KR102016808B1 - Method and System for Gas purification - Google Patents

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KR102016808B1
KR102016808B1 KR1020170148020A KR20170148020A KR102016808B1 KR 102016808 B1 KR102016808 B1 KR 102016808B1 KR 1020170148020 A KR1020170148020 A KR 1020170148020A KR 20170148020 A KR20170148020 A KR 20170148020A KR 102016808 B1 KR102016808 B1 KR 102016808B1
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한양대학교 에리카산학협력단
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Abstract

가스 정제 방법이 제공된다. 상기 가스 정제 방법은, 타겟 가스가 유입되는 단계, 상기 타겟 가스로부터 탄소 및 황을 포함하는 제1 가스를 제거하는 제1 단계, 상기 제1 단계가 수행된 상기 타겟 가스로부터 산소 및 규소를 포함하는 제2 가스를 제거하는 제2 단계, 및 상기 제2 단계가 수행된 상기 타겟 가스로부터 수소 및 황을 포함하는 제3 가스를 제거하는 제3 단계를 포함하되, 상기 제1 내지 제3 단계가 순차적으로 수행될 수 있다.A gas purification method is provided. The gas purification method includes a step of introducing a target gas, a first step of removing a first gas containing carbon and sulfur from the target gas, and oxygen and silicon from the target gas on which the first step is performed. A second step of removing a second gas, and a third step of removing a third gas including hydrogen and sulfur from the target gas on which the second step is performed, wherein the first to third steps are sequentially It can be performed as.

Description

가스 정제 방법 및 시스템 {Method and System for Gas purification}Gas purification method and system {Method and System for Gas purification}

본 발명은 가스 정제 방법 및 시스템에 관련된 것으로, 타겟 가스로부터 제1 내지 제3 가스가 순차적으로 제거되는 가스 정제 방법 및 시스템에 관련된 것이다.The present invention relates to a gas purification method and system, and more particularly, to a gas purification method and system in which first to third gases are sequentially removed from a target gas.

하수 슬러지, 음식물 쓰레기, 가축분뇨 및 도축 폐기물 등의 유기성 물질을 산소가 차단된 상태에서 혐기성 소화과정을 거치면 혐기성 소화가스(Anaerobic Digestion Gas, ADG) 또는 바이오 가스(Biogas)라 불리우는 가스가 발생한다. 바이오가스는 45 ~ 70 %의 메탄과 30 ~ 55 %의 이산화탄소, 수백 ~ 수천 ppm의 황화수소, 수백 ~ 수천 ppm의 암모니아, 수분, 실록산 등의 미량성분으로 조성되어 있다. 바이오가스 중에 포함되어 있는 메탄은 지구온난화지수 21로 대표적인 온실가스로 지정되어 있으며, 자체적인 에너지양이 약 5,000 kcal/㎥이므로 바이오가스 중 메탄을 정제, 회수하여 사용하면 지구온난화 방지, 자원재활용, 신재생에너지 확보라는 목적을 달성 할 수 있다.When anaerobic digestion of organic substances such as sewage sludge, food waste, livestock manure and slaughter waste is carried out with oxygen blocked, a gas called Anaerobic Digestion Gas (ADG) or Biogas is generated. Biogas is composed of 45 to 70% methane, 30 to 55% carbon dioxide, hundreds to thousands of ppm hydrogen sulfide, hundreds to thousands of ppm ammonia, moisture and siloxanes. The methane contained in biogas is designated as the representative greenhouse gas with global warming index 21. Since its own energy amount is about 5,000 kcal / ㎥, the purification and recovery of methane from biogas prevents global warming, resource recycling, The goal of securing renewable energy can be achieved.

바이오 가스를 자원화하는 방법으로는 직접연소에 의한 전력 및 열 생산(Combined Heat and Power, CHP), 정제를 거쳐 고순도화하여 도시가스 및 자동차연료로 사용할 수 있으며, 바이오 가스 발생원 주변의 환경과 경제성에 따라 다양한 활용법이 개발되고 있다. 예를 들어, 대한민국 특허 공개 번호 10-2017-0050087(출원번호: 10-2015-0151154, 출원인: 한국생산기술연구원)에는, 바이오 가스에 포함되어 있는 불순물과 이산화탄소 제거 및 분리하여 고온형 연료전지 발전을 위한 고순도 메탄 공급을 위한 바이오가스 전처리 및 이산화탄소 자원화 융합 공정 모듈 시스템이 개시되어 있다. 이 밖에도, 다양한 바이오 가스 관련 기술들이 연구 개발되고 있다.Biogas can be used as a resource to produce city gas and automobile fuel through high-purity through direct combustion and combined heat and power (CHP), refining, and environmental and economical efficiency around biogas sources. Therefore, various applications are being developed. For example, Korean Patent Publication No. 10-2017-0050087 (Application No .: 10-2015-0151154, Applicant: Korea Institute of Industrial Technology), removes and separates impurities and carbon dioxide contained in biogas to generate high-temperature fuel cells. A biogas pretreatment and carbon dioxide resource fusion process module system for supplying high purity methane is disclosed. In addition, various biogas related technologies are being researched and developed.

대한민국 특허 공개 공보 10-2017-0050087Republic of Korea Patent Publication No. 10-2017-0050087

본 발명이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는 정제공정의 효율이 향상된 가스 정제 방법 및 시스템을 제공하는 데 있다. One technical problem to be solved by the present invention is to provide a gas purification method and system with improved efficiency of the purification process.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는 황화합물 및 실록산을 함께 제거할 수 있는 가스 정제 방법 및 시스템을 제공하는 데 있다. Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a gas purification method and system that can remove the sulfur compound and siloxane together.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는 공정 설계가 용이한 가스 정제 방법 및 시스템을 제공하는 데 있다. Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a gas purification method and system easy to process design.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술된 것에 제한되지 않는다. The technical problem to be solved by the present invention is not limited to the above.

상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 가스 정제 방법을 제공한다. In order to solve the above technical problem, the present invention provides a gas purification method.

일 실시 예에 따르면, 상기 가스 정제 방법은, 타겟 가스가 유입되는 단계, 상기 타겟 가스로부터 탄소 및 황을 포함하는 제1 가스를 제거하는 제1 단계, 상기 제1 단계가 수행된 상기 타겟 가스로부터 산소 및 규소를 포함하는 제2 가스를 제거하는 제2 단계, 및 상기 제2 단계가 수행된 상기 타겟 가스로부터 수소 및 황을 포함하는 제3 가스를 제거하는 제3 단계를 포함하되, 상기 제1 내지 제3 단계가 순차적으로 수행될 수 있다. According to one embodiment, the gas purification method, the target gas is introduced, a first step of removing a first gas containing carbon and sulfur from the target gas, from the target gas is performed the first step A second step of removing a second gas containing oxygen and silicon, and a third step of removing a third gas containing hydrogen and sulfur from the target gas in which the second step is performed, wherein the first step is performed. The third to third steps may be performed sequentially.

