이와 같은 삼각로드의 공전운동 원리를 이용하게 되면 좌측 회전풀리(545a) 또는 우측 회전풀리(545b)로부터 회전동력을 추가적으로 분배하여 전달할 수가 있게 되는데, 본 발명에서는 가스입력밸브(11)와 가스출력밸브(12)를 작동시키기 위한 회전동력을 1개의 모터(541)로부터 분배하여 사용하게 된다.
다음에 제어부(10)는 제1 드라이어(DR-8011A)의 제습 공정을 수행하기 위한 절환을 할 것인지 판단하여(S20), 제1 드라이어(DR-8011A)의 제습 공정 수행을 위한 절환을 하는 경우에 제1 드라이어(DR-8011A)를 이용하여 수소가스를 제습한다(S30),
제1 드라이어 제습공정은, 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 수소 가스를 제1 드라이어(DR-8011A)를 통하여 제습 건조하여 습기 0.1ppmv 이하로 공급하는 공정으로서 제1 드라이어(DR-8011A)의 제습 운전시간은 8시간이다.
다음에 제어부(10)는 제1 드라이어 제습공정과 병행하여 제2 드라이어 재생공정을 수행하게 되는데, 제2 드라이어 재생공정은 제2 드라이어(DR-8011B)에 충진된 흡착제가 무한정 수분을 흡착할 수 없으므로 주기적으로 재생하여 계속적인 효율이 유지되도록 하는 공정으로서, 체인징 단계, 히팅 단계, 쿨링 단계의 공정으로 이루어진다.
먼저, 제어부(10)는 제1 드라이어 제습공정과 병행하여 제2 드라이어(DR-8011B)를 재생하면서 드라이어 교체시 밸브 동작 시차에 의한 유로 폐쇄 현상을 방지하기 위하여 제2 드라이어(DR-8011B)측 제습가스 입출력 밸브를 개방하는 체인징 1스텝을 수행하고(S40), 체인징 1스텝에서 열려 있던 제습가스 입출력 밸브중에서 제2 드라이어(DR-8011B)측 제습가스 입출력 밸브를 개방하는 체인징 2스텝을 수행하고(S50), 제1 드라이어(DR-8011A)측 재생가스 입출력 밸브를 닫고 제2 드라이어(DR-8011B)측 재생가스 입출력 밸브를 열어주는 체인징 3스텝을 수행한다(S60).
* 체인징 단계
초기 운전 또는 제2 드라이어 제습 및 제1 드라이어 재생 공정이 끝나고 드라이어를 절환하는 공정으로서, 밸브동작 시간차에 의한 유로 폐쇄와 제습되지 않은 가스의 공급 방지를 위하여 3스텝에 걸쳐서 각각 1분씩 진행된다.
체인징 단계 1스텝은 드라이어 교체전 쿨링 상태를 유지하며 재생 드라이어 인 제2 드라이어(DR-8011B)측 제습가스 입출력 밸브인 제4 버터플라이 밸브(XV22B), 제2 버터플라이 밸브(XV21B)가 열리고, 유량제어밸브(FV21)가 100% 개방되어 드라이어 교체시 밸브 동작 시차에 의한 유로 폐쇄 현상을 방지한다.
체인징 단계 1스텝의 밸브의 개폐 상태로서, 제1 버터플라이 밸브(XV21A), 제2 버터플라이 밸브(XV21B), 제3 버터플라이 밸브(XV22A), 제4 버터플라이 밸브(XV22B), 제5 버터플라이 밸브(XV23A), 제7 버터플라이 밸브(XV24A), 제12 버터플라이 밸브(XV28), 제13 버터플라이 밸브(XV29), 유량제어밸브(FV21)는 개방되고, 제6 버터플라이 밸브(XV23B), 제8 버터플라이 밸브(XV24B), 제9 버터플라이 밸브(XV25), 제10 버터플라이 밸브(XV26), 제11 버터플라이 밸브(XV27)는 폐쇄된다.
