KR102368058B1 - Biogas purification system and purification method using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전처리가 필요 없는 바이오가스 정제 시스템 및 이를 이용한 정제 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 부식을 유발하는 불순물을 먼저 분리하는 전처리를 수행하지 않아도, 부식이 발생되지 않는 흡수부에서 흡수제를 이용하여 바이오가스 중 메탄(CH4)을 제외한 불순물을 흡수 및 분리하여, 고순도의 메탄을 포집하는 바이오가스 정제 시스템 및 이를 이용한 정제 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a biogas purification system that does not require pretreatment and a purification method using the same, and more particularly, using an absorbent in the absorption part in which corrosion does not occur even without performing a pretreatment of first separating corrosion-causing impurities. By absorbing and separating impurities other than methane (CH 4 ) in biogas, it relates to a biogas purification system for collecting high-purity methane and a purification method using the same.
바이오가스(biogas)는 음식물 쓰레기, 매립 쓰레기, 가축분뇨, 하수 슬러지, 침출수 등의 유기성 물질이 혐기성 소화를 통해 분해되면서 나오게 되는 기체 혼합물이다.Biogas is a gas mixture produced when organic substances such as food waste, landfill waste, livestock manure, sewage sludge, and leachate are decomposed through anaerobic digestion.
기체 혼합물에는 주로 메탄(CH4)이 포함되고, 불순물로 이산화탄소(CO2)와 소량의 황화수소(H2S), 수분, 암모니아 및 기타 미량의 성분들이 포함된다.The gas mixture mainly contains methane (CH 4 ), carbon dioxide (CO 2 ) as impurities, a small amount of hydrogen sulfide (H 2 S), moisture, ammonia and other trace components.
바이오가스에 포함된 메탄은 에너지원으로 사용이 가능하나, 메탄 이외의 불순물이 포함되어 있어 바이오가스의 활용에 한계가 있다.Methane contained in biogas can be used as an energy source, but there is a limit to the utilization of biogas because impurities other than methane are included.
이에, 바이오가스의 활용성을 극대화시키기 위한 바이오가스 내의 불순물을 제거하는 정제 기술은 흡착법, 흡수법, 막분리법으로 분류된다.Accordingly, purification technology for removing impurities in biogas to maximize the utility of biogas is classified into adsorption method, absorption method, and membrane separation method.
바이오가스 정제 기술 중 흡수법에 관한 것으로, 등록특허공보 제10-1322224호(이하, 문헌 1)에 이에 관한 발명이 개시되어 있다.Among biogas purification technologies, it relates to an absorption method, and the invention related thereto is disclosed in Korean Patent Publication No. 10-1322224 (hereinafter, Document 1).
문헌 1 발명은 흡수 유닛에서 기체혼합물과 흡수제를 접촉시켜 산성가스가 흡수되어, 상기 기체혼합물이 순수화된 기체혼합물로 전환되는 기체혼합물을 탈산하는 방법 및 시스템에 관한 것이다.
상기 문헌 1 발명은 산성가스를 흡수하기 위해 흡수제로 아민 용액이 사용되고 있으나, 산성가스 중 황화수소가 흡수 유닛 내에서 부식을 발생시키는 문제가 있다.In the invention of
위의 문헌 1 발명과 같은 황화수소에 의한 부식 발생 문제를 해결하기 위한 발명으로, 공개특허공보 제10-2011-0117809호(이하, 문헌 2), 등록특허공보 제10-1534802호(이하, 문헌 3) 및 공개특허공보 제10-2021-0097905호(이하, 문헌 3)에 이에 관한 발명들이 개시되어 있다.As an invention for solving the problem of corrosion caused by hydrogen sulfide as in the invention of
문헌 2 발명은 바이오가스 내에 포함되어 있는 수분, 황화수소 및 실록산(siloxane)을 전처리한 후에 흡착제를 이용하여 이산화탄소를 제거하는 고순도 바이오가스 정제시스템 및 바이오가스 정제방법에 관한 것이다.
문헌 3 발명은 바이오가스 내에 포함되어 있는 황화수소를 전처리한 후에 아민을 이용하여 이산화탄소를 분리하고 메탄이 회수되는 아민 흡수 유닛을 포함하는 바이오가스 정제 시스템에 관한 것이다.
상기 문헌 2 및 3 발명은 가스 내에 함유된 황화수소에 의해 흡수탑이 부식되는 것을 방지하기 위해, 탈황장치에서 상기 황화수소를 먼저 제거하고 있으나, 아래와 같은 문제가 발생된다.In the inventions of
예컨대, 탈황장치가 상기 문헌 2 및 3 발명과 같은 건식 방식일 경우에는 용량, 충전제에 따른 제거효율, 교체주기 등의 자료가 미비하여 운영이 어렵고, 탈황제(산화철)를 주기적으로 교체해야하는 번거로움 있다.For example, when the desulfurization device is a dry type as in the inventions of
예컨대, 탈황장치가 상기 문헌 2 발명과 같은 습식 방식일 경우에는 겨울철 가성소다 응결로 인하여 순환배관이 자주 막히거나, 황 성분이 과다하게 유입될 경우 탈황장치 후단에 위치되는 장치에서 부식이 발생된다.For example, when the desulfurization apparatus is a wet method as in the invention of
문헌 4 발명은 혼합가스 내에 포함되어 있는 수분과 이산화황(SO2)을 전처리한 후에 흡수제를 이용하여, 혼합가스에서 이산화탄소를 흡착 및 분리하는 시스템 및 공정에 관한 것이다.
상기 문헌 4 발명은 황산화미생물을 이용한 생물탈황 방식을 이용하고 있다. 생물탈황 방식은 황산화미생물이 온도, pH, 산소농도 등의 조건에 따라 탈황 효율이 달라 높은 운전 기술이 필요하며, 상기 미생물에 의해 황화수소가 황산염으로 변환되어 생물탈황 장치가 막히게 되어 주기적으로 유지 보수가 필요하다.The invention of
<배경기술문헌><Background art literature>
(문헌 1) 등록특허공보 제10-1322224호(Document 1) Registered Patent Publication No. 10-1322224
(문헌 2) 공개특허공보 제10-2011-0117809호(Document 2) Patent Publication No. 10-2011-0117809
(문헌 3) 등록특허공보 제10-1534802호(Document 3) Registered Patent Publication No. 10-1534802
(문헌 4) 공개특허공보 제10-2021-0097905호(Document 4) Patent Publication No. 10-2021-0097905
본 발명은 상기 배경기술의 문제점을 해결하고, 전처리가 필요 없는 바이오가스 정제 시스템 및 이를 이용한 정제 방법을 제공하는 데에 목적이 있다.An object of the present invention is to solve the problems of the background art, and to provide a biogas purification system that does not require pre-treatment and a purification method using the same.
특히, 본 발명은 바이오가스의 전처리가 수행되지 않아도 바이오가스에 포함된 불순물에 의해 부식이 발생되지 않는 것을 목적으로 한다.In particular, an object of the present invention is that corrosion is not caused by impurities contained in biogas even if pretreatment of biogas is not performed.
또한, 본 발명은 흡수장치에서 흡수제를 이용하여 바이오가스 중 메탄을 제외한 불순물을 흡수 및 분리하여, 메탄만을 포집하여 고순도의 메탄을 제공하는 데에 목적이 있다.In addition, an object of the present invention is to provide high-purity methane by absorbing and separating impurities other than methane in biogas by using an absorbent in an absorber to collect only methane.
나아가, 본 발명은 메탄이 분리된 바이오가스가 후처리되어 이산화탄소와 황화수소로 분리 및 포집됨에 따라 대기 중으로 방출하지 않아 대기 오염이 방지되는 데에 목적이 있다.Furthermore, an object of the present invention is to prevent air pollution because biogas from which methane is separated is not released into the atmosphere as it is post-processed and separated and collected into carbon dioxide and hydrogen sulfide.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바이오가스 정제 시스템은, 유입된 바이오가스와 흡수제를 반응시켜 바이오가스 내의 메탄을 제외한 불순물이 흡수되는 흡수부; 불순물이 흡수된 흡수제가 유입되되, 공급된 열원에 의해 불순물과 흡수제가 분리되어 흡수제가 재생되는 분리부; 흡수부와 분리부 사이에 배치되되, 분리부에서 재생된 흡수제가 흡수부로 이송되고, 흡수부에서 생성된 불순물이 흡수된 흡수제가 분리부로 이송되는 공급부; 분리부로 열원이 공급되는 열원 공급부; 및 분리부에서 분리된 불순물이 유입되어 탄소산화물 및 황화합물로 분리되는 후처리부; 가 포함되는 것을 특징으로 하는, 바이오가스 정제 시스템.In order to achieve the above object, the biogas purification system of the present invention includes an absorber in which impurities other than methane in the biogas are absorbed by reacting the introduced biogas with an absorbent; a separation unit in which the absorbent into which the impurities are absorbed is introduced, the impurities and the absorbent are separated by the supplied heat source to regenerate the absorbent; a supply unit disposed between the absorption unit and the separation unit, wherein the absorbent regenerated in the separation unit is transferred to the absorption unit, and the absorbent in which impurities generated in the absorption unit are absorbed is transferred to the separation unit; a heat source supply unit to which a heat source is supplied to the separation unit; and a post-processing unit in which the impurities separated in the separation unit are introduced and separated into carbon oxides and sulfur compounds; A biogas purification system, characterized in that it is included.