일 실시 예에 따르면, 상기 제1 내지 제3 단계는, 각각 활성탄을 포함하는 제1 필터, 실리카겔을 포함하는 제2 필터, 및 수산화철을 포함하는 제3 필터를 사용할 수 있다. According to an embodiment of the present disclosure, the first to third steps may use a first filter including activated carbon, a second filter including silica gel, and a third filter including iron hydroxide.

일 실시 예에 따르면, 상기 제1 내지 제3 필터는, 각각 상기 타겟 가스가 이동하는 제1 내지 제3 유로를 포함하되, 상기 제3 유로의 길이는, 상기 제1 및 제2 유로의 길이보다 긴 것을 포함할 수 있다. According to one embodiment, each of the first to third filters includes first to third flow paths through which the target gas moves, and the length of the third flow path is greater than the length of the first and second flow paths. It may include a long one.

일 실시 예에 따르면, 상기 제1 필터가 포함하는 활성탄의 양 및 상기 제2 필터가 포함하는 실리카겔의 양 대비 상기 제3 필터가 포함하는 수산화철의 양이 더 많은 것을 포함할 수 있다. According to one embodiment, the amount of activated carbon included in the first filter and the amount of iron hydroxide included in the third filter may be greater than the amount of silica gel included in the second filter.

일 실시 예에 따르면, 상기 제1 내지 제 3 단계가 수행된 상기 타겟 가스로부터, 메탄 및 이산화탄소를 분리하는 단계를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, the method may further include separating methane and carbon dioxide from the target gas in which the first to third steps are performed.

상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 가스 정제 시스템을 제공한다. In order to solve the above technical problem, the present invention provides a gas purification system.

일 실시 예에 따르면, 상기 가스 정제 시스템은, 타겟 가스 유입부, 상기 타겟 가스 내의 탄소 및 황을 포함하는 제1 가스, 산소 및 규소를 포함하는 제2 가스, 수소 및 황을 포함하는 제3 가스를 순차적으로 제거하는 정제부, 및 상기 정제부로부터 배출된 상기 타겟 가스 내의 메탄 및 이산화탄소를 분리하는 분리부를 포함할 수 있다. According to an embodiment, the gas purification system may include a target gas inlet, a first gas including carbon and sulfur in the target gas, a second gas including oxygen and silicon, a third gas including hydrogen and sulfur It may include a purification unit for sequentially removing, and a separation unit for separating the methane and carbon dioxide in the target gas discharged from the purification unit.

일 실시 예에 따르면, 상기 정제부는, 활성탄을 포함하는 제1 필터, 실리카겔을 포함하는 제2 필터, 및 수산화철을 포함하는 제3 필터를 포함하되, 상기 타겟 가스가 상기 제1 내지 제3 필터를 순차적으로 이동하는 것을 포함할 수 있다. According to an embodiment of the present disclosure, the refining unit includes a first filter including activated carbon, a second filter including silica gel, and a third filter including iron hydroxide, wherein the target gas includes the first to third filters. It may include moving sequentially.

일 실시 예에 따르면, 상기 제1 내지 제3 필터는, 각각 상기 제1 내지 제3 가스를 제거하는 것을 포함할 수 있다. According to an embodiment, the first to third filters may include removing the first to third gases, respectively.

일 실시 예에 따르면, 상기 제1 가스는 이황화탄소이고, 상기 제2 가스는 실록산이고, 상기 제3 가스는 황화수소인 것을 포함할 수 있다. According to an embodiment, the first gas may include carbon disulfide, the second gas is siloxane, and the third gas may be hydrogen sulfide.

일 실시 예에 따르면, 상기 타겟 가스는 바이오 가스인 것을 포함할 수 있다.According to one embodiment, the target gas may include a biogas.

본 발명의 실시 예에 따른 가스 정제 방법은, 타겟 가스가 유입되는 단계, 상기 타겟 가스로부터 탄소 및 황을 포함하는 상기 제1 가스를 제거하는 제1 단계, 상기 제1 단계가 수행된 상기 타겟 가스로부터 산소 및 규소를 포함하는 제2 가스를 제거하는 제2 단계, 및 상기 제2 단계가 수행된 상기 타겟 가스로부터 수소 및 황을 포함하는 제3 가스를 제거하는 제3 단계를 포함하되, 상기 제1 내지 제3 단계가 순차적으로 수행될 수 있다. 이에 따라, 상기 타겟 가스의 정제 효율이 향상될 수 있다. In the gas purification method according to an embodiment of the present invention, the target gas is introduced, a first step of removing the first gas containing carbon and sulfur from the target gas, the target gas is performed the first step And a third step of removing a second gas containing oxygen and silicon from the third gas, and a third step of removing a third gas containing hydrogen and sulfur from the target gas in which the second step is performed. Steps 1 to 3 may be performed sequentially. Accordingly, the purification efficiency of the target gas may be improved.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 가스 정제 시스템을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 가스 정제 방법을 설명하는 순서도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 가스 정제 시스템이 포함하는 정제부를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 제1 변형 예에 따른 가스 정제 방법을 나타내기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제2 변형 예에 따른 가스 정제 방법을 나타내기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 제3 변형 예에 따른 가스 정제 방법을 나타내기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시 예 및 비교 예들에 따른 가스 정제 방법들을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시 예 1에 따른 가스 정제 방법의 바이오 가스에 대한 흡착특성을 나타내는 그래프이다.
1 is a view showing a gas purification system according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating a gas purification method according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing a purification unit included in the gas purification system according to an embodiment of the present invention.
4 is a view showing a gas purification method according to a first modification of the present invention.
5 is a view showing a gas purification method according to a second modification of the present invention.
6 is a view showing a gas purification method according to a third modification of the present invention.
7 is a view showing gas purification methods according to embodiments and comparative examples of the present invention.
8 is a graph showing adsorption characteristics for biogas of the gas purification method according to Example 1 of the present invention.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the technical idea of the present invention is not limited to the exemplary embodiments described herein and may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided to ensure that the disclosed contents are thorough and complete, and that the spirit of the present invention can be sufficiently delivered to those skilled in the art.

본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. In the present specification, when a component is mentioned to be on another component, it means that it may be formed directly on the other component or a third component may be interposed therebetween. In addition, in the drawings, the thicknesses of films and regions are exaggerated for effective explanation of technical contents.

또한, 본 명세서의 다양한 실시 예 들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시 예에 제 1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제 2 구성요소로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다.In addition, in various embodiments of the present specification, terms such as first, second, and third are used to describe various components, but these components should not be limited by these terms. These terms are only used to distinguish one component from another. Thus, what is referred to as a first component in one embodiment may be referred to as a second component in another embodiment. Each embodiment described and illustrated herein also includes its complementary embodiment. In addition, the term 'and / or' is used herein to include at least one of the components listed before and after.

명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 또한, 본 명세서에서 "연결"은 복수의 구성 요소를 간접적으로 연결하는 것, 및 직접적으로 연결하는 것을 모두 포함하는 의미로 사용된다.In the specification, the singular encompasses the plural unless the context clearly indicates otherwise. In addition, the terms "comprise" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, element, or combination thereof described in the specification, and one or more other features or numbers, steps, configurations It should not be understood to exclude the possibility of the presence or the addition of elements or combinations thereof. In addition, the term "connection" is used herein to mean both indirectly connecting a plurality of components, and directly connecting.