체인징 단계 2스텝에서는 체인징 단계 1스텝에서 열려 있던 제습가스 입출력 밸브중에서 재생드라이어인 제2 드라이어(DR-8011B)측 제습가스 입출력 밸브인 제4 버터플라이 밸브(XV22B), 제2 버터플라이 밸브(XV21B)를 닫아준다.
체인징 단계 2스텝의 밸브의 개폐 상태로서, 제1 버터플라이 밸브(XV21A), 제3 버터플라이 밸브(XV22A), 제5 버터플라이 밸브(XV23A), 제7 버터플라이 밸브(XV24A), 제12 버터플라이 밸브(XV28), 제13 버터플라이 밸브(XV29), 유량제어밸브(FV21)는 개방되고, 제2 버터플라이 밸브(XV21B), 제4 버터플라이 밸브(XV22B), 제6 버터플라이 밸브(XV23B), 제8 버터플라이 밸브(XV24B), 제9 버터플라이 밸브(XV25), 제10 버터플라이 밸브(XV26), 제11 버터플라이 밸브(XV27)는 폐쇄된다.
체인징 단계 3스텝에서는 제습 드라이어인 제1 드라이어(DR-8011A)측의 열려 있던 재생가스 입출력 밸브인 제5 버터플라이 밸브(XV23A), 제7 버터플라이 밸브(XV24A)를 닫고, 재생 드라이어인 제2 드라이어(DR-8011B)측의 재생가스 입출력 밸브인 제6 버터플라이 밸브(XV23B), 제8 버터플라이 밸브(XV24B)를 열어준다.
체인징 단계 3스텝의 밸브의 개폐 상태로서, 제1 버터플라이 밸브(XV21A), 제3 버터플라이 밸브(XV22A), 제6 버터플라이 밸브(XV23B), 제8 버터플라이 밸브(XV24B), 제12 버터플라이 밸브(XV28), 제13 버터플라이 밸브(XV29), 유량제어밸브(FV21)는 개방되고, 제2 버터플라이 밸브(XV21B), 제4 버터플라이 밸브(XV22B), 제5 버터플라이 밸브(XV23A), 제7 버터플라이 밸브(XV24A), 제9 버터플라이 밸브(XV25), 제10 버터플라이 밸브(XV26), 제11 버터플라이 밸브(XV27)는 폐쇄된다.
다음에 제어부(10)는 도 2에 도시되어 있는 바와 같이 히터(E-8014)로 재생용 가스를 공급하여 히팅시킨다(S70).
* 제2 드라이어 히팅 단계
드라이어 입구측 주 배관에서 분기된 재생용 가스 라인의 제9 버터플라이 밸브(XV25), 제10 버터플라이 밸브(XV26), 제11 버터플라이 밸브(XV27)를 개방하고, 히터(E-8104)로 재생용 가스를 약 3,500 NM3/HR를 공급하여 가스의 온도를 180℃로 가열시킨다.
이와 같이 180℃로 가열된 재생용 수소 가스를 재생공정의 제2 드라이어(DR-8011B)의 상단에서 하단으로 통과시켜 열기를 불어 넣어 흡착제를 가열함으로써 흡착제에 흡착된 수분을 증발시켜서 흡착제를 재생한다.
제2 드라이어(DR-8011B)의 흡착제를 가열시키며 통과된 수분을 포화한 재생가스는 쿨러(E-8015)를 통하여 45℃ 이하로 냉각되어 포화수분을 응축시킨다.
이와 같이 냉각된 재생가스는 드럼(V-8011)을 통과하며 응축된 수분이 분리 제거되고, 재생공정을 마친 45℃의 포화 재생가스는 유량제어밸브(FV21)를 통과한 프로세스 가스에 혼입되어 제습중인 제1 드라이어(DR-8011A)로 유입되어 제1 드라이어(DR-8011A)의 하단에서 상단으로 통과하며 건조된 후 필터(F-8011)를 거쳐 사용처에 공급된다.