본 발명에서 상기 흡수제는 물 또는 아민계(amine) 화합물 수용액이 사용되는 것을 특징으로 한다.The absorbent in the present invention is characterized in that water or an amine-based (amine) compound aqueous solution is used.
본 발명에서 상기 불순물은 탄소산화물, 황화합물 또는 수분 중 어느 하나 이상이 포함되는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the impurities are characterized in that any one or more of carbon oxides, sulfur compounds, and moisture is included.
본 발명에서 상기 열원은 온수, 온유 또는 증기 중 어느 하나가 포함되는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the heat source is characterized in that any one of hot water, warm oil, and steam.
본 발명에서 상기 후처리부는 필터가 사용되는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the post-processing unit is characterized in that a filter is used.
본 발명의 바이오가스 정제 시스템은 흡수부에서 분리된 메탄의 순도를 높이기 위한 고질화부가 더 포함되는 것을 특징으로 한다.The biogas purification system of the present invention is characterized in that it further includes a nitrification unit for increasing the purity of the methane separated in the absorption unit.
본 발명에서 상기 고질화부는, 상기 흡수부에서 분리된 메탄이 유입되되, 메탄을 제외한 불순물이 흡착되는 필터부; 상기 필터부에서 배출되는 메탄이 유입되되, 연료화를 위해 메탄이 압축되는 압축부; 및 상기 압축부에서 압축된 메탄에서 수분이 제거되는 건조부; 가 포함되는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the nitridation unit includes: a filter unit into which the methane separated in the absorption unit is introduced, and impurities other than methane are adsorbed; a compression unit in which methane discharged from the filter unit is introduced, and the methane is compressed for fuel conversion; and a drying unit in which moisture is removed from the methane compressed in the compression unit; characterized in that it is included.
본 발명에서 상기 바이오가스 정제 시스템을 이용한 정제 방법은, (a) 흡수부에서 바이오가스와 흡수제가 반응되어 메탄을 제외한 불순물이 흡수되는 단계; (b) 상기 (a) 단계에서 생성된 불순물이 흡수된 흡수제가 분리부에서 열원과 반응되어 불순물과 흡수제로 분리되는 단계; 및 (c) 상기 (b) 단계에서 분리된 불순물이 후처리부를 통과하여 탄소산화물 및 황화합물로 분리되는 단계; 가 포함되는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the purification method using the biogas purification system includes the steps of: (a) reacting biogas with an absorbent in an absorber to absorb impurities other than methane; (b) separating the absorbent into which the impurities produced in step (a) have been absorbed by reacting with a heat source in a separation unit to separate the impurities and the absorbent; and (c) separating the impurities separated in step (b) into carbon oxides and sulfur compounds through a post-treatment unit; characterized in that it is included.
또한, 본 발명의 바이오가스 정제 시스템을 이용한 정제 방법은 (d) 상기 (a) 단계에서 분리된 메탄이 고질화부를 통과하여 연료화되는 단계가 더 포함되는 것을 특징으로 한다.In addition, the purification method using the biogas purification system of the present invention is characterized in that it further includes the step of (d) converting the methane separated in the step (a) into a fuel by passing through the nitrification unit.
본 발명에 따른 전처리가 필요 없는 바이오가스 정제 시스템 및 이를 이용한 정제 방법은 바이오가스의 전처리가 수행되지 않아도 안정적인 운영이 가능하며, 바이오가스에 포함된 불순물에 의해 부식이 발생되지 않는 효과가 있다.The biogas purification system and the purification method using the same, which do not require pre-treatment according to the present invention, can operate stably even if the pre-treatment of biogas is not performed, and there is an effect that corrosion does not occur due to impurities contained in biogas.
본 발명은 흡수장치에서 흡수제를 이용하여 바이오가스 중 메탄을 제외한 불순물을 흡수 및 분리하되, 메탄 손실이 0.1% 미만으로 고순도의 메탄을 제공할 수 있는 장점이 있다.The present invention absorbs and separates impurities other than methane in biogas using an absorbent in the absorber, but has the advantage of providing high-purity methane with a methane loss of less than 0.1%.
또한, 본 발명은 메탄이 분리된 바이오가스가 후처리되어 이산화탄소와 황화수소로 분리 및 포집됨에 따라, 온실가스 감축 효과 및 대기 오염이 방지되는 효과가 있다.In addition, in the present invention, as the biogas from which methane is separated is post-processed and separated and collected into carbon dioxide and hydrogen sulfide, there is an effect of reducing greenhouse gas and preventing air pollution.
나아가, 본 발명은 분리 및 포집된 이산화탄소와 황화수소가 재자원화가 가능하여 다양하게 활용이 가능한 효과가 있다.Furthermore, the present invention has the effect that the separated and captured carbon dioxide and hydrogen sulfide can be recycled in various ways.
도 1은 본 발명에 따른 바이오가스 정제 시스템을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 도 1에 도시된 바이오가스 정제 시스템을 이용한 정제 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 바이오가스 정제 시스템을 설명하기 위한 개념도이다.
도 4는 도 3에 도시된 바이오가스 정제 시스템을 이용한 정제 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 바이오가스 정제 시스템을 설명하기 위한 개념도이다.
도 6은 도 5에 도시된 바이오가스 정제 시스템을 이용한 정제 장법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 바이오가스 정제 시스템을 설명하기 위한 개념도이다.
<부호의 설명>
1: 바이오가스 2: 메탄
3: 탄소산화물 4: 황화합물
10: 흡수부
20: 분리부
25: 냉각부
30: 공급부 31: 열교환부
40: 열원 공급부
50: 후처리부
60: 고질화부 61: 필터부 62: 압축부
63: 건조부
70: 회수부
80: 쿨링부
90: 처리부1 is a conceptual diagram for explaining a biogas purification system according to the present invention.
FIG. 2 is a flowchart illustrating a purification method using the biogas purification system shown in FIG. 1 .
3 is a conceptual diagram for explaining a biogas purification system according to another embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating a purification method using the biogas purification system shown in FIG. 3 .
5 is a conceptual diagram for explaining a biogas purification system according to another embodiment of the present invention.
6 is a flowchart illustrating a purification method using the biogas purification system shown in FIG. 5 .
7 is a conceptual diagram for explaining a biogas purification system according to another embodiment of the present invention.
<Explanation of code>
1: Biogas 2: Methane
3: carbon oxide 4: sulfur compound
10: absorption part
20: separation unit
25: cooling unit
30: supply unit 31: heat exchange unit
40: heat source supply unit
50: post-processing unit
60: nitrification unit 61: filter unit 62: compression unit
63: drying unit
70: recovery unit
80: cooling unit
90: processing unit
이하, 실시예들을 통하여 본 발명을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail through examples.
본 발명의 목적, 특징, 장점은 이하의 실시예들을 통해 쉽게 이해될 것이다.Objects, features, and advantages of the present invention will be readily understood through the following examples.
본 발명은 여기에서 개시되는 실시예들에 한정되지 않고, 다른 형태로 구체화될 수 있다. 여기에서 개시되는 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 사람에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위하여 제공되는 것이고, 본 발명의 기술적 사상 및 기술적 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The present invention is not limited to the embodiments disclosed herein, and may be embodied in other forms. The embodiments disclosed herein are provided so that the spirit of the present invention can be sufficiently conveyed to those of ordinary skill in the technical field to which the present invention belongs, and all transformations included in the technical spirit and scope of the present invention , should be understood to include equivalents or substitutes.
따라서 이하의 실시예들에 의하여 본 발명이 제한되어서는 안 되며, 본 발명의 기술적 사상 및 기술적 범위에 포함되는 모든 변환이 포함되는 것으로 이해되어야 한다. 즉, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 사람이라면 청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 또는 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.Therefore, the present invention should not be limited by the following embodiments, and it should be understood that all transformations included in the technical spirit and scope of the present invention are included. That is, those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can variously modify or modify the present invention by adding, changing, deleting, or adding components within the scope that does not depart from the spirit of the present invention described in the claims. It will be possible to change, and this will also be said to be included within the scope of the present invention.
본 발명은 다양한 변환이 가해질 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명한다. 도면들에서 요소의 크기 또는 요소들 사이의 상대적인 크기는 본 발명에 대한 명확한 이해를 위해서 다소 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 도면들에 도시된 요소의 형상이 제조 공정상의 변이 등에 의해서 다소 변경될 수 있다.Since the present invention is capable of various modifications and various embodiments, specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail. In the drawings, the size of elements or the relative sizes between elements may be exaggerated for a clear understanding of the present invention. In addition, the shape of the element shown in the drawings may be slightly changed due to variations in the manufacturing process or the like.
따라서 본 명세서에서 개시된 실시예들은 특별한 언급이 없는 한 도면에 도시된 형상으로 한정되어서는 안 되며, 어느 정도의 변형을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Therefore, the embodiments disclosed herein should not be limited to the shapes shown in the drawings unless otherwise noted, but should be understood to include some degree of deformation.
한편, 본 발명의 여러 가지 실시예들은 명확한 반대의 지적이 없는 한 그 외의 어떤 다른 실시예들과 결합될 수 있다. 특히 바람직하거나 유리하다고 지시하는 어떤 특징도 바람직하거나 유리하다고 지시한 그 외의 어떤 특징 및 특징들과 결합될 수 있다. 즉, 본 발명의 다양한 양상들, 특징들, 실시예들 또는 구현예들은 단독으로 또는 다양한 조합들로 사용될 수 있다.On the other hand, various embodiments of the present invention may be combined with any other embodiments unless clearly indicated to the contrary. Any feature indicated as particularly preferred or advantageous may be combined with any other feature and features indicated as preferred or advantageous. That is, the various aspects, features, embodiments or implementations of the present invention may be used alone or in various combinations.