또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.In addition, in the following description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 가스 정제 시스템을 나타내는 도면이다. 1 is a view showing a gas purification system according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 상기 실시 예에 따른 가스 정제 시스템은, 타겟 가스 유입부(100), 정제부(200), 및 분리부(300)로 구성될 수 있다. Referring to FIG. 1, the gas purification system according to the embodiment may include a target gas inlet 100, a purifier 200, and a separator 300.

상기 타겟 가스 유입부(100)는, 상기 타겟 가스(10)를 외부로부터 유입할 수 있다. 유입된 상기 타겟 가스(10)는, 상기 정제부(200)로 공급될 수 있다. 예를 들어, 상기 타겟 가스(10)는, 바이오 가스일 수 있다. The target gas inlet 100 may introduce the target gas 10 from the outside. The introduced target gas 10 may be supplied to the purification unit 200. For example, the target gas 10 may be biogas.

상기 정제부(200)는, 제1 가스, 제2 가스, 및 제3 가스를 제거할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제1 가스는, 탄소 및 황을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 가스는, 이황화탄소(CS2) 또는 황화카르보닐(COS)일 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제2 가스는, 산소 및 규소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 가스는, 실록산(siloxane)일 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제3 가스는, 수소 및 황을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제3 가스는, 황화수소(H2S)일 수 있다. The purification unit 200 may remove the first gas, the second gas, and the third gas. According to one embodiment, the first gas may include carbon and sulfur. For example, the first gas may be carbon disulfide (CS 2 ) or carbonyl sulfide (COS). According to one embodiment, the second gas may include oxygen and silicon. For example, the second gas may be siloxane. According to one embodiment, the third gas may include hydrogen and sulfur. For example, the third gas may be hydrogen sulfide (H 2 S).

상기 정제부(200)는, 제1 필터, 제2 필터, 및 제3 필터를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제1 필터는 활성탄을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제2 필터는 실리카겔을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제3 필터는 수산화철을 포함할 수 있다. The purification unit 200 may include a first filter, a second filter, and a third filter. According to one embodiment, the first filter may include activated carbon. According to one embodiment, the second filter may include silica gel. According to one embodiment, the third filter may include iron hydroxide.

상기 제1 내지 제3 필터는 각각 상기 제1 내지 제3 가스를 제거할 수 있다. 즉, 상기 제1 가스가 이황화탄소 또는 황화카르보닐인 경우, 상기 제1 필터 내의 활성탄에 의해 제거될 수 있다. 상기 제2 가스가 실록산인 경우, 상기 제2 필터 내의 실리카겔에 의해 제거될 수 있다. 상기 제3 가스가 황화수소인 경우, 상기 제3 필터 내의 수산화철에 의해 제거될 수 있다. The first to third filters may remove the first to third gases, respectively. That is, when the first gas is carbon disulfide or carbonyl sulfide, it may be removed by activated carbon in the first filter. When the second gas is siloxane, it may be removed by silica gel in the second filter. When the third gas is hydrogen sulfide, it may be removed by iron hydroxide in the third filter.

상기 타겟 가스(10)는 상기 제1 내지 제3 필터를 순차적으로 이동할 수 있다. 이에 따라, 상기 타겟 가스(10)가 포함하는 제1 내지 제3 가스가 순차적으로 제거될 수 있다. 상기 제1 내지 제3 가스가 제거된 상기 타겟 가스(10)는, 상기 정제부(200)로부터 배출되어, 상기 분리부(300)로 유입될 수 있다. The target gas 10 may sequentially move the first to third filters. Accordingly, first to third gases included in the target gas 10 may be sequentially removed. The target gas 10 from which the first to third gases are removed may be discharged from the purification unit 200 and introduced into the separation unit 300.

상기 분리부(300)는, 상기 정제부(200)로부터 배출된 상기 타겟 가스(10) 내의 메탄 및 이산화탄소를 분리할 수 있다. 보다 구체적으로 말하면, 상기 정제부(200)를 통해 상기 제1 내지 제3 가스가 제거된 상기 타겟 가스(10)는, 메탄 및 이산화탄소를 포함할 수 있다. 상기 분리부(300)는, 상기 제1 내지 제3 가스가 제거된 상기 타겟 가스(10) 내의 메탄 및 이산화탄소를 분리할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 분리된 메탄 가스는, SOFC(solid oxide fuel cell)의 연료로 사용될 수 있다. The separation unit 300 may separate methane and carbon dioxide in the target gas 10 discharged from the purification unit 200. More specifically, the target gas 10 from which the first to third gases are removed through the purification unit 200 may include methane and carbon dioxide. The separation unit 300 may separate methane and carbon dioxide in the target gas 10 from which the first to third gases are removed. According to an embodiment, the separated methane gas may be used as a fuel of a solid oxide fuel cell (SOFC).

이하, 상술된 정제부(200) 내에서 상기 제1 내지 제3 가스가 제거되는 공정이 도 2 및 도 3을 참조하여 설명된다. Hereinafter, a process of removing the first to third gases in the above-described purification unit 200 will be described with reference to FIGS. 2 and 3.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 가스 정제 방법을 설명하는 순서도이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 가스 정제 시스템이 포함하는 정제부를 나타내는 도면이다. 2 is a flowchart illustrating a gas purification method according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a view showing a purification unit included in the gas purification system according to an embodiment of the present invention.

도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 타겟 가스(10)가 상기 정제부(200)로 유입될 수 있다(S110). 상기 정제부(200)는, 상기 제1 필터(210), 상기 제2 필터(220), 상기 제3 필터(230), 및 격막(240)을 포함하는 흡착 모듈(250)로 구성될 수 있다. 2 and 3, the target gas 10 may be introduced into the purification unit 200 (S110). The purification unit 200 may be composed of an adsorption module 250 including the first filter 210, the second filter 220, the third filter 230, and the diaphragm 240. .

상기 타겟 가스(10)가 상기 정제부(200)로 유입된 경우, 상기 제1 가스가 제거될 수 있다(S120). 상기 제1 내지 제3 가스는 순차적으로 제거될 수 있다. 상기 제1 가스는, 상기 제1 필터(210)에 의해 제거될 수 있다. 상기 제1 가스가 제거된 상기 타겟 가스(10)는, 상기 제2 가스가 제거될 수 있다(S130). 상기 제2 가스는, 상기 제2 필터(220)에 의해 제거될 수 있다. 상기 제2 가스가 제거된 상기 타겟 가스(10)는, 상기 제3 가스가 제거될 수 있다(S140). 상기 제3 가스는, 상기 제3 필터(220)에 의해 제거될 수 있다. When the target gas 10 is introduced into the purification unit 200, the first gas may be removed (S120). The first to third gases may be sequentially removed. The first gas may be removed by the first filter 210. The target gas 10 from which the first gas is removed may have the second gas removed (S130). The second gas may be removed by the second filter 220. In the target gas 10 from which the second gas is removed, the third gas may be removed (S140). The third gas may be removed by the third filter 220.