이때 제어부(10)는 재생용 가스 유량계(FT21)로 유량을 체크해 유량제어밸브(FV21)로 재생가스 유량이 3,500 NM3/HR로 일정하게 유지되도록 PID 제어한다.
히팅단계의 밸브의 개폐 상태로서, 제1 버터플라이 밸브(XV21A), 제3 버터플라이 밸브(XV22A), 제6 버터플라이 밸브(XV23B), 제8 버터플라이 밸브(XV24B), 제9 버터플라이 밸브(XV25), 제10 버터플라이 밸브(XV26), 제11 버터플라이 밸브(XV27), 유량제어밸브(FV21)는 개방되고, 제5 버터플라이 밸브(XV23A), 제7 버터플라이 밸브(XV24A), 제2 버터플라이 밸브(XV21B), 제4 버터플라이 밸브(XV22B), (XV28), 제13 버터플라이 밸브(XV29)는 폐쇄된다.
다음에 제어부(10)는, 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 드라이어 절환후 제2 드라이어 제습때 제2 드라이어(DR-8011B)로 뜨거운 가스가 공급되지 않도록 하기 위하여, 유입되는 프로세스 가스중 일부를 제2 드라이어(DR-8011B)의 하단에서 상단으로 흐르게 하면서 제2 드라이어(DR-8011B)와 흡착제를 냉각시킨다(S80).
* 제2 드라이어 쿨링 단계
히팅 공정이 마쳐지면 드라이어 절환후 제습때 뜨거운 가스가 공급되지 않도록 하기 위하여, 드라이어 입구측 주 배관에서 분기된 재생용 가스 라인의 제12 버터플라이 밸브(XV28)와 제13 버터플라이 밸브(XV29)가 열리고, 가열공정 동안 열려 있던 제9 버터플라이 밸브(XV25), 제10 버터플라이 밸브(XV26), 제11 버터플라이 밸브(XV27)은 닫히게 되며, 유입되는 프로세스 가스중 일부 약 3,500NM3/HR가 냉각용 가스로 재생공정의 제2 드라이어(DR-8011B)의 하단에서 상단 즉 가열공정때의 역방향으로 흐르며 가열된 흡착제와 제2 드라이어(DR-8011B)를 60℃ 이하로 냉각시킨다.
제2 드라이어(DR-8011B)를 냉각시키면서 제2 드라이어(DR-8011B)의 상부를 통과한 열기가 있는 재생가스는 쿨러(E-8015)를 통하여 45℃ 이하로 냉각된다. 이때 응축수는 발생되지 않는다.
냉각된 가스는 드럼(V-8011)을 통하여 유량제어밸브(FV21)을 통하여 공급되는 프로세스 가스에 혼입되어 제습중인 제1 드라이어(DR-8011A)로 유입되어 제1 드라이어(DR-8011A)의 하단에서 상단으로 통과하며 건조된 후 필터(F-8011)를 거쳐 사용처에 공급된다.
이때 제어부(10)는 재생용 가스 유량계(FT-81021)로 유량을 체크해 유량제어밸브(FV21)를 이용하여 재생가스 유량을 일정하게 제어한다.
쿨링단계의 밸브의 개폐 상태로서, 제1 버터플라이 밸브(XV21A), 제3 버터플라이 밸브(XV22A), 제6 버터플라이 밸브(XV23B), 제8 버터플라이 밸브(XV24B), 제12 버터플라이 밸브(XV28), 제13 버터플라이 밸브(XV29), 유량제어밸브(FV21)는 개방되고, 제5 버터플라이 밸브(XV23A), 제7 버터플라이 밸브(XV24A), 제2 버터플라이 밸브(XV21B), 제4 버터플라이 밸브(XV22B), 제9 버터플라이 밸브(XV25), 제10 버터플라이 밸브(XV26), 제11 버터플라이 밸브(XV27)는 폐쇄된다.