본 명세서에 사용된 용어는 특정의 실시예를 기술하기 위한 것일 뿐 청구범위에 의해서 한정하려는 것은 아님을 이해하여야 하고, 본 명세서에 사용되는 모든 기술용어 및 과학용어는 다른 언급이 없는 한 통상의 기술을 가진 사람에게 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.It should be understood that the terminology used herein is for the purpose of describing specific embodiments and is not intended to be limited by the claims, and all technical and scientific terms used in this specification are those of ordinary skill unless otherwise noted. has the same meaning as is commonly understood by a person with The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise.
본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known technology may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
<실시예 1><Example 1>
도 1에 도시된 바와 같이, 바이오가스 정제 시스템은 흡수부(10), 분리부(20), 공급부(30), 열원 공급부(40) 및 후처리부(50)가 포함될 수 있다.1 , the biogas purification system may include an
상기 흡수부(10)는 바이오가스(1)가 유입되되, 내부에서 흡수제가 분산되어 유입된 바이오가스(1)와 흡수제를 반응시켜 바이오가스(1) 내의 메탄(2)을 제외한 불순물이 흡수될 수 있다.In the
여기서, 상기 바이오가스(1)는 음식물 쓰레기, 매립 쓰레기, 가축분뇨, 하수 슬러지 또는 침출수 등 중 어느 하나 이상의 유기성 물질이 혐기성 소화되어 생성된 기체 혼합물로, 메탄(CH4), 탄소산화물, 황화합물, 수분 및 기타 미량의 성분들이 포함될 수 있다.Here, the biogas (1) is a gas mixture produced by anaerobic digestion of any one or more organic substances such as food waste, landfill waste, livestock manure, sewage sludge, or leachate, methane (CH 4 ), carbon oxides, sulfur compounds, Moisture and other trace ingredients may be included.
상기 탄소산화물은 탄소와 산소로만 이루어진 화합물로, 일산화탄소(CO), 이산화탄소(CO2), 아산화탄소(C3O2) 또는 멜리트산 무수물(C12O9) 중 어느 하나 이상이 포함될 수 있다.The carbon oxide is a compound made of only carbon and oxygen, and may include any one or more of carbon monoxide (CO), carbon dioxide (CO 2 ), nitrous oxide (C 3 O 2 ), or mellitic anhydride (C 12 O 9 ).
상기 바이오가스(1)에 포함된 탄소산화물은 일산화탄소 또는 이산화탄소가 포함될 수 있으나, 혐기 소화되는 유기성 물질에 따라 생성되는 탄소산화물의 종류가 변동될 수 있기에 이에 특별히 한정되지 않는다.The carbon oxide contained in the
상기 황화합물은 황을 포함하는 화합물로, 황화수소(H2S), 이황화탄소(CS2) 또는 황화카르보닐(COS) 중 어느 하나 이상이 포함될 수 있다.The sulfur compound is a compound containing sulfur, and may include any one or more of hydrogen sulfide (H 2 S), carbon disulfide (CS 2 ), or carbonyl sulfide (COS).
상기 바이오가스(1)에 포함된 황화합물은 황화수소가 포함될 수 있으나, 혐기 소화되는 유기성 물질에 따라 생성되는 황화합물의 종류가 변동될 수 있기에 이에 특별히 한정되지 않는다.The sulfur compound contained in the
상기 바이오가스 정제 시스템은 앞서 설명된 바이오가스(1) 외에 공장, 발전소 등에서 발생되어 배출되는 가스를 적용하여 정제가 가능함은 물론이다.Of course, the biogas purification system can be purified by applying gas generated and discharged from factories, power plants, etc. in addition to the
상기 흡수부(10)는 유입된 바이오가스(1)와 흡수제의 유출을 방지하기 위하여, 상기 바이오가스(1)와 흡수제가 체류되기 위한 공간이 형성되되 전면이 폐쇄된 형상으로 형성될 수 있다.In order to prevent the inflow of the
이때, 흡수부(10)는 외부에서 생성된 바이오가스(1)가 유입되기 위하여, 흡수부(10) 하부 측면에 바이오가스 유입 배관이 연결될 수 있다.In this case, the
상기 바이오가스 유입 배관은 일단에 혐기 소화 장치 또는 바이오가스 포집 장치가 연결되되, 타단에 흡수부(10) 하부 측면과 연결될 수 있다. 이때, 바이오가스 유입 배관에 바이오가스가 혐기 소화 장치 또는 바이오가스 포집 장치에서 흡수부(10)로 이송되기 위해 이송 펌프 또는 송풍기가 더 포함될 수 있다.An anaerobic digestion device or a biogas collection device may be connected to one end of the biogas inlet pipe, and the other end may be connected to the lower side of the
또한, 흡수부(10)는 바이오가스(1)와 흡수제가 반응됨에 따라 바이오가스(1)에서 분리되는 메탄(2)이 배출되기 위하여, 흡수부(10) 상단에 메탄 배출 배관이 연결될 수 있다.In addition, the
상기 메탄 배출 배관은 일단에 흡수부(10) 상단과 연결되되, 타단에 포집부와 연결되어 대기 중으로 메탄(2)이 방출되지 않아 대기 오염을 방지하고, 재자원화가 가능한 장점이 있다.The methane discharge pipe is connected to the upper end of the
상기 흡수부(10)는 유입된 바이오가스(1)와 흡수제가 반응되기 위하여, 상부 내측면에 흡수제를 분사할 수 있는 분사노즐이 포함될 수 있다. 이때, 분사노즐은 흡수부(10) 상부 측면에 연결된 흡수제 이송 배관과 연결될 수 있다.The
상기 흡수제는 최초 1회 또는 주기적으로 외부에서 공급되거나, 상기 흡수제 이송 배관을 통해 후단에 설명되는 분리부(20)에서 재생된 흡수제가 재공급될 수 있다.The absorbent may be supplied from the outside once or periodically, or the absorbent regenerated in the
또한, 상기 분사노즐은 바이오가스(1)와 흡수제의 반응을 촉진시켜 바이오가스(1) 중 불순물의 흡수율을 높이기 위하여, 흡수부(10) 내에서 회전이 가능할 수 있다.In addition, the injection nozzle may be rotated in the
나아가, 흡수부(10)는 분사되는 흡수제가 바이오가스(1)에서 탄소산화물과 황화합물의 흡수 효율을 향상시키기 위하여 흡수부(10) 내부에 포함되되, 상기 분사노즐 아래에 공극률과 유효 면적이 크고 경량이되, 강도, 내식, 내열성을 갖는 충전물이 더 포함될 수 있다.Further, the
상기 충전물은 트리팩(tri packs), 볼(ball), 새들(saddle), 하이렉스(hi rex) 또는 폴링(pall ring) 중 어느 하나 이상의 형상으로 형성될 수 있으나, 이에 특별히 한정되지 않는다.The filling may be formed in any one or more shapes of tripaks, balls, saddles, hi rex, and pall rings, but is not particularly limited thereto.
또한, 상기 충전물은 바이오가스(1) 중 부식을 유발하는 황화합물이 흡수제에 의해 흡수되어 분리되어 충전물이 부식되는 것을 방지하기 위하여, 황화합물에 대한 내식을 갖는 재질로 형성될 수 있다. 바람직하게, 상기 충전물은 황화합물에 대한 내식을 갖는 철강, 스테인리스강 또는 폴리프로필렌(PP, polypropylene) 중 어느 하나 이상의 재질로 형성될 수 있다.In addition, the filling material may be formed of a material having corrosion resistance to sulfur compounds in order to prevent corrosion of the filling material as the sulfur compound causing corrosion in the
나아가, 상기 충전물은 폐색 발생으로 인한 바이오가스(1) 내의 메탄(2)을 제외한 불순물이 흡수제의 분리 효율이 저하되는 것을 방지하기 위하여, 교체가 가능할 수 있다.Furthermore, the filler may be replaceable in order to prevent impurities other than methane (2) in the biogas (1) from lowering the separation efficiency of the absorbent due to clogging.
또한, 상기 충전물이 포함된 흡수부(10)는 흡수제가 한쪽으로만 흐르게 되는 편류현상이 최소화되기 위하여, 흡수부(10) 직경/충전물 직경이 8~10의 범위를 만족하는 것이 좋다.In addition, in order to minimize the drift phenomenon in which the absorbent flows in only one direction in the
나아가, 상기 충전물은 규칙적 또는 불규칙적으로 흡수부(10) 내에 충전될 수 있고, 바람직하게 압력손실이 적고 더 많은 양의 흡수제가 흐를 수 있도록 상기 충전물이 흡수부(10) 내에 규칙적으로 충전되는 것이 좋다.Further, the filling may be regularly or irregularly filled in the
상기 흡수부(10)는 내부에 앞서 설명된 충전물이 충전될 경우에 흡수부(10) 하단에 포함된 배출 배관으로 상기 충전물이 떨어져 막히는 것을 방지하기 위하여, 지지부재가 더 포함될 수 있다.The
상기 지지부재는 흡수부(10) 내에 포함되되 바이오가스 유입 배관보다 높게 배치되고, 상기 분사노즐보다 낮게 배치되어 지지부재 상부면에 충전물이 거치될 수 있다.The support member is included in the
또한, 상기 지지부재는 흡수부(10) 내에서 생성된 불순물이 흡수된 흡수제가 흡수부(10) 하부 방향으로 떨어지기 위하여, 복수개의 구멍이 형성될 수 있다.In addition, the support member may have a plurality of holes formed therein so that the absorbent in which the impurities generated in the
이때, 복수개의 구멍으로 상기 충전물이 빠지는 것을 방지하기 위하여, 상기 구멍의 직경이 충전물의 직경보다 작게 형성되는 것이 좋다.At this time, in order to prevent the filler from falling out into the plurality of holes, it is preferable that the diameter of the hole is smaller than the diameter of the filler.