상기 제1 내지 제3 가스 및 상기 타겟 가스(10)는, 도 1을 참조하여 설명된 상기 가스 정제 시스템에서의 상기 제1 내지 제3 가스 및 상기 타겟 가스(10)와 같을 수 있다. 상기 제1 내지 제3 필터(210, 220, 230) 또한 상술된 상기 가스 정제 시스템에서의 상기 제1 내지 제3 필터와 같을 수 있다.The first to third gas and the target gas 10 may be the same as the first to third gas and the target gas 10 in the gas purification system described with reference to FIG. 1. The first to third filters 210, 220, 230 may also be the same as the first to third filters in the gas purification system described above.

상기 제1 내지 제3 필터(210, 220, 230)는, 각각 상기 타겟 가스(10)가 이동하는 제1 내지 제3 유로부(210a, 220a, 230a)를 포함할 수 있다. 상기 타겟 가스(10)는 상기 제1 내지 제3 유로부(210a, 220a, 230a)의 길이 방향으로 이동할 수 있다. 이에 따라, 상기 타겟 가스(10)는, 상기 제1 내지 제3 유로부(210a, 220a, 230a)를 통과하는 동안, 상기 제1 내지 제3 가스가 순차적으로 제거될 수 있다. The first to third filters 210, 220, and 230 may include first to third flow path parts 210a, 220a, and 230a through which the target gas 10 moves, respectively. The target gas 10 may move in a length direction of the first to third flow path parts 210a, 220a, and 230a. Accordingly, the first to third gases may be sequentially removed while the target gas 10 passes through the first to third flow path parts 210a, 220a, and 230a.

일 실시 예에 따르면, 상기 제1 내지 제3 필터(210, 220, 230) 내의 활성탄, 실라카겔, 및 수산화철의 양은 상기 제1 내지 제3 유로부(210a, 220a, 230a)의 길이(L1, L2, L3)에 따라 조절될 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 내지 제3 유로부(210a, 220a, 230a)의 길이(L1, L2, L3)가 길어짐에 따라, 상기 제1 내지 제3 필터(210, 220, 230) 내의 활성탄, 실라카겔, 및 수산화철의 양이 증가될 수 있다. According to one embodiment, the amount of activated carbon, silica gel, and iron hydroxide in the first to third filters 210, 220, and 230 is the length L 1 of the first to third flow path parts 210a, 220a, and 230a. , it can be adjusted to the L 2, L 3). Specifically, as the lengths L 1 , L 2 , and L 3 of the first to third flow path parts 210a, 220a, and 230a become longer, the first to third filters 210, 220, and 230 may be formed. The amount of activated carbon, silica gel, and iron hydroxide can be increased.

일 실시 예에 따르면, 상기 제3 유로부(230a)의 길이(L3)는, 상기 제1 및 제2 유로부(210a, 220a)의 길이(L1, L2)보다 길 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제 1 유로부(210a)의 길이(L1) 및 상기 제2 유로부(220a)의 길이(L2)는 서로 같을 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 및 제2 유로부(210a, 220a)의 길이(L1, L2)는 각각 10mm일 수 있다. 예를 들어, 상기 제3 유로부(230a)의 길이(L3)는 20mm일 수 있다. According to one embodiment, the second length (L 3) of the third flow passage (230a) is, may be longer than the length (L 1, L 2) of said first and second flow passage portion (210a, 220a). According to one embodiment, the length (L 2) of the length (L 1) and the second flow passage portion (220a) of the first flow passage (210a) may be equal to each other. For example, the lengths L 1 and L 2 of the first and second flow path parts 210a and 220a may be 10 mm, respectively. For example, the length L 3 of the third flow path part 230a may be 20 mm.

일 실시 예에 따르면, 상기 타겟 가스(10)가 바이오 가스인 경우, 상기 타겟 가스(10) 내에 상기 제3 가스가 상기 제1 및 제2 가스보다 많음에 따라, 상기 제1 필터(210)가 포함하는 활성탄의 양 및 상기 제2 필터(220)가 포함하는 실리카겔의 양 대비 상기 제3 필터(230)가 포함하는 수산화철의 양이 더 많을 수 있다. According to one embodiment, when the target gas 10 is a biogas, as the third gas is greater than the first and second gases in the target gas 10, the first filter 210 may be The amount of iron hydroxide included in the third filter 230 may be greater than the amount of activated carbon and the amount of silica gel included in the second filter 220.

즉, 상기 타겟 가스(10)가 바이오 가스인 경우, 상기 타겟 가스(10) 내에 상기 제3 가스가 상기 제1 및 제2 가스보다 많음에 따라, 상기 제3 가스의 제거량이 상기 제1 가스의 제거량보다 많을 수 있다. That is, when the target gas 10 is a biogas, as the third gas is larger than the first and second gases in the target gas 10, the amount of removal of the third gas may be greater than that of the first gas. It may be more than the removal amount.

상기 제1 내지 제3 필터(210, 220, 230)는 상기 격막(240)에 의해 각각 분리될 수 있다. 즉, 상기 격막(240)은 상기 제1 및 제2 필터(210, 220) 사이와 상기 제2 및 제3 필터(220, 230) 사이에 배치될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 격막(240)은, 다공성 막일 수 있다. The first to third filters 210, 220, and 230 may be separated by the diaphragm 240, respectively. That is, the diaphragm 240 may be disposed between the first and second filters 210 and 220 and between the second and third filters 220 and 230. According to one embodiment, the diaphragm 240 may be a porous membrane.

상기 격막(240)이 상기 제1 및 제2 필터(210, 220) 사이에 배치됨에 따라, 상기 제1 필터(210) 내의 상기 활성탄과, 상기 제2 필터(220) 내의 상기 실리카겔이 혼합되는 것이 방지될 수 있다. 또한, 상기 격막(240)이 상기 제2 및 제3 필터(220, 230) 사이에 배치됨에 따라, 상기 제2 필터(220) 내의 상기 실리카겔과 상기 제3 필터(230) 내의 상기 수산화철이 혼합되는 것이 방지될 수 있다.As the diaphragm 240 is disposed between the first and second filters 210 and 220, the activated carbon in the first filter 210 and the silica gel in the second filter 220 are mixed. Can be prevented. In addition, as the diaphragm 240 is disposed between the second and third filters 220 and 230, the silica gel in the second filter 220 and the iron hydroxide in the third filter 230 are mixed. Can be prevented.

상기 제1 내지 제3 가스가 제거된 상기 타겟 가스(10)는, 메탄 및 이산화탄소가 분리될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 분리된 메탄은 SOFC의 연료로 사용될 수 있다. Methane and carbon dioxide may be separated from the target gas 10 from which the first to third gases are removed. According to one embodiment, the separated methane can be used as fuel for SOFC.