다음에, 제어부(10)는 제2 드라이어(DR-8011B)의 제습 공정을 수행하기 위한 절환을 할 것인지 판단하여(S90), 제2 드라이어(DR-8011B)의 제습 공정 수행을 위한 절환을 하는 경우에 제2 드라이어(DR-8011A)를 이용하여 수소가스를 제습한다(S100).
제2 드라이어 제습 공정은 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 수소 가스를 제2 드라이어(DR-8011B)를 통하여 제습 건조하여 습기 0.1ppmv 이하로 공급하는 공정으로서 제2 드라이어(DR-8011B)의 제습 운전시간은 8시간이다.
다음에 제어부(10)는 제2 드라이어 제습공정과 병행하여 제1 드라이어 재생공정을 수행하게 되는데, 제1 드라이어 재생공정은 제1 드라이어(DR-8011A)에 충진된 흡착제가 무한정 수분을 흡착할 수 없으므로 주기적으로 재생하여 계속적인 효율이 유지되도록 하는 공정으로서, 체인징 단계, 히팅 단계, 쿨링 단계의 공정으로 이루어진다.
먼저, 제어부(10)는 제2 드라이어 제습 공정과 병행하여 제1 드라이어(DR-8011A)를 재생하면서 드라이어 교체시 밸브 동작 시차에 의한 유로 폐쇄 현상을 방지하기 위하여 제1 드라이어(DR-8011A)측 제습가스 입출력 밸브를 개방하는 체인징 1스텝을 수행하고(S110), 체인징 1스텝에서 열려 있던 제습가스 입출력 밸브중에서 제1 드라이어(DR-8011A)측 제습가스 입출력 밸브를 개방하는 체인징 2스텝을 수행하고(S120), 제2 드라이어(DR-8011B)측 재생가스 입출력 밸브를 닫고 제1 드라이어(DR-8011A)측 재생가스 입출력 밸브를 열어주는 체인징 3스텝을 수행한다(S130).
* 체인징 단계
제1 드라이어 제습 및 제2 드라이어 재생 공정이 끝나고 드라이어를 절환하는 공정으로서, 밸브동작 시간차에 의한 유로 폐쇄와 제습되지 않은 가스의 공급방지를 위하여 3스텝에 걸쳐서 각각 1분씩 진행된다.
체인징 단계 1스텝은 드라이어 교체전 쿨링 상태를 유지하며 재생 드라이어측 제습가스 입출력 밸브인 제3 버터플라이 밸브(XV22A), 제1 버터플라이 밸브(XV21A)가 열리고, 유량제어밸브(FV21)가 100% 개방되어 드라이어 교체시 밸브 동작 시차에 의한 유로 폐쇄 현상을 방지한다.
체인징 단계 1스텝의 밸브의 개폐 상태로서, 제1 버터플라이 밸브(XV21A), 제2 버터플라이 밸브(XV21B), 제3 버터플라이 밸브(XV22A), 제4 버터플라이 밸브(XV22B), 제6 버터플라이 밸브(XV23B), 제8 버터플라이 밸브(XV24B), 제12 버터플라이 밸브(XV28), 제13 버터플라이 밸브(XV29), 유량제어밸브(FV21)는 개방되고, 제5 버터플라이 밸브(XV23A), 제7 버터플라이 밸브(XV24A), 제9 버터플라이 밸브(XV25), 제10 버터플라이 밸브(XV26), 제11 버터플라이 밸브(XV27)는 폐쇄된다.
체인징 단계 2스텝에서는 체인징 단계 1스텝에서 열려 있던 제습가스 입출력 밸브중에서 재생 드라이어측 제습가스 입출력 밸브인 제3 버터플라이 밸브(XV22A), 제1 버터플라이 밸브(XV21A)를 닫아준다.