상기 흡수부(10) 하단에 배출 배관이 포함되어 불순물이 흡수된 흡수제가 배출될 수 있다.A discharge pipe may be included at the lower end of the
이때, 상기 배출 배관은 일단에 흡수부(10) 하단과 연결되고 공급부(30)를 통과하되, 타단에 분리부(20) 상부 측면에 연결되어 불순물이 흡수된 흡수제가 분리부(20)로 유입될 수 있다.At this time, the discharge pipe is connected to the lower end of the
상기 흡수제는 유입되는 바이오가스(1) 중 불순물만을 흡수하되, 메탄(2)이 흡수되지 않는 물 또는 아민계(amine) 화합물 수용액이 사용될 수 있고, 바람직하게 탄소산화물, 황화합물 또는 수분 중 어느 하나 이상의 불순물을 흡수하되, 메탄(2)이 흡수되지 않는 아민계 화합물 수용액이 사용될 수 있다.The absorbent absorbs only impurities in the incoming biogas (1), but water or an amine compound aqueous solution that does not absorb methane (2) may be used, and preferably, any one or more of carbon oxides, sulfur compounds, or moisture An aqueous solution of an amine-based compound that absorbs impurities but does not absorb methane (2) may be used.
예컨대, 흡수제로 물이 사용될 경우에는 흡수부(10)로 유입되는 바이오가스(1) 중 탄소산화물, 황화합물 또는 수분 중 어느 하나 이상의 불순물을 흡수하기 위하여, 0℃ 이상의 물이 흡수부(10)로 공급될 수 있으나, 상기 탄소산화물 또는 황화합물의 농도에 따라 물의 온도가 변동될 수 있기에 이에 한정되지 않는다.For example, when water is used as the absorbent, in order to absorb any one or more impurities among carbon oxides, sulfur compounds, and moisture in the
이때, 상기 물은 상기 탄소산화물 중 이산화탄소가 흡수되기 위하여, 25℃ 이상의 물이 흡수부(10)로 공급될 수 있다.In this case, the water may be supplied to the
이때, 상기 물은 상기 황화합물 중 황화수소가 흡수되기 위하여, 45℃ 이상의 물이 흡수부(10)로 공급될 수 있다.In this case, in order to absorb the hydrogen sulfide among the sulfur compounds, water at 45° C. or higher may be supplied to the
이에 따라, 상기 물은 바이오가스(1) 중 이산화탄소와 황화수소를 동시에 흡수하기 위하여, 25~45℃의 물이 흡수부(10)로 공급되는 것이 바람직하다.Accordingly, as for the water, in order to simultaneously absorb carbon dioxide and hydrogen sulfide in the
예컨대, 흡수제로 아민계 화합물 수용액이 사용될 경우에는 흡수부(10)로 유입되는 바이오가스(1) 중 탄소산화물, 황화합물 또는 수분 중 어느 하나 이상의 불순물을 흡수하기 위하여, 적어도 1개 또는 그 이상의 수산기(-OH)와 아민기(-NH2)를 갖는 알카놀 아민(alkanol amine)이 사용될 수 있다.For example, when an amine-based compound aqueous solution is used as the absorbent, at least one or more hydroxyl groups ( -OH) and an amine group (-NH 2 ) having an alkanol amine (alkanol amine) may be used.
바람직하게, 알카놀 아민은 상기 불순물 중 이산화탄소와 황화수소를 동시에 흡수하여 바이오가스가 정제되되, 적은 사용량으로 유지비용을 절감할 수 있는 모노에탄올아민(MEA, Mono Ethanol Amine), 디에탄올아민(DEA, Di Ethanol Amine), 트리에탄올아민(TEA, Tri Ethanol Amine) 또는 메틸 디에탄올아민(MDEA, Methyl Di Ethanol Amine) 중 어느 하나가 사용될 수 있다.Preferably, the alkanol amine absorbs carbon dioxide and hydrogen sulfide among the impurities at the same time to purify the biogas, and monoethanolamine (MEA, Mono Ethanol Amine), diethanolamine (DEA, Any one of Di Ethanol Amine), triethanolamine (TEA, Tri Ethanol Amine) or methyl diethanolamine (MDEA, Methyl Di Ethanol Amine) may be used.
상기 모노에탄올아민은 불순물이 흡수될 경우에 가열하여 재사용이 가능한 장점이 있다.The monoethanolamine has the advantage that it can be reused by heating when impurities are absorbed.
상기 디에탄올아민은 상기 모노에탄올아민과 비교하였을 때 흡수부(10)의 부식이 상대적으로 적고, 활성탄을 이용하여 재사용이 가능한 장점이 있다.Compared with the monoethanolamine, the diethanolamine has relatively less corrosion of the
상기 트리에탄올아민과 메틸 디에탄올아민은 황화수소와 빠른 반응을 가지며 이산화탄소와 비교적 느리게 반응하여 황화수소와 이산화탄소를 선택적으로 분리가 가능하고, 흡수부(10)의 부식이 없으며 가열하여 재사용이 가능한 장점이 있다.The triethanolamine and methyl diethanolamine have a fast reaction with hydrogen sulfide, react relatively slowly with carbon dioxide, so that hydrogen sulfide and carbon dioxide can be selectively separated, there is no corrosion of the
따라서 본 발명은 상기 흡수제로 알카놀 아민 중 가열에 의해 재사용이 가능한 모노에탄올아민, 트리에탄올아민 또는 메틸 디에탄올아민 중 선택되는 어느 하나를 사용함으로써, 높은 분리 효과로 인해 바이오가스(1) 내 이산화탄소가 50ppm 이하로 분리가 가능한 효과가 있다.Therefore, the present invention uses any one selected from monoethanolamine, triethanolamine, or methyl diethanolamine that can be reused by heating among alkanol amines as the absorbent, so that carbon dioxide in the
또한, 상기 알카놀 아민은 황화수소가 흡수되는 특징을 가지고 있어 황화수소 전처리가 수행되지 않아도 되는 효과가 있다.In addition, since the alkanol amine has a characteristic in which hydrogen sulfide is absorbed, there is an effect that hydrogen sulfide pretreatment is not required.
특히, 본 발명은 바이오가스(1)에서 황화수소가 고분리 되어 잔류량이 1ppm 이하이되, 분리되는 메탄의 손실이 0.1% 미만으로 고질화 메탄 생산이 가능한 장점이 있다.In particular, the present invention has the advantage that hydrogen sulfide is highly separated from the biogas (1) and the residual amount is 1 ppm or less, but the loss of separated methane is less than 0.1%, so that high nitrogen methane production is possible.
이에 따라, 본 발명은 바이오가스(1) 내에 포함된 이산화탄소와 황화수소가 99% 이상 정화되는 효과가 있다.Accordingly, the present invention has the effect of purifying more than 99% of carbon dioxide and hydrogen sulfide contained in the biogas (1).