상술된 본 발명의 실시 예에 따른 가스 정제 방법과 달리, 상기 타겟 가스(10)가 상기 제1 가스, 상기 제2 가스, 및 상기 제3 가스의 순서대로 제거되지 않는 경우, 황화수소의 제거율이 저하되어, 정제 효율이 감소하는 문제점이 발생할 수 있다. Unlike the gas purification method according to the embodiment of the present invention described above, when the target gas 10 is not removed in the order of the first gas, the second gas, and the third gas, the removal rate of hydrogen sulfide is lowered Thus, a problem may occur in which the purification efficiency is reduced.

하지만, 본 발명의 실시 예에 따른 가스 정제 방법은, 상기 타겟 가스(10)가 유입되는 단계, 상기 타겟 가스(10)로부터 탄소 및 황을 포함하는 상기 제1 가스를 제거하는 제1 단계, 상기 제1 단계가 수행된 상기 타겟 가스(10)로부터 산소 및 규소를 포함하는 상기 제2 가스를 제거하는 제2 단계, 및 상기 제2 단계가 수행된 상기 타겟 가스(10)로부터 수소 및 황을 포함하는 제3 가스를 제거하는 제3 단계를 포함하되, 상기 제1 내지 제3 단계가 순차적으로 수행될 수 있다. However, the gas purification method according to an embodiment of the present invention, the step of introducing the target gas 10, the first step of removing the first gas containing carbon and sulfur from the target gas 10, the A second step of removing the second gas containing oxygen and silicon from the target gas 10 on which the first step was performed, and hydrogen and sulfur from the target gas 10 on which the second step was performed Including a third step of removing the third gas, the first to third steps may be performed sequentially.

이에 따라, 상기 제1 및 제2 가스가 제거된 상기 타겟 가스(10) 내의 상기 제3 가스의 농도가 증가될 수 있다. 상기 제3 가스가 황화수소인 경우, 황화수소의 제거율은 수산화철의 표면에서 일어나는 화학 반응속도보다 황화수소에서 수산화철로 확산에 의한 물질전달속도의 영향이 크기 때문에, 농도가 증가된 황화수소의 제거율이 향상될 수 있다. 결과적으로, 상기 타겟 가스(10)의 정제 효율이 향상될 수 있다. Accordingly, the concentration of the third gas in the target gas 10 from which the first and second gases are removed may be increased. When the third gas is hydrogen sulfide, the removal rate of hydrogen sulfide has a greater influence on the mass transfer rate due to diffusion from hydrogen sulfide to iron hydroxide than the chemical reaction rate occurring on the surface of the iron hydroxide, thereby improving the removal rate of hydrogen sulfide with increased concentration. . As a result, the purification efficiency of the target gas 10 may be improved.

또한, 상기 실시 예에 따른 가스 정제 방법은, 상기 제2 가스를 제거하는 제2 단계가 수행된 직후(directly after), 상기 제3 가스를 제거하는 제3 단계가 수행됨에 따라, 상기 타겟 가스(10)의 정제 효율이 향상될 수 있다. In addition, in the gas purification method according to the embodiment, immediately after the second step of removing the second gas is performed (directly after), as the third step of removing the third gas is performed, the target gas ( Purification efficiency of 10) can be improved.

이하, 상술된 실시 예에 따른 가스 정제 방법을 수행하기 위한 다양한 변형 예들이 도 4 내지 도 6을 참조하여 설명된다. Hereinafter, various modifications for performing the gas purification method according to the above-described embodiment will be described with reference to FIGS. 4 to 6.

도 4는 본 발명의 제1 변형 예에 따른 가스 정제 방법을 나타내기 위한 도면이고, 도 5는 본 발명의 제2 변형 예에 따른 가스 정제 방법을 나타내기 위한 도면이고, 도 6은 본 발명의 제3 변형 예에 따른 가스 정제 방법을 나타내기 위한 도면이다. 4 is a view showing a gas purification method according to a first modification of the present invention, Figure 5 is a view showing a gas purification method according to a second modification of the present invention, Figure 6 is a view of the present invention It is a figure for showing the gas purification method which concerns on a 3rd modification.

도 4를 참조하면, 본 발명의 제1 변형 예에 따른 가스 정제 방법은, 제1 내지 제3 흡착 모듈(250a, 250b, 250c)을 통해 수행될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제1 내지 제3 흡착 모듈(250a, 250b, 250c)은 각각 제1 내지 제3 필터(210, 220, 230)를 포함할 수 있다. 상기 제1 내지 제3 흡착 모듈(250a, 250b, 250c)은 서로 이격되어 배치될 수 있다. 상기 제1 내지 제3 필터(210, 220, 230)는 도 2 및 도 3을 참조하여 설명된 바와 같을 수 있다. Referring to FIG. 4, the gas purification method according to the first modification of the present invention may be performed through the first to third adsorption modules 250a, 250b, and 250c. According to an embodiment, the first to third adsorption modules 250a, 250b, and 250c may include first to third filters 210, 220, and 230, respectively. The first to third adsorption modules 250a, 250b, 250c may be spaced apart from each other. The first to third filters 210, 220, and 230 may be as described with reference to FIGS. 2 and 3.

이에 따라, 상기 타겟 가스(10)는 상기 제1 내지 제3 흡착 모듈(250a, 250b, 250c)이 포함하는 상기 제1 내지 제3 필터(210, 220, 230)에서, 각각 상기 제1 내지 제3 가스가 순차적으로 제거될 수 있다. Accordingly, the target gas 10 is the first to third filters 210, 220 and 230 included in the first to third adsorption modules 250a, 250b and 250c, respectively. 3 gases can be removed sequentially.

도 5를 참조하면, 본 발명의 제2 변형 예에 따른 가스 정제 방법은, 제1 및 제2 흡착 모듈(250a, 250b)을 통해 수행될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제1 흡착 모듈(250a)은 상기 제1 필터(210), 상기 제2 필터(220), 및 상기 제1 필터(210)와 상기 제2 필터(220) 사이에 배치되는 상기 격막(240)을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제2 흡착 모듈(250b)은 상기 제3 필터(230)를 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2 흡착 모듈(250a, 250b)은 서로 이격되어 배치될 수 있다. 상기 제1 내지 제3 필터(210, 220, 230)는 도 2 및 도 3을 참조하여 설명된 바와 같을 수 있다.Referring to FIG. 5, the gas purification method according to the second modification of the present invention may be performed through the first and second adsorption modules 250a and 250b. According to one embodiment, the first adsorption module 250a is disposed between the first filter 210, the second filter 220, and the first filter 210 and the second filter 220. The diaphragm 240 may be included. According to one embodiment, the second adsorption module 250b may include the third filter 230. The first and second adsorption modules 250a and 250b may be spaced apart from each other. The first to third filters 210, 220, and 230 may be as described with reference to FIGS. 2 and 3.