체인징 단계 2스텝의 밸브의 개폐 상태로서, 제2 버터플라이 밸브(XV21B), 제4 버터플라이 밸브(XV22B), 제6 버터플라이 밸브(XV23B), 제8 버터플라이 밸브(XV24B), 제12 버터플라이 밸브(XV28), 제13 버터플라이 밸브(XV29), 유량제어밸브(FV21)는 개방되고, 제1 버터플라이 밸브(XV21A), 제3 버터플라이 밸브(XV22A), 제5 버터플라이 밸브(XV23A), 제7 버터플라이 밸브(XV24A), 제9 버터플라이 밸브(XV25), 제10 버터플라이 밸브(XV26), 제11 버터플라이 밸브(XV27)는 폐쇄된다.
체인징 단계 3스텝에서는 열려 있던 제습 드라이어측 재생가스 입출력 밸브인 제6 버터플라이 밸브(XV23B), 제8 버터플라이 밸브(XV24B)를 닫고, 재생 드라이어측 재생가스 입출력 밸브인 제5 버터플라이 밸브(XV23A), 제7 버터플라이 밸브(XV24A)를 열어준다.
체인징 단계 3스텝의 밸브의 개폐 상태로서, 제2 버터플라이 밸브(XV21B), 제4 버터플라이 밸브(XV22B), 제5 버터플라이 밸브(XV23A), 제7 버터플라이 밸브(XV24A), 제12 버터플라이 밸브(XV28), 제13 버터플라이 밸브(XV29), 유량제어밸브(FV21)는 개방되고, 제1 버터플라이 밸브(XV21A), 제3 버터플라이 밸브(XV22A), 제6 버터플라이 밸브(XV23B), 제8 버터플라이 밸브(XV24B), 제9 버터플라이 밸브(XV25), 제10 버터플라이 밸브(XV26), 제11 버터플라이 밸브(XV27)는 폐쇄된다.
다음에 제어부(10)는, 도 5에 도시되어 있는 바와 같이, 히터(E-8014)로 재생용 가스를 공급하여 히팅을 시킨다(S140).
* 제1 드라이어 히팅 단계
드라이어 입구측 주 배관에서 분기된 재생용 가스 라인의 제9 버터플라이 밸브(XV25), 제10 버터플라이 밸브(XV26), 제11 버터플라이 밸브(XV27)이 개방되고, 히터(E-8104)로 재생용 가스를 약 3,500 NM3/HR를 공급하여 가스의 온도를 180℃로 가열시킨다.
가열된 재생용 수소 가스를 재생공정의 제1 드라이어(DR-8011A)의 상단에서 하단으로 통과시켜 흡착제에 흡착된 수분을 증발시켜서 흡착제를 재생한다.
제1 드라이어(DR-8011A)의 흡착제를 가열시키며 통과된 수분을 포화한 재생가스는 쿨러(E-8015)를 통하여 45℃ 이하로 냉각되고 포화수분을 응축시킨다.
냉각된 재생가스는 드럼(V-8011)을 통과하며 응축된 수분이 분리 제거되고, 재생공정을 마친 45℃의 포화 재생가스는 유량제어밸브(FV21)를 통과한 프로세스 가스에 혼입되어 제습중인 제2 드라이어(DR-8011B)로 유입되어 제2 드라이어(DR-8011B)의 하단에서 상단으로 통과하며 건조된 후 필터(F-8011)를 거쳐 사용처에 공급된다.
이때 제어부(10)는 재생용 가스 유량계(FT21)로 유량을 체크해 유량제어밸브(FV-21)를 이용하여 재생가스 유량을 일정하게 제어한다.