상기 알카놀 아민은 흡수부(10)에 유입된 바이오가스(1)가 하부에서 상부 방향으로 이동됨에 따라, 흡수부(10) 내에 포함된 분사노즐에 의해 흡수부(10) 하부 방향으로 분사될 수 있다.The alkanol amine is to be injected in the lower direction of the
이때, 알카놀 아민은 바이오가스(1)의 메탄을 제외한 불순물과 반응하여 불순물이 흡수된 알카놀 아민이 생성된다.At this time, the alkanol amine reacts with impurities other than the methane of the
여기서, 상기 메탄은 흡수부(10) 상단에 포함된 메탄 배출 배관을 통해 외부로 배출될 수 있고, 상기 불순물이 흡수된 알카놀 아민은 흡수부(10) 하단에 포함된 배출 배관을 따라 공급부(30)를 거쳐 분리부(20)로 유입될 수 있다.Here, the methane may be discharged to the outside through a methane discharge pipe included at the upper end of the
상기 분리부(20)는 상기 흡수부(10)에서 생성된 불순물이 흡수된 흡수제가 유입되되, 내부로 공급되는 열원에 의해 상기 불순물이 흡수된 흡수제가 분리됨에 따라, 재생된 흡수제는 재사용이 가능할 수 있다.In the
이때, 분리부(20)는 상기 흡수부(10)에 인접되게 설치될 수 있다.In this case, the
상기 열원은 분리부(20)와 인접되게 설치된 열원 공급부(40)를 분리부(20)에 20~160℃의 온수, 온유 또는 증기 중 어느 하나가 유입될 수 있다.As the heat source, any one of hot water, warm oil, or steam of 20 to 160° C. may be introduced into the
예컨대, 열원으로 온수 또는 증기가 사용될 경우에는 20~145℃로 분리부(20)에 공급될 수 있다.For example, when hot water or steam is used as a heat source, it may be supplied to the
예컨대, 열원으로 온유가 사용될 경우에는 20~155℃로 분리부(20)에 공급될 수 있다.For example, when warm oil is used as a heat source, it may be supplied to the
또한, 상기 열원은 열원 공급부(40)에서 사용되는 온수, 온유 또는 증기의 오염을 방지하되 사용된 열원을 회수하여 재사용이 가능하기 위하여, 열원 공급부(40)에 연결된 배관이 상기 분리기(20) 하부 내측면에 인입되어 상기 열원이 간접적으로 제공될 수 있다.In addition, in order to prevent contamination of hot water, warm oil, or steam used in the heat
이때, 열원 공급부(40)는 분리부(20)에서 사용되어 회수된 열원이 45~85℃로, 상기 회수된 열원을 열원 공급부(40)에서 재가열하여 재사용함에 따라, 총 에너지 사용량을 낮출 수 있는 이점이 있다.At this time, the heat
상기 분리부(20)는 유입된 불순물이 흡수된 흡수제와 상기 열원에 의해 분리되는 불순물과 흡수제의 유출을 방지하기 위하여, 전면이 폐쇄된 형상으로 형성될 수 있다.The
이때, 분리부(20)는 상기 열원 공급부(40)에 의해 공급되는 열원이 분리부(20)로 제공되기 위하여, 열원 공급부(40)에 연결된 배관이 분리부(20) 하부 타측 내부면에 인입될 수 있다.At this time, in the
또한, 분리부(20)는 상기 흡수부(10)에서 생성된 불순물이 흡수된 흡수제가 유입되기 위하여, 앞서 설명된 배출 배관 타단이 분리부(20) 상부 측면에 연결될 수 있다.In addition, in the
여기서, 상기 배출 배관은 상기 불순물이 흡수된 흡수제가 흡수부(10)에서 분리부(20) 방향으로 이송될 수 있도록 이송 펌프가 포함될 수 있다.Here, the discharge pipe may include a transfer pump so that the absorbent in which the impurities have been absorbed can be transferred from the
상기 배출 배관과 상기 열원 공급부(40)에 연결된 배관은 서로 교차되지 않게 배치될 수 있다.The exhaust pipe and the pipe connected to the heat
상기 분리부(20)는 상기 열원 공급부(40)에 의해 공급된 열원에 의해 불순물이 분리된 흡수제 즉, 재생 흡수제가 배출되기 위하여, 흡수제 이송 배관이 분리부(20) 하단에 연결될 수 있다.In the
상기 흡수제 이송 배관은 일단에 흡수부(10) 상부 일측과 연결되고 공급부(30)를 통과하되, 타단에 분리부(20) 하단에 연결되어 상기 재생 흡수제가 흡수부(10)로 유입될 수 있다.The absorbent transport pipe is connected to one side of the upper side of the
이때, 상기 흡수제 이송 배관은 상기 열원 공급부(40)에 연결된 배관은 서로 교차되지 않게 배치될 수 있다.In this case, the absorbent transport pipe may be disposed so that pipes connected to the heat
상기 흡수제 이송 배관은 분리부(20)에서 생성된 재생 흡수제가 분리부(20)에서 흡수부(10) 방향으로 이송될 수 있도록 이송 펌프가 포함될 수 있다.The absorbent conveying pipe may include a conveying pump so that the regenerated absorbent generated in the
이에 따라, 흡수부(10)로 유입되는 흡수제는 분리부(20)에서 생성된 재생 흡수제의 사용이 가능함에 따라, 작은 설치 공간만이 요구될 수 있는 장점이 있다.Accordingly, the absorbent introduced into the
또한, 상기 분리부(20)는 상단에 불순물 배출 배관이 형성되어, 상기 열원 공급부(40)에 의해 공급된 열원에 의해 흡수제가 분리된 불순물이 배출될 수 있다.In addition, the
이때, 상기 불순물 배출 배관은 일단에 상기 분리부(20) 상단이 연결되고, 타단에 후처리부(50) 측면에 연결될 수 있다.In this case, the upper end of the
상기 불순물은 기체 상태로 상기 불순물 배출 배관을 따라 후처리부(50) 방향으로 이송되기 위하여, 불순물 배출 배관에 송풍기가 더 포함될 수 있다.In order to transport the impurities in a gaseous state to the
상기 공급부(30)는 도 1에 도시된 바와 같이, 흡수부(10)와 분리부(20) 사이에 배치되어, 바이오가스에서 메탄을 제외한 불순물이 흡수 분리되기 위해 사용되는 흡수제의 재사용 및 재순환이 가능한 장점이 있다.As shown in FIG. 1, the
여기서, 공급부(30)는 분리부(20)에서 생성된 재생 흡수제가 흡수제 이송 배관을 따라 흡수부(10)로 이송되고, 흡수부(10)에서 생성된 불순물이 흡수된 흡수제가 배출 배관을 따라 분리부(20)로 이송될 수 있다.Here, in the
이때, 공급부(30)를 통과하는 상기 흡수제 이송 배관과 상기 배출 배관이 교차되도록 배치시켜 열 교환이 발생될 수 있다.In this case, heat exchange may occur by disposing the absorbent transport pipe passing through the
흡수부(10)에서 사용되는 흡수제 중 아민계 화합물 수용액이 사용될 경우를 예를 들어 설명하면, 아민계 화합물 수용액에 대한 바이오가스(1)의 불순물 흡수율은 온도와 밀접한 관계가 있다.When an amine-based compound aqueous solution is used among the absorbents used in the
예컨대, 아민계 화합물 수용액의 온도가 낮으면 많은 양의 불순물이 아민계 화합물 수용액에 흡수될 수 있다.For example, if the temperature of the aqueous solution of the amine-based compound is low, a large amount of impurities may be absorbed into the aqueous solution of the amine-based compound.
예컨대, 불순물이 흡수된 아민계 화합물 수용액의 온도가 높으면 불순물이 아민계 화합물 수용액에서 탈기가 잘 수행될 수 있다.For example, if the temperature of the aqueous solution of the amine-based compound in which the impurities are absorbed is high, degassing may be performed well in the aqueous solution of the amine-based compound in which the impurities are absorbed.
이에 따라, 흡수부(10)는 온도가 낮은 것이 유리하며, 반대로 분리부(20)는 높은 온도가 유지되는 것이 좋다.Accordingly, it is advantageous for the
따라서 분리부(20)에서 분리되어 배출되는 재생된 흡수제는 높은 온도 상태로 상기 흡수제 이송 배관을 따라 흡수부(10) 쪽으로 이동하게 되므로, 많은 양의 불순물이 아민계 화합물 수용액에 흡수되기 위하여 상기 재생된 흡수제가 흡수부(10)에 도달되기 전에 온도가 낮춰질 필요가 있다.Therefore, the regenerated absorbent separated and discharged from the
마찬가지로 흡수부(10)에서 배출되는 불순물이 흡수된 흡수제는 낮은 온도 상태로 상기 배출 배관을 따라 분리부(20) 쪽으로 이동하게 되므로, 불순물이 흡수된 아민계 화합물 수용액에서 불순물의 탈기가 잘 수행되기 위하여 불순물이 흡수된 아민계 화합물 수용액이 분리부(20)에 도달되기 전에 온도가 높여질 필요가 있다.Similarly, the absorbent in which the impurities discharged from the
즉, 본 발명은 공급부(30)를 통과하는 상기 흡수제 이송 배관과 상기 배출 배관이 교차되도록 배치시키고, 교차되는 지점에 열교환기가 배치될 수 있다.That is, in the present invention, the absorbent transport pipe passing through the
이때, 상기 교차되는 지점에 배치된 열교환기는 상기 흡수제 이송 배관을 따라 흡수부(10) 쪽으로 이동되는 재생된 흡수제의 열을 흡수하여 냉각된 재생된 흡수제가 흡수부(10)로 유입될 수 있다.In this case, the heat exchanger disposed at the crossing point absorbs the heat of the regenerated absorbent moving toward the
또한, 상기 교차되는 지점에 배치된 열교환기는 상기 흡수된 열을 상기 배출 배관에 전달하여 분리부(20) 쪽으로 이동되는 불순물이 흡수된 아민계 화합물 수용액이 가열된 상태로 분리부(20)로 유입될 수 있다.In addition, the heat exchanger disposed at the intersecting point transfers the absorbed heat to the discharge pipe, and the amine-based compound aqueous solution in which impurities moving toward the
이에 따라, 본 발명은 공급부(30)에 포함된 열교환기에 의하여 추가적인 가열 또는 냉각을 위한 에너지 소모를 방지함과 동시에 아민계 화합물 수용액의 흡수 또는 탈기 효율이 저하되지 않는 효과가 있다.Accordingly, in the present invention, energy consumption for additional heating or cooling by the heat exchanger included in the
상기 후처리부(50)는 상기 분리부(20)에서 분리 배출되는 불순물(기체상)이 유입되되, 내부에 포함된 필터를 통과하여 탄소산화물 및 황화합물로 분리될 수 있다.In the
후처리부(50)는 유입된 불순물이 외부로 유출되는 것을 방지하기 위하여, 불순물이 체류되기 위한 공간이 형성되되 전면이 폐쇄된 형상으로 형성될 수 있다.In order to prevent the introduced impurities from flowing out, the
이때, 후처리부(50)는 유입된 불순물이 유입되기 위하여, 후처리부(50) 하부 측면에 불순물 유입 배관이 연결될 수 있다.In this case, the
이때, 불순물 유입 배관은 상기 불순물이 후처리부(50)로 이송되기 위한 송풍기가 더 포함될 수 있다.In this case, the impurity inlet pipe may further include a blower for transferring the impurities to the
또한, 후처리부(50)는 상부 내측면에 액체비료가 분사될 수 있는 분사노즐이 포함될 수 있다. 이때, 액체비료가 분사되는 분사노즐은 후처리부(50) 상부 측면에 포함된 액체비료 공급 배관과 연결될 수 있다.In addition, the
상기 액체비료가 분사되는 분사노즐은 필터에 포함된 미생물에 수분과 영양분의 공급을 촉진시키기 위하여, 후처리부(50) 내에서 회전이 가능할 수 있다.The injection nozzle to which the liquid fertilizer is sprayed may be rotatable in the
여기서, 후처리부(50)는 상기 분사노즐에 의해 분사된 액체비료가 후단에 설명되는 충전물을 따라 흘려내려 미생물에 수분과 영양분이 공급되어 미생물의 생장이 저하되지 않는 장점이 있다.Here, in the
이때, 필터는 앞서 흡수부(10)에서 설명된 충전물이 사용될 수 있고, 바람직하게 상기 충전물에 아래에서 설명되는 미생물이 고정화된 것이 사용될 수 있다.In this case, the filter described above in the
여기서, 상기 충전물이 후처리부(50) 하단에 포함된 공기공급배관 및 황화합물 배출 배관으로 떨어져 막히는 것을 방지하기 위하여, 지지부재가 더 포함될 수 있다.Here, in order to prevent the filling from falling and clogging the air supply pipe and the sulfur compound discharge pipe included at the bottom of the
상기 지지부재는 후처리부(50) 내에 포함되되 불순물 유입 배관보다 높게 배치되고, 액체비료가 분사되는 분사노즐보다 낮게 배치되어 지지부재 상부면에 미생물이 고정화된 충전물이 거치될 수 있다.The support member is included in the
이때, 지지부재는 후처리부(50) 내에 포함된 미생물이 고정화된 충전물에 의해 생성된 황산염 및 황이 후처리부(50) 하부 방향으로 떨어지기 위하여, 복수개의 구멍이 형성될 수 있다.In this case, in the support member, a plurality of holes may be formed so that sulfate and sulfur generated by the filling in which the microorganisms included in the
이때, 복수개의 구멍은 상기 충전물이 빠지는 것을 방지하기 위하여, 상기 구멍의 직경이 충전물의 직경보다 작게 형성되는 것이 좋다.In this case, the plurality of holes may be formed so that the diameter of the hole is smaller than the diameter of the filler in order to prevent the filler from falling out.