이에 따라, 상기 타겟 가스(10)는 상기 제1 흡착 모듈(250a)이 포함하는 상기 제1 및 제2 필터(210, 220)에서, 각각 상기 제1 및 제2 가스가 순차적으로 제거될 수 있다. 상기 제1 및 제2 가스가 제거된 상기 타겟 가스(10)는 상기 제2 흡착 모듈(250b)로 이동하여, 상기 제3 필터(230)에서, 상기 제3 가스가 제거될 수 있다. Accordingly, in the target gas 10, the first and second gases may be sequentially removed from the first and second filters 210 and 220 included in the first adsorption module 250a, respectively. . The target gas 10 from which the first and second gases are removed may move to the second adsorption module 250b, and the third gas may be removed from the third filter 230.

도 6을 참조하면, 본 발명의 제3 변형 예에 따른 가스 정제 방법은, 제1 및 제2 흡착 모듈(250a, 250b)을 통해 수행될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제1 흡착 모듈(250a)은 상기 제1 필터(210)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제2 흡착 모듈(250b)은 상기 제2 필터(220), 상기 제3 필터(230), 및 상기 제2 필터(220)와 상기 제3 필터(230) 사이에 배치되는 상기 격막(240)을 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2 흡착 모듈(250a, 250b)은 서로 이격되어 배치될 수 있다. 상기 제1 내지 제3 필터(210, 220, 230)는 도 2 및 도 3을 참조하여 설명된 바와 같을 수 있다.Referring to FIG. 6, the gas purification method according to the third modified example of the present invention may be performed through the first and second adsorption modules 250a and 250b. According to one embodiment, the first adsorption module 250a may include the first filter 210. According to one embodiment, the second adsorption module 250b is disposed between the second filter 220, the third filter 230, and the second filter 220 and the third filter 230. The diaphragm 240 may be included. The first and second adsorption modules 250a and 250b may be spaced apart from each other. The first to third filters 210, 220, and 230 may be as described with reference to FIGS. 2 and 3.

이에 따라, 상기 타겟 가스(10)는 상기 제1 흡착 모듈(250a)이 포함하는 상기 제1 필터(210)에서, 상기 제1 가스가 제거될 수 있다. 상기 제1 가스가 제거된 상기 타겟 가스(10)는 상기 제2 흡착 모듈(250b)로 이동하여, 상기 제2 및 제3 필터(220, 230)에서, 상기 제2 및 제3 가스가 순차적으로 제거될 수 있다. Accordingly, in the target gas 10, the first gas may be removed from the first filter 210 included in the first adsorption module 250a. The target gas 10 from which the first gas is removed is moved to the second adsorption module 250b so that the second and third gases are sequentially formed in the second and third filters 220 and 230. Can be removed.

이하, 상술된 실시 예에 따른 가스 정제 방법의 구체적인 실험 방법 및 특성 평가 결과가 설명된다. Hereinafter, specific experimental methods and characteristics evaluation results of the gas purification method according to the above-described embodiment will be described.

실시 예 1에 따른 가스 정제 방법Gas purification method according to Example 1

10mm 길이를 갖고 활성탄을 포함하는 제1 필터(210), 10mm 길이를 갖고 실리카겔을 포함하는 제2 필터(220), 20mm 길이를 갖고 수산화철을 포함하는 제3 필터(230)가 준비된다. 흡착 모듈 내에 제1 필터(210), 제2 필터(220), 및 제3 필터(230)를 순서대로 배치하였다. A first filter 210 having a length of 10 mm and including activated carbon, a second filter 220 having a length of 10 mm and containing silica gel, and a third filter 230 having a length of 20 mm and containing iron hydroxide are prepared. The first filter 210, the second filter 220, and the third filter 230 are disposed in the adsorption module in order.

이후, 60 wt% 농도의 CH4, 40 wt% 농도의 CO2, 1900 ppm 농도의 H2S, 100ppm 농도의 COS, 100ppm 농도의 CS2, 10ppm 농도의 siloxane D4, 및 20 ppm 농도의 siloxane D5를 포함하는 바이오 가스를 300 mL/min의 속도로 흡착 모듈에 제공하여 정제하였다. Then, 60 wt% CH 4 , 40 wt% CO 2 , 1900 ppm H 2 S, 100 ppm COS, 100 ppm CS 2 , 10 ppm siloxane D4, and 20 ppm siloxane D5 The biogas containing was purified by providing the adsorption module at a rate of 300 mL / min.

비교 예 1에 따른 가스 정제 방법Gas purification method according to Comparative Example 1

상술된 실시 예 1에 따른 방법으로 바이오 가스를 정제하되, 상기 흡착 모듈 내에 제2 필터(220), 제1 필터(210), 및 제3 필터(230)를 순서대로 배치하였다. The biogas was purified by the method according to Example 1 described above, but the second filter 220, the first filter 210, and the third filter 230 were sequentially disposed in the adsorption module.

비교 예 2에 따른 가스 정제 방법Gas purification method according to Comparative Example 2

상술된 실시 예 1에 따른 방법으로 바이오 가스를 정제하되, 상기 흡착 모듈 내에 제3 필터(230), 제1 필터(210), 및 제2 필터(220)를 순서대로 배치하였다. The biogas was purified by the method according to Example 1, but the third filter 230, the first filter 210, and the second filter 220 were disposed in the adsorption module in order.

비교 예 3에 따른 가스 정제 방법Gas purification method according to Comparative Example 3

상술된 실시 예 1에 따른 방법으로 바이오 가스를 정제하되, 상기 흡착 모듈 내에 제3 필터(230), 제2 필터(220), 및 제1 필터(210)를 순서대로 배치하였다. The biogas was purified by the method according to the first embodiment described above, but the third filter 230, the second filter 220, and the first filter 210 were sequentially disposed in the adsorption module.

비교 예 4에 따른 가스 정제 방법Gas purification method according to Comparative Example 4

상술된 실시 예 1에 따른 방법으로 바이오 가스를 정제하되, 상기 흡착 모듈 내에 제1 필터(210), 제3 필터(230), 및 제2 필터(220)를 순서대로 배치하였다. The biogas was purified by the method according to Example 1 described above, but the first filter 210, the third filter 230, and the second filter 220 were disposed in the adsorption module in order.

비교 예 5에 따른 가스 정제 방법Gas purification method according to Comparative Example 5

상술된 실시 예 1에 따른 방법으로 바이오 가스를 정제하되, 상기 흡착 모듈 내에 제2 필터(220), 제3 필터(230), 및 제1 필터(210)를 순서대로 배치하였다. The biogas was purified by the method according to Example 1 described above, but the second filter 220, the third filter 230, and the first filter 210 were sequentially disposed in the adsorption module.

상기 실시 예 1 및 비교 예 1 내지 5에 따른 가스 정제 방법이 아래 <표 1>로 정리된다. Gas purification methods according to Example 1 and Comparative Examples 1 to 5 are summarized in Table 1 below.