히팅단계의 밸브의 개폐 상태로서, 제2 버터플라이 밸브(XV21B), 제4 버터플라이 밸브(XV22B), 제5 버터플라이 밸브(XV23A), 제7 버터플라이 밸브(XV24A), 제9 버터플라이 밸브(XV25), 제10 버터플라이 밸브(XV26), 제11 버터플라이 밸브(XV27), 유량제어밸브(FV21)는 개방되고, 제1 버터플라이 밸브(XV21A), 제3 버터플라이 밸브(XV22A), 제6 버터플라이 밸브(XV23B), 제8 버터플라이 밸브(XV24B), 제12 버터플라이 밸브(XV28), 제13 버터플라이 밸브(XV29)는 폐쇄된다.
다음에 제어부(10)는, 도 6에 도시되어 있는 바와 같이, 드라이어 절환후 제1 드라이어 제습때 제1 드라이어(DR-8011A)로 뜨거운 가스가 공급되지 않도록 하기 위하여, 유입되는 프로세스 가스중 일부를 제1 드라이어(DR-8011A)의 하단에서 상단으로 흐르게 하면서 제1 드라이어와 흡착제를 냉각시킨다(S150).
* 제1 드라이어 쿨링 단계
히팅 공정이 마쳐지면 드라이어 절환후 제습때 뜨거운 가스가 공급되지 않도록 하기 위하여, 드라이어 입구측 주 배관에서 분기된 재생용 가스 라인의 제12 버터플라이 밸브(XV28)와 제13 버터플라이 밸브(XV29)가 열리고 가열공정 동안 열려 잇던 제9 버터플라이 밸브(XV25), 제10 버터플라이 밸브(XV26), 제11 버터플라이 밸브(XV27)은 닫히게 되며, 유입되는 프로세스 가스중 일부 약 3,500NM3/HR가 냉각용 가스로 재생공정의 제1 드라이어(DR-8011A)의 하단에서 상단 즉 가열공정때의 역방향으로 흐르며 가열된 흡착제와 제1 드라이어(DR-8011A)를 60℃ 이하로 냉각시킨다.
제1 드라이어(DR-8011A)를 냉각시키면서 제1 드라이어(DR-8011A)의 상부를 통과한 열기가 있는 재생가스는 쿨러(E-8015)를 통하여 45℃ 이하로 냉각된다. 이때 응축수는 발생되지 않는다.
냉각된 가스는 드럼(V-8011)을 통하여 유량제어밸브(FV21)을 통하여 공급되는 프로세스 가스에 혼입되어 제습중인 제2 드라이어(DR-8011B)로 유입되어 제2 드라이어(DR-8011B)의 하단에서 상단으로 통과하며 건조된 후 필터( )를 거쳐 사용처에 공급된다.
이때 제어부(10)는 재생용 가스 유량계(FT21)로 유량을 체크해 유량제어밸브(FV-21)로 재생가스 유량이 3,500 NM3/HR로 일정하게 유지되도록 PID 제어한다.
쿨링단계의 밸브의 개폐 상태로서, 제2 버터플라이 밸브(XV21B), 제4 버터플라이 밸브(XV22B), 제5 버터플라이 밸브(XV23A), 제7 버터플라이 밸브(XV24A), 제12 버터플라이 밸브(XV28), 제13 버터플라이 밸브(XV29), 유량조절밸브(FV21)는 개방되고, 제1 버터플라이 밸브(XV21A), 제3 버터플라이 밸브(XV22A), 제6 버터플라이 밸브(XV23B), 제8 버터플라이 밸브(XV24B), 제9 버터플라이 밸브(XV25), 제10 버터플라이 밸브(XV26), 제11 버터플라이 밸브(XV27)는 폐쇄된다.