후처리부(50) 하단에 포함된 공기공급배관은 생물학적으로 황화수소를 제거하기 위한 산소가 공급될 수 있다.The air supply pipe included at the bottom of the
이때, 후처리부(50) 하단에 포함된 공기공급배관과 황화합물 배출 배관은 서로 간섭되지 않게 배치될 수 있다.At this time, the air supply pipe and the sulfur compound discharge pipe included in the lower end of the
또한, 후처리부(50) 상단에 탄소산화물 배출 배관이 포함될 수 있다.In addition, a carbon oxide discharge pipe may be included at the upper end of the
상기 미생물은 황화수소를 황산염이온과 황 원소로 산화시키는 세균(bacteria)이 사용될 수 있다.As the microorganism, bacteria that oxidize hydrogen sulfide to sulfate ions and elemental sulfur may be used.
이때, 상기 미생물이 충전물에 고정화된 필터는 생물막이 형성됨에 따라 바이오 필터(bio filter)라 할 수 있다.In this case, the filter in which the microorganisms are immobilized on the filling may be referred to as a bio filter as a biofilm is formed.
상기 바이오 필터로 유입되는 불순물은 상기 미생물의 대사 작용에 의해 산화 분해되어, 최종적으로 이산화탄소와 미생물의 대사산물 형태로 배출될 수 있다.The impurities introduced into the biofilter may be oxidatively decomposed by the metabolism of the microorganism, and finally discharged in the form of carbon dioxide and metabolites of the microorganism.
상기 세균은 후처리부(50)로 유입된 상기 불순물이 황화수소와 이산화탄소로 분리되기 위하여, 황산화 세균이 포함될 수 있다.The bacteria may include sulfated bacteria in order to separate the impurities introduced into the
상기 황산화 세균은 상기 불순물에 포함된 황화수소만을 에너지원으로 사용하여 산화 분해시켜, 이산화탄소와, 대사산물로 황산염 및 황(S)이 생성될 수 있다.The sulfated bacteria may oxidatively decompose using only hydrogen sulfide contained in the impurities as an energy source, thereby producing carbon dioxide and sulfate and sulfur (S) as metabolites.
이에, 바이오 필터가 포함된 후처리부(50)는 탄소산화물(3)로 이산화탄소가 탄소산화물 배출 배관을 통해 배출되고, 황화합물(4)로 황산염 및 황이 황화합물 배출 배관을 통해 배출될 수 있다.Accordingly, in the
즉, 후처리부(50)는 상기 불순물이 이산화탄소와, 황산염 및 황으로 각각 분리 배출되거나, 상기 이산화탄소와, 황산염 및 황을 각각 포집하여 재자원화 시켜 온실가스 감축 효과 및 대기 오염이 방지되는 효과가 있다.That is, the
다음은 도 1에 도시된 바이오가스 정제 시스템을 이용한 정제 방법에 관한 설명이다.The following is a description of a purification method using the biogas purification system shown in FIG. 1 .
상기 정제 방법은 도 2에 도시된 바와 같이 순차적으로 수행될 수 있다.The purification method may be sequentially performed as shown in FIG. 2 .
가장 먼저, (a) 흡수부(10)에서 바이오가스(1)와 흡수제가 반응되어, 메탄을 제외한 불순물이 흡수되는 단계가 수행될 수 있다.First, (a) the
상기 (a) 단계는 앞서 설명된 흡수부(10)의 바이오가스 유입 배관을 따라 바이오가스(1)가 흡수부(10)로 유입되되, 상기 흡수제 이송 배관에 의해 흡수제 또는 분리부(20)에서 생성된 재생 흡수제가 분사노즐에 의해 흡수부(10) 내에 분사될 수 있다.In step (a), the
이때, 상기 바이오가스(1)는 상기 분사노즐에 의해 분사된 흡수제와 반응하여, 메탄을 제외한 불순물이 흡수제에 흡수되어 불순물이 흡수된 흡수제가 상기 흡수부(10) 하단에 형성된 배출 배관을 따라 분리부(20)로 이송될 수 있다.At this time, the
다음으로, (b) 상기 (a) 단계에서 생성된 불순물이 흡수된 흡수제가 분리부(20)에서 열원과 반응되어 불순물과 흡수제로 분리되는 단계가 수행될 수 있다.Next, (b) the absorbent in which the impurity generated in step (a) has been absorbed is reacted with a heat source in the
상기 (b) 단계는 상기 (a) 단계에서 배출 배관에 의해 이송되는 불순물이 흡수된 흡수제가 분리부(20)로 유입되되, 상기 열원 공급부(40)에 의해 상기 불순물이 흡수된 흡수제가 가열되어 불순물과 흡수제로 각각 분리될 수 있다.In step (b), the absorbent in which the impurity transferred by the discharge pipe in step (a) has been absorbed is introduced into the
이때, 가열에 의해 분리된 흡수제는 재생 흡수제로 상기 흡수제 이송 배관을 따라 흡수부(10)로 이송되어 재사용함에 따라 유지비용이 절감되는 장점이 있다.In this case, the absorbent separated by heating is a regenerated absorbent, and is transferred to the
또한, 상기 (b) 단계는 앞서 수행된 (a) 단계에 의해 분리부(20)로 유입되는 불순물이 흡수된 흡수제에 메탄이 포함되지 않거나, 함량이 0.1% 미만으로 바이오가스(1) 정제 시에 메탄 손실이 최대 0.1% 미만으로 바이오가스(1)에서 높은 메탄 분리 효과를 나타낼 수 있다.In addition, in step (b), methane is not included in the absorbent in which the impurities introduced into the
여기서, 가열에 의해 분리된 불순물은 기체상으로 분리부(20) 상단에 형성된 불순물 배출 배관을 따라 후처리부(50)로 이송될 수 있다.Here, impurities separated by heating may be transferred to the
다음으로, (c) 상기 (b) 단계에서 분리된 불순물이 후처리부(50)를 통과하여 탄소산화물 및 황화합물로 분리되는 단계가 수행될 수 있다.Next, (c) the impurity separated in step (b) passes through the
상기 (c) 단계는 상기 (b) 단계에서 불순물 배출 배관에 의해 이송되는 불순물이 후처리부(50)로 유입되되, 상기 바이오 필터를 통과하여 이산화탄소와, 황산염 및 황으로 각각 분리될 수 있다.In step (c), the impurities transported by the impurity discharge pipe in step (b) may be introduced into the
이때, 상기 (c) 단계를 통해 분리된 이산화탄소는 상기 탄소산화물 배출 배관을 통해 배출되거나, 포집하여 재자원화가 가능할 수 있다.In this case, the carbon dioxide separated through the step (c) may be discharged through the carbon oxide discharge pipe or may be collected and recycled.
이때, 상기 (c) 단계를 통해 분리된 황산염 및 황은 상기 황화합물 배출 배관을 통해 배출되거나, 포집하여 연소 또는 재자원화가 가능할 수 있다.At this time, the sulfate and sulfur separated through the step (c) may be discharged through the sulfur compound discharge pipe, or may be collected and combusted or recycled.