구분division 구조rescue 실시 예 1Example 1 제1 필터 - 제2 필터 - 제3 필터First Filter-Second Filter-Third Filter 비교 예 1Comparative Example 1 제2 필터 - 제1 필터 - 제3 필터Second Filter-First Filter-Third Filter 비교 예 2Comparative Example 2 제3 필터 - 제1 필터 - 제2 필터Third Filter-First Filter-Second Filter 비교 예 3Comparative Example 3 제3 필터 - 제2 필터 - 제1 필터Third Filter-Second Filter-First Filter 비교 예 4Comparative Example 4 제1 필터 - 제3 필터 - 제2 필터First Filter-Third Filter-Second Filter 비교 예 5Comparative Example 5 제2 필터 - 제3 필터 - 제1 필터Second Filter-Third Filter-First Filter

도 7은 본 발명의 실시 예 및 비교 예들에 따른 가스 정제 방법들을 나타내는 도면이다. 7 is a view showing gas purification methods according to embodiments and comparative examples of the present invention.

도 7의 (a) 내지 (f)를 참조하면, 상기 실시 예 1 및 비교 예 1 내지 5에 따른 가스 정제 방법으로 바이오 가스를 정제하고, 정제된 바이오 가스가 포함하는 물질들의 흡착능(mg/g) 및 정제된 바이오 가스에서 물질에 따라 검출되는데 소요되는 시간(min)을 측정하였다. 흡착능 및 검출시간은, 정제된 바이오 가스가 포함하는 물질들이 초기 바이오 가스가 포함하는 물질들 대비 0.1 wt% 농도를 갖는 시점을 기준으로 하였다. 도 7의 (a) 내지 (f)는, 각각 상기 실시 예 1, 비교 예 1 내지 비교 예 5에 따른 가스 정제 방법을 나타낸다. Referring to (a) to (f) of FIG. 7, the biogas is purified by the gas purification method according to Example 1 and Comparative Examples 1 to 5, and adsorption capacity (mg / g) of substances included in the purified biogas ) And the time (min) required for detection according to the substance in the purified biogas. The adsorption capacity and the detection time were based on the time when the materials included in the purified biogas had a concentration of 0.1 wt% compared to the materials included in the initial biogas. (A)-(f) of FIG. 7 show the gas purification method which concerns on the said Example 1, the comparative example 1-the comparative example 5, respectively.

상기 실시 예 1 및 비교 예 1 내지 5에 따른 가스 정제 방법으로 정제된 바이오 가스의 특성이 아래 <표 2>를 통해 정리된다. The characteristics of the biogas purified by the gas purification method according to Example 1 and Comparative Examples 1 to 5 are summarized through Table 2 below.

구분division 특성characteristic CH4 CH 4 CO2 CO 2 H2SH 2 S COSCOS CS2 CS 2 Siloxane
(D4)
Siloxane
(D4)
Siloxane
(D5)
Siloxane
(D5)
실시 예 1Example 1 흡착능
(mg/g)
Adsorption capacity
(mg / g)
00 00 92.992.9 0.30.3 5.65.6 18.118.1 45.345.3
검출시간
(min)
Detection time
(min)
-- -- 138.5138.5 0.20.2 87.487.4 -- --
비교 예 1Comparative Example 1 흡착능
(mg/g)
Adsorption capacity
(mg / g)
00 00 86.086.0 0.30.3 4.14.1 18.118.1 45.345.3
검출시간
(min)
Detection time
(min)
-- -- 113.8113.8 0.20.2 26.426.4 -- --
비교 예 2Comparative Example 2 흡착능
(mg/g)
Adsorption capacity
(mg / g)
00 00 68.468.4 0.40.4 5.15.1 18.118.1 45.345.3
검출시간
(min)
Detection time
(min)
-- -- 87.887.8 0.20.2 43.943.9 -- --
비교 예 3Comparative Example 3 흡착능
(mg/g)
Adsorption capacity
(mg / g)
00 00 78.578.5 0.30.3 4.54.5 18.118.1 45.345.3
검출시간
(min)
Detection time
(min)
-- -- 77.377.3 0.20.2 43.843.8 -- --
비교 예 4Comparative Example 4 흡착능
(mg/g)
Adsorption capacity
(mg / g)
00 00 82.882.8 0.40.4 4.24.2 18.118.1 45.345.3
검출시간
(min)
Detection time
(min)
-- -- 105.0105.0 0.20.2 61.361.3 -- --
비교 예 5Comparative Example 5 흡착능
(mg/g)
Adsorption capacity
(mg / g)
00 00 70.7970.79 0.50.5 5.05.0 18.118.1 45.345.3
검출시간
(min)
Detection time
(min)
-- -- 106.3106.3 0.20.2 26.426.4 -- --

상술된 <표 2>에서 알 수 있듯이, 상기 실시 예 1에 따른 가스 정제 방법으로 바이오 가스를 정제한 경우, 정제된 바이오 가스가 포함하는 물질들의 흡착능(mg/g)이 가장 높게 나타나고, 정제된 바이오 가스에서 물질에 따라 검출되는데 소요되는 시간(min)이 가장 긴 것을 확인할 수 있었다. As can be seen in Table 2 above, when the biogas was purified by the gas purification method according to Example 1, the adsorption capacity (mg / g) of the substances included in the purified biogas was the highest and was purified. It was confirmed that the time (min) required for detection in the biogas according to the substance was the longest.

이에 따라, 상기 실시 예 1에 따른 가스 정제 방법이 상기 비교 예 1 내지 비교 예 5에 따른 가스 정제 방법 보다, 바이오 가스를 정제하는데 효율적이라는 것을 알 수 있다. 즉, 바이오 가스를 정제하는 경우, 이황화탄소 및 황화카르보닐 제거, 실록산 제거, 황화수소 제거의 순서대로 구성하는 것이 효율적이라는 것을 알 수 있다. Accordingly, it can be seen that the gas purification method according to Example 1 is more efficient for purifying biogas than the gas purification method according to Comparative Examples 1 to 5. That is, in the case of purifying biogas, it can be seen that it is efficient to configure carbon disulfide and carbonyl sulfide, siloxane, and hydrogen sulfide in the order of removal.

도 8은 본 발명의 실시 예 1에 따른 가스 정제 방법의 바이오 가스에 대한 흡착특성을 나타내는 그래프이다. 8 is a graph showing adsorption characteristics for biogas of the gas purification method according to Example 1 of the present invention.

도 8을 참조하면, 상기 실시 예 1에 따른 가스 정제 방법으로 바이오 가스를 정제하고, 바이오 가스 내의 초기 물질의 양(C0) 대비 바이오 가스 내의 정제된 물질의 양(C)을 시간에 따라 나타내었다. 8, the above embodiment the amount of the initial material in the purification of the biogas to the gas purification method, and a biogas according to 1 (C 0) represents the amount (C) of the purified material in the preparation of biogas according to the time It was.