10 : 제어부 54 : 입출력 밸브 모터구동부

Claims (8)

  1. 가스입력관에 도관을 통해 연결되어 있는 유량제어밸브와,
    상기한 유량제어밸브에 도관을 통해 연결되어 있는 제1 버터플라이 밸브 및 제2 버터플라이 밸브와,
    상기한 제1 버터플라이 밸브에 도관을 통해 연결되어 있는 제1 드라이어와,
    상기한 제1 드라이어에 도관을 통해 연결되어 있는 제3 버터플라이 밸브와,
    상기한 제2 버터플라이 밸브에 도관을 통해 연결되어 있는 제2 드라이어와,
    상기한 제2 드라이어에 도관을 통해 연결되어 있는 제4 버터플라이 밸브와,
    상기한 제3 버터플라이 밸브 및 제4 버터플라이 밸브에 도관을 통해 연결되어 있는 필터와,
    가스입력관에 도관을 통해 연결되어 있는 제9 버터플라이 밸브와,
    상기한 제9 버터플라이 밸브에 도관을 통해 연결되어 있는 히터와,
    상기한 히터에 연결되어 있는 제11 버터플라이 밸브와,
    상기한 히터와 제1 드라이어 및 제2 드라이어의 사이에 도관을 통해 각각 연결되어 있는 제7 버터플라이 밸브 및 제8 버터플라이 밸브와,
    제1 드라이어 및 제2 드라이어에 도관을 통해 각각 연결되어 있는 제5 버터플라이 밸브 및 제6 버터플라이 밸브와,
    상기한 제5 버터플라이 밸브 및 제6 버터플라이 밸브에 도관을 통해 연결되어 있는 제10 버터플라이 밸브와,
    상기한 제10 버터플라이 밸브에 연결되어 있는 쿨러와, 상기한 쿨러에 연결되어 있는 드럼과,
    가스입력관과 상기한 제5 버터플라이 밸브 및 제6 버터플라이 밸브의 사이에 도관을 통해 연결되어 있는 제12 버터플라이 밸브와,
    상기한 제7 버터플라이 밸브 및 제8 버터플라이 밸브와 쿨러의 사이에 도관을 통해 연결되어 있는 제13 버터플라이 밸브와,
    상기한 밸브들를 제어하기 위한 제어부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 수소가스의 제습 및 재생 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    드라이어 절환시의 체인징 단계 1스텝의 밸브의 개폐 상태로서,
    제1 버터플라이 밸브, 제2 버터플라이 밸브, 제3 버터플라이 밸브, 제4 버터플라이 밸브, 제5 버터플라이 밸브, 제7 버터플라이 밸브, 제12 버터플라이 밸브, 제13 버터플라이 밸브, 유량제어밸브는 개방되고,
    제6 버터플라이 밸브, 제8 버터플라이 밸브, 제9 버터플라이 밸브, 제10 버터플라이 밸브, 제11 버터플라이 밸브는 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 수소가스의 제습 및 재생 시스템.
  3. 제 2항에 있어서,
    드라이어 절환시의 체인징 단계 2스텝의 밸브의 개폐 상태로서,
    제1 버터플라이 밸브, 제3 버터플라이 밸브, 제5 버터플라이 밸브, 제7 버터플라이 밸브, 제12 버터플라이 밸브, 제13 버터플라이 밸브, 유량제어밸브는 개방되고,
    제2 버터플라이 밸브, 제4 버터플라이 밸브, 제6 버터플라이 밸브, 제8 버터플라이 밸브, 제9 버터플라이 밸브, 제10 버터플라이 밸브, 제11 버터플라이 밸브는 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 수소가스의 제습 및 재생 시스템.
  4. 제 3항에 있어서,
    드라이어 절환시의 체인징 단계 3스텝의 밸브의 개폐 상태로서,
    제1 버터플라이 밸브, 제3 버터플라이 밸브, 제6 버터플라이 밸브, 제8 버터플라이 밸브, 제12 버터플라이 밸브, 제13 버터플라이 밸브, 유량제어밸브는 개방되고,
    제2 버터플라이 밸브, 제4 버터플라이 밸브, 제5 버터플라이 밸브, 제7 버터플라이 밸브, 제9 버터플라이 밸브, 제10 버터플라이 밸브, 제11 버터플라이 밸브는 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 수소가스의 제습 및 재생 시스템.