앞서 설명된 바이오가스 정제 시스템은 무압력 공정으로, 0.1kWh/m3 gas로 전력이 소모되어 유지비용이 절감되되, 사용자 친화적이며 안전적으로 운용이 가능한 장점이 있다.The biogas purification system described above is a pressureless process, and electricity is consumed at 0.1 kWh/m 3 gas, thereby reducing maintenance costs, but has the advantage of being user-friendly and safe to operate.
또한, 상기 바이오가스 정제 시스템은 모듈화가 가능하여, 유연 설치가 가능한 이점이 있다.In addition, the biogas purification system can be modularized, so there is an advantage that flexible installation is possible.
<실시예 2><Example 2>
상기 실시예 1의 흡수부(10)는 부식이 방지되는 재질로 제조될 수 있다.The
여기서, 바이오가스 정제 시스템과 정제 방법은 흡수부(10)의 재질을 제외하고 앞서 설명된 실시예 1과 동일하게 구성될 수 있다.Here, the biogas purification system and the purification method may be configured in the same manner as in
상기 흡수부(10)는 유입되는 바이오가스(1)에 포함된 황화합물 중 황화수소에 의해 흡수부(10) 내부가 부식되는 것을 방지하기 위하여, 스테인리스강 재질로 제조될 수 있다.The
상기 스테인리스강은 크롬(Cr) 16~18중량%, 니켈(Ni) 10~14중량%, 몰리브덴(Mo) 2~3중량%, 철(Fe) 잔부 및 기타 불가피한 불순물로 구성될 수 있다.The stainless steel may be composed of 16 to 18% by weight of chromium (Cr), 10 to 14% by weight of nickel (Ni), 2 to 3% by weight of molybdenum (Mo), the remainder of iron (Fe), and other unavoidable impurities.
상기 기타 불가피한 불순물은 탄소(C), 규소(Si), 망간(Mn), 인(P), 황(S) 중 어느 하나 이상이 추가적으로 2중량% 이하가 포함될 수 있다.The other unavoidable impurities may include an additional 2 wt% or less of any one or more of carbon (C), silicon (Si), manganese (Mn), phosphorus (P), and sulfur (S).
바람직하게 탄소 0.08중량% 이하, 규소 1중량% 이하, 망간 2중량% 이하, 인 0.045중량% 이하 및 황 0.03중량% 이하가 포함될 수 있다.Preferably, carbon 0.08 wt% or less,
상기 크롬은 철 표면에 매우 얇은 피막의 산화크롬(Cr2O3)이 형성되고, 상기 피막은 철로 침투하는 산소를 차단시키는 부동태 피막(passivity layer)으로 작용하여 녹이 잘 생기지 않는 내식성을 갖기 위하여 포함될 수 있다.The chromium is a very thin film of chromium oxide (Cr 2 O 3 ) is formed on the surface of the iron, and the film acts as a passivity layer to block oxygen penetrating into the iron. can
상기 니켈은 오스테나이트(austenite) 조직을 상온에서도 유지가 가능하기 위하여 포함될 수 있다.The nickel may be included in order to maintain an austenite structure even at room temperature.
상기 몰리브덴은 내식성, 내산성이 증가되어 염화물 응력 부식 균열(CISCC, Chloride-Induced Stress Corrosion Cracking)과 공식(pitting corrosion)을 방지하기 위하여 포함될 수 있다.The molybdenum may be included in order to increase corrosion resistance and acid resistance to prevent chloride stress corrosion cracking (CISCC, Chloride-Induced Stress Corrosion Cracking) and pitting corrosion.
이에 따라, 본 발명의 스테인리스강은 Fe-Cr-Ni-Mo계 스테인리스강으로, 내식성 및 내산성이 우수한 장점이 있다.Accordingly, the stainless steel of the present invention is a Fe-Cr-Ni-Mo-based stainless steel, and has excellent corrosion resistance and acid resistance.
특히, 본 발명의 스테인리스강은 몰리브덴이 포함되어 있어, 흡수부(10)로 유입되는 황화수소와 같은 산을 환원하여 부식을 방지하는 효과가 있다.In particular, since the stainless steel of the present invention contains molybdenum, there is an effect of reducing an acid such as hydrogen sulfide flowing into the
이에, 흡수부(10)에서 배출되는 불순물이 흡수된 흡수제가 유입되는 분리부(20)가 흡수제에 흡수된 불순물 중 황화수소에 의해 부식이 발생되는 것을 방지하기 위하여, 분리부(20) 및 흡수부(10) 하단에 포함된 배출 배관도 흡수부(10)와 동일한 재질로 제조될 수 있음은 물론이다.Accordingly, in order to prevent corrosion by hydrogen sulfide among impurities absorbed in the absorbent in the
또한, 분리부(20)에서 분리되어 배출되는 불순물이 유입되는 후처리부(50)가 불순물 중 황산염 및 황에 의해 부식이 발생되는 것을 방지하기 위하여, 후처리부(50) 및 분리부(20) 상단에 포함된 불순물 배출 배관도 흡수부(10)와 동일한 재질로 제조될 수 있음은 물론이다.In addition, in order to prevent the
<실시예 3><Example 3>
상기 실시예 1 또는 실시예 2의 바이오가스 정제 시스템에 냉각부(25)가 더 포함될 수 있다.The cooling
상기 바이오가스 정제 시스템은 냉각부(25)를 제외하고 앞서 설명된 실시예 1 또는 실시예 2와 동일하게 구성될 수 있다.The biogas purification system may be configured in the same manner as in
도 3을 참고하여 설명하면, 상기 냉각부(25)는 앞서 설명된 분리부(20)와 후처리부(50) 사이에 배치될 수 있다.Referring to FIG. 3 , the cooling
이때, 냉각부(25)는 분리부(20) 상단에 포함된 불순물 배출 배관과 연결되어, 분리부(20)에서 분리 배출되는 불순물이 유입되되, 불순물에서 수분만이 제거되기 위해 내부에 냉각 배관이 포함될 수 있다.At this time, the cooling
이에 따라, 분리부(20)에서 분리 배출되는 불순물은 냉각부(25)를 거쳐 수분이 제거된 불순물이 후처리부(50)로 유입되어 앞서 설명된 바와 같이, 수분이 제거된 불순물은 이산화탄소와, 황산염 및 황으로 각각 분리 배출될 수 있다.Accordingly, the impurities separated and discharged from the
다음은 도 4에 도시된 상기 바이오가스 정제 시스템을 이용한 정제 방법에 관한 설명으로, (a) 단계, (b) 단계 및 (c') 단계가 순차적으로 수행될 수 있다.The following is a description of the purification method using the biogas purification system shown in FIG. 4, and steps (a), (b) and (c') may be sequentially performed.
상기 (a) 단계, (b) 단계는 앞서 설명된 실시예 1과 동일하게 수행될 수 있다.Steps (a) and (b) may be performed in the same manner as in Example 1 described above.
상기 (b) 단계 후에 (c') 상기 (b) 단계에서 분리된 불순물이 냉각부(25) 및 후처리부(50)를 통과하여 탄소산화물 및 황화합물로 분리되는 단계가 수행될 수 있다.After the step (b), a step (c') of the impurities separated in the step (b) passing through the cooling
상기 (c') 단계는 상기 (b) 단계에서 불순물 배출 배관에 의해 이송되는 불순물이 냉각부(25)로 유입되고, 냉각부(25) 내부에 포함된 냉각 배관의 열 교환을 통해 수분이 제거된 불순물이 생성될 수 있다.In step (c'), the impurities transported by the impurity discharge pipe in step (b) are introduced into the cooling
이때, 수분이 제거된 불순물은 후처리부(50)로 유입되되, 앞서 설명된 바이오 필터를 통과하여 이산화탄소와, 황산염 및 황으로 각각 분리될 수 있다.At this time, the impurities from which moisture has been removed may be introduced into the
이때, 상기 (c') 단계를 통해 분리된 이산화탄소는 상기 탄소산화물 배출 배관을 통해 배출되거나, 포집하여 재자원화가 가능할 수 있다.In this case, the carbon dioxide separated through the step (c') may be discharged through the carbon oxide discharge pipe or may be collected and recycled.
이때, 상기 (c') 단계를 통해 분리된 황산염 및 황은 상기 황화합물 배출 배관을 통해 배출되거나, 포집하여 연소 또는 재자원화가 가능할 수 있다.In this case, the sulfate and sulfur separated through the step (c') may be discharged through the sulfur compound discharge pipe, or may be collected and combusted or recycled.
<실시예 4><Example 4>
상기 실시예 1 내지 실시예 3 중 선택되는 어느 하나의 바이오가스 정제 시스템에 고질화부(60)가 더 포함될 수 있다.The
상기 바이오가스 정제 시스템은 고질화부(60)를 제외하고 앞서 설명된 실시예 1 내지 실시예 3 중 선택되는 어느 하나와 동일하게 구성될 수 있다.The biogas purification system may be configured in the same manner as in any one selected from Examples 1 to 3 described above, except for the
도 5를 참고하여 설명하면, 고질화부(60)는 흡수부(10)에서 배출되는 메탄(2)에 포함된 저농도의 이산화탄소, 황화수소 또는 휘발성 유기화합물 중 어느 하나 이상을 제거하여 메탄의 순도를 높이기 위하여, 필터부(61), 압축부(62) 및 건조부(63)가 포함될 수 있다.Referring to FIG. 5 , the
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 필터부(61), 압축부(62) 및 건조부(63)는 앞서 설명된 메탄 배출 배관에 순차적으로 배치될 수 있다.5, the
상기 필터부(61)는 상기 메탄 배출 배관을 통해 앞서 설명된 흡수부(10)에서 분리되어 배출되는 메탄(2)이 유입되되, 상기 메탄(2)을 제외한 불순물이 흡착될 수 있다.In the
이때, 필터부(61)로 유입되는 상기 메탄(2)에 저농도의 이산화탄소, 황화수소 또는 휘발성 유기화합물 중 어느 하나 이상이 포함될 수 있다.At this time, the
이에, 상기 필터부(61)는 메탄(2)을 제외하고, 저농도의 이산화탄소, 황화수소 또는 휘발성 유기화합물 중 어느 하나 이상 흡착 제거되기 위하여, 카본 필터(carbon filter)가 사용될 수 있다.Accordingly, in the
상기 카본 필터는 다공성 물질로, 상기 필터부(61) 내에 포함되어 메탄(2)을 제외하고 저농도의 이산화탄소, 황화수소 및 휘발성 유기화합물만을 흡착 제거하여 고질화 메탄 생성이 가능하다.The carbon filter is a porous material and is included in the
또한, 상기 카본 필터는 흡착되는 저농도의 이산화탄소, 황화수소 및 휘발성 유기화합물에 의해 기공이 막혀 흡착 성능이 저하되는 것을 방지하기 위하여 교체가 가능할 수 있다.In addition, the carbon filter may be replaceable in order to prevent a decrease in adsorption performance due to clogging of pores by adsorbed low-concentration carbon dioxide, hydrogen sulfide, and volatile organic compounds.
나아가, 상기 카본 필터는 상기 필터부(61) 내에 복수개가 적층구조로 형성될 수 있음은 물론이다.Furthermore, it goes without saying that a plurality of carbon filters may be formed in a stacked structure in the
상기 압축부(62)는 상기 필터부(61) 다음에 배치되어 필터부(61)에서 배출되는 메탄이 유입되되, 연료화를 위해 메탄을 압축시켜 고농도의 메탄이 생성될 수 있다.The
상기 건조부(63)는 상기 압축부(62) 다음에 배치되어 압축부(62)에서 배출되는 고농도의 메탄이 유입되되, 상기 고농도의 메탄에서 수분이 제거될 수 있다.The drying
상기 건조부(63)를 거쳐 수분이 제거된 고농도의 메탄은 도 5에서 2'로 표시되며, 별도로 포집되어 발전용 또는 난방용으로 사용되거나, 수송 연료 또는 천연가스를 대체하여 사용할 수 있다.The high-concentration methane from which moisture has been removed through the drying
다음은 도 6에 도시된 상기 바이오가스 정제 시스템을 이용한 정제 방법에 관한 설명으로, 앞서 설명된 실시예 1의 정제 방법에 (d) 상기 (a) 단계에서 분리된 메탄(2)이 고질화부(60)를 통과하여 연료화되는 단계가 추가로 수행될 수 있다.The following is a description of the purification method using the biogas purification system shown in FIG. 6, and in the purification method of Example 1 described above, (d) the methane (2) separated in the step (a) is converted into a high nitrification unit ( The step of being converted into fuel by passing through 60) may be additionally performed.
이때, 상기 (d) 단계는 앞서 설명된 (a) 단계에서 분리된 메탄(2)이 필터부(61), 압축부(62) 및 건조부(63)를 순차적으로 통과될 수 있다.In this case, in step (d), the
상기 (d) 단계는 앞서 설명된 (a) 단계에서 분리된 메탄(2)이 상기 필터부(61)를 통과하여, 상기 메탄(2)에 포함되는 저농도의 이산화탄소, 황화수소 또는 휘발성 유기화합물 중 어느 하나 이상이 흡착 제거될 수 있다.In step (d), the
이후, 필터부(61)를 통과한 메탄은 필터부(61) 다음에 배치된 압축부(62)를 통과하여, 상기 메탄이 압축되어 고농도의 메탄이 생성될 수 있다.Thereafter, the methane that has passed through the
다음으로, 압축부(62)를 통과한 고농도의 메탄은 건조부(63)를 통과하여, 상기 고농도의 메탄에서 수분이 제거될 수 있다.Next, the high-concentration methane that has passed through the
이에, 상기 고질화부(60)가 포함된 바이오가스 정제 시스템은 흡수부(10)에서 분리되는 메탄에 이산화탄소, 황화수소 및 휘발성 유기화합물이 잔류되지 않아 고질화된 메탄 생성이 가능한 장점이 있다.Accordingly, the biogas purification system including the
특히, 고질화된 메탄은 메탄의 순도가 높아져 연료로 사용가능한 효과가 있다.In particular, the nitrified methane has an effect that it can be used as a fuel because the purity of the methane is increased.
<실시예 5><Example 5>
상기 실시예 4의 고질화부(60)에 가스 냉각부가 더 포함될 수 있다.A gas cooling unit may be further included in the
여기서, 바이오가스 정제 시스템은 가스 냉각부를 제외하고 앞서 설명된 실시예 4와 동일하게 구성될 수 있다.Here, the biogas purification system may be configured in the same manner as in Example 4 described above except for the gas cooling unit.
상기 가스 냉각부는 도 7에 도시된 바와 같이, 압축부(62)와 건조부(63) 사이에 배치되며, 내부에 냉각 배관이 포함될 수 있다.As shown in FIG. 7 , the gas cooling unit is disposed between the
이때, 압축부(62)에서 배출되는 고농도의 메탄이 가스 냉각부를 통과할 수 있다. 이에, 가스 냉각부 내에 포함된 냉각 배관의 열 교환을 통해 유입된 고농도의 메탄이 냉각되어 액화 메탄이 생성될 수 있다.At this time, the high-concentration methane discharged from the
상기 액화 메탄은 가스 냉각부 다음에 배치된 건조부(63)로 유입되어 액화 메탄에서 수분이 제거될 수 있다.The liquefied methane may be introduced into the drying
고질화부(60)에 가스 냉각부가 더 포함되어 필터부(61), 압축부(62), 가스 냉각부 및 건조부(63)가 순차적으로 배치됨에 따라 최종적으로 액화 메탄이 생산됨으로써, 액화 메탄은 수송 저장이 우수한 장점이 있다.A gas cooling unit is further included in the
상기 가스 냉각부가 더 포함된 바이오가스 정제 시스템을 이용한 정제 방법은 앞서 설명된 실시예 4의 (d) 단계가 수행될 수 있다.In the purification method using the biogas purification system further including the gas cooling unit, step (d) of Example 4 described above may be performed.
이때, 상기 (d) 단계는 앞서 설명된 (a) 단계에서 분리된 메탄(2)이 필터부(61), 압축부(62), 가스 냉각부 및 건조부(63)를 순차적으로 통과될 수 있다.At this time, in step (d), the
상기 (d) 단계는 앞서 설명된 (a) 단계에서 분리된 메탄(2)이 상기 필터부(61)를 통과하여, 상기 메탄(2)에 포함되는 저농도의 이산화탄소, 황화수소 또는 휘발성 유기화합물 중 어느 하나 이상이 흡착 제거될 수 있다.In step (d), the
이후, 필터부(61)를 통과한 메탄은 필터부(61) 다음에 배치된 압축부(62)를 통과하여, 상기 메탄이 압축되어 고농도의 메탄이 생성될 수 있다.Thereafter, the methane that has passed through the
다음으로, 압축부(62)를 통과한 고농도의 메탄은 가스 냉각부를 통과하여, 가스 냉각부 내에 포함된 냉각 배관의 열 교환을 통해 유입된 고농도의 메탄이 냉각되어 액화 메탄이 생성될 수 있다.Next, the high-concentration methane that has passed through the
이후, 가스 냉각부에서 생성된 액화 메탄은 건조부(63)를 통과하여, 상기 액화 메탄에서 수분이 제거될 수 있다.Thereafter, the liquefied methane generated in the gas cooling unit may pass through the drying
<실시예 6><Example 6>
상기 실시예 5의 고질화부(60)에 가스 분석부가 더 포함될 수 있다.A gas analyzer may be further included in the
여기서, 바이오가스 정제 시스템은 가스 분석부를 제외하고 앞서 설명된 실시예 5와 동일하게 구성될 수 있다.Here, the biogas purification system may be configured in the same manner as in Example 5 described above except for the gas analyzer.
상기 가스 분석부는 도 7에 도시된 바와 같이, 건조부(63) 다음에 배치될 수 있다.The gas analyzer may be disposed next to the drying
이때, 건조부(63)에서 배출되는 수분이 제거된 액화 메탄이 가스 분석부를 통과하게 되면, 액화 메탄 내에 불순물 잔류 여부를 확인할 수 있다.At this time, when the liquefied methane from which moisture is removed from the drying
예컨대, 가스 분석부는 흡수법, 연소법, 적정법, 중량법, 비색법, 시험지법, 검지관법, 물리적 기체분석법, 저온증류법 또는 기체크로마토그래피 중 어느 하나의 방법으로 수행되어 액화 메탄 내에 불순물 잔류 여부를 확인할 수 있다.For example, the gas analysis unit is performed by any one of absorption method, combustion method, titration method, gravimetric method, colorimetric method, test strip method, detection tube method, physical gas analysis method