도 8에서 알 수 있듯이, 초기 황화카르보닐(COS)의 양 대비 정제된 황화카르보닐(COS)의 양이 같아지는데(C/C0=1) 소요되는 시간은 500분으로 나타나고, 초기 이황화탄소(CS2)의 양 대비 정제된 이황화탄소(CS2)의 양이 같아지는데 소요되는 시간은 1500분으로 나타나고, 초기 황화수소(H2S)의 양 대비 정제된 황화수소(H2S)의 양이 같아지는데 소요되는 시간은 5500분으로 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 이에 따라, 상기 실시 예 1에 따른 가스 정제 방법으로 바이오 가스를 정제하는 경우, 바이오 가스 내의 황화수소가 검출되는 시간이 가장 오래걸리는 것을 알 수 있다.As can be seen in Figure 8, the amount of carbonyl sulfide (COS) purified compared to the amount of carbonyl sulfide (COS) is the same (C / C 0 = 1), the time required is 500 minutes, the initial carbon disulfide both compared to the time amount is equal takes makin of purified carbon disulfide (CS2) of the (CS 2) is shown as 1500 minutes, like the amount of the initial hydrogen sulfide amount compared to purified hydrogen sulfide (H 2 S) in the (H 2 S) The time taken to build was found to be 5500 minutes. Accordingly, when the biogas is purified by the gas purification method according to the first embodiment, it can be seen that hydrogen sulfide in the biogas takes the longest time.

이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.As mentioned above, although this invention was demonstrated in detail using the preferable embodiment, the scope of the present invention is not limited to a specific embodiment, Comprising: It should be interpreted by the attached Claim. In addition, those skilled in the art should understand that many modifications and variations are possible without departing from the scope of the present invention.

10: 타겟 가스
100: 타겟 가스 유입부
200: 정제부
210, 220, 230: 제1 필터, 제2 필터, 제3 필터
210a, 220a, 230a: 제1 유로, 제2 유로, 제3 유로
240: 격막
250: 흡착 모듈
250a, 250b, 250c: 제1 흡착 모듈, 제2 흡착 모듈, 제3 흡착 모듈
L1, L2, L3: 제1 유로의 길이, 제2 유로의 길이, 제3 유로의 길이
300: 분리부
10: target gas
100: target gas inlet
200: refiner
210, 220, 230: first filter, second filter, third filter
210a, 220a, 230a: 1st flow path, 2nd flow path, 3rd flow path
240: diaphragm
250: adsorption module
250a, 250b, 250c: first adsorption module, second adsorption module, third adsorption module
L 1 , L 2 , L 3 : length of first flow path, length of second flow path, length of third flow path
300: separation part

Claims (10)

타겟 가스가 유입되는 단계;
상기 타겟 가스로부터 탄소 및 황을 포함하는 제1 가스를 제거하는 제1 단계;
상기 제1 단계가 수행된 상기 타겟 가스로부터 산소 및 규소를 포함하는 제2 가스를 제거하는 제2 단계; 및
수산화철을 포함하는 제3 필터를 사용하여, 상기 제2 단계가 수행된 상기 타겟 가스로부터 수소 및 황을 포함하는 제3 가스를 제거하는 제3 단계를 포함하되,
상기 제1 내지 제3 단계가 순차적으로 수행되는 가스 정제 방법.
Introducing a target gas;
A first step of removing a first gas containing carbon and sulfur from the target gas;
A second step of removing a second gas including oxygen and silicon from the target gas in which the first step is performed; And
A third step of removing a third gas comprising hydrogen and sulfur from the target gas from which the second step is performed using a third filter comprising iron hydroxide,
Gas purification method in which the first to third steps are performed sequentially.
제1 항에 있어서,
상기 제1 및 제2 단계는, 각각
활성탄을 포함하는 제1 필터; 및
실리카겔을 포함하는 제2 필터를 사용하는 가스 정제 방법.
According to claim 1,
The first and second steps, respectively
A first filter comprising activated carbon; And
A gas purification method using a second filter comprising silica gel.
제2 항에 있어서,
상기 제1 내지 제3 필터는, 각각 상기 타겟 가스가 이동하는 제1 내지 제3 유로를 포함하되,
상기 제3 유로의 길이는, 상기 제1 및 제2 유로의 길이보다 긴 것을 포함하는 가스 정제 방법.
The method of claim 2,
The first to third filters each include first to third flow paths through which the target gas moves,
The length of a said 3rd flow path is a gas purification method containing longer than the length of the said 1st and 2nd flow path.
제2 항에 있어서,
상기 제1 필터가 포함하는 활성탄의 양 및 상기 제2 필터가 포함하는 실리카겔의 양 대비 상기 제3 필터가 포함하는 수산화철의 양이 더 많은 것을 포함하는 가스 정제 방법.
The method of claim 2,
A method of purifying a gas comprising a greater amount of iron hydroxide included in the third filter than an amount of activated carbon included in the first filter and an amount of silica gel included in the second filter.
제1 항에 있어서,
상기 제1 내지 제 3 단계가 수행된 상기 타겟 가스로부터, 메탄 및 이산화탄소를 분리하는 단계를 더 포함하는 가스 정제 방법.
According to claim 1,
Separating methane and carbon dioxide from the target gas in which the first to third steps are performed.
타겟 가스 유입부;
상기 타겟 가스 내의 탄소 및 황을 포함하는 제1 가스, 산소 및 규소를 포함하는 제2 가스, 수소 및 황을 포함하는 제3 가스를 순차적으로 제거하는 정제부; 및
상기 정제부로부터 배출된 상기 타겟 가스 내의 메탄 및 이산화탄소를 분리하는 분리부를 포함하되,
상기 정제부는, 수산화철을 포함하는 제3 필터를 포함하여, 상기 제3 가스는 상기 제3 필터에 의해 제거되는 것을 포함하는 가스 정제 시스템.
A target gas inlet;
A purifying unit sequentially removing the first gas including carbon and sulfur in the target gas, the second gas including oxygen and silicon, and the third gas including hydrogen and sulfur; And
Including a separation unit for separating the methane and carbon dioxide in the target gas discharged from the purification unit,
The purifying unit includes a third filter including iron hydroxide, wherein the third gas is removed by the third filter.
제6 항에 있어서,
상기 정제부는,
활성탄을 포함하는 제1 필터; 및
실리카겔을 포함하는 제2 필터를 포함하되,
상기 타겟 가스가 상기 제1 내지 제3 필터를 순차적으로 이동하는 것을 포함하는 가스 정제 시스템.
The method of claim 6,
The purification unit,
A first filter comprising activated carbon; And
Including a second filter comprising a silica gel,
And said target gas moves sequentially through said first to third filters.
제7 항에 있어서,
상기 제1 내지 제3 필터는, 각각 상기 제1 내지 제3 가스를 제거하는 것을 포함하는 가스 정제 시스템.
The method of claim 7, wherein
The first to third filters, respectively, the gas purification system comprising removing the first to third gases.
제6 항에 있어서,
상기 제1 가스는 이황화탄소이고, 상기 제2 가스는 실록산이고, 상기 제3 가스는 황화수소인 것을 포함하는 가스 정제 시스템.
The method of claim 6,
Wherein said first gas is carbon disulfide, said second gas is siloxane, and said third gas is hydrogen sulfide.
제6 항에 있어서,
상기 타겟 가스는 바이오 가스인 것을 포함하는 가스 정제 시스템.
The method of claim 6,
And said target gas is biogas.
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