  5. 제 1항에 있어서,
    가스입력관에 도관을 통해 연결되어 있는 가스입력밸브와,
    상기한 필터에 도관을 통해 연결되어 있는 가스출력밸브와,
    상기한 제어부의 제어에 따라 상기한 가스입력밸브 및 가스출력밸브를 구동하기 위한 입출력 밸브 모터구동부를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 수소가스의 제습 및 재생 시스템.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기한 입출력 밸브 모터구동부는,
    회전동력을 발생시키기 위한 모터와,
    상기한 모터의 회전축에 일단이 연결되어 회전되는 상부 로드와,
    상기한 상부 로드의 타단에 상부 회전축이 연결되어 있는 삼각 로드와,
    상기한 삼각 로드의 좌측 회전축에 일단이 연결되어 있는 좌측 로드와,
    상기한 삼각 로드의 우측 회전축에 일단이 연결되어 있는 우측 로드와,
    상기한 좌측 로드에 타단이 연결되어 있는 좌측 회전풀리와,
    상기한 우측 로드에 타단이 연결되어 있는 우측 회전풀리를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 수소가스의 제습 및 재생 시스템.
  7. 제1 드라이어의 제습 공정을 수행하기 위한 절환을 할 것인지 판단하여 절환을 하는 경우에 제1 드라이어를 이용하여 수소가스를 제습하는 단계와,
    제1 드라이어 제습 공정과 병행하여 제2 드라이어를 재생하면서 드라이어 교체시 밸브 동작 시차에 의한 유로 폐쇄 현상을 방지하기 위하여 제2 드라이어측 제습가스 입출력 밸브를 개방하는 체인징 1스텝을 수행하는 단계와,
    체인징 1스텝에서 열려 있던 제습가스 입출력 밸브중에서 제2 드라이어측 제습가스 입출력 밸브를 개방하는 체인징 2스텝을 수행하는 단계와,
    제1 드라이어측 재생가스 입출력 밸브를 닫고 제2 드라이어측 재생가스 입출력 밸브를 열어주는 체인징 3스텝을 수행하는 단계와,
    히터로 재생용 가스를 공급하여 히팅시키는 단계와,
    드라이어 절환후 제2 드라이어 제습때 제2 드라이어로 뜨거운 가스가 공급되지 않도록 하기 위하여, 유입되는 프로세스 가스중 일부를 제2 드라이어의 하단에서 상단으로 흐르게 하면서 제2 드라이어와 흡착제를 냉각시키는 단계와,
    제2 드라이어의 제습 공정을 수행하기 위한 절환을 할 것인지 판단하여 절환을 하는 경우에 제2 드라이어를 이용하여 수소가스를 제습하는 단계와,
    제2 드라이어 제습 공정과 병행하여 제1 드라이어를 재생하면서 드라이어 교체시 밸브 동작 시차에 의한 유로 폐쇄 현상을 방지하기 위하여 제1 드라이어측 제습가스 입출력 밸브를 개방하는 체인징 1스텝을 수행하는 단계와,
    체인징 1스텝에서 열려 있던 제습가스 입출력 밸브중에서 제1 드라이어측 제습가스 입출력 밸브를 개방하는 체인징 2스텝을 수행하는 단계와,
    제2 드라이어측 재생가스 입출력 밸브를 닫고 제1 드라이어측 재생가스 입출력 밸브를 열어주는 체인징 3스텝을 수행하는 단계와,
    히터로 재생용 가스를 공급하여 히팅시키는 단계와,
    드라이어 절환후 제1 드라이어 제습때 제1 드라이어로 뜨거운 가스가 공급되지 않도록 하기 위하여, 유입되는 프로세스 가스중 일부를 제1 드라이어의 하단에서 상단으로 흐르게 하면서 제1 드라이어와 흡착제를 냉각시키는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 수소가스의 제습 및 재생 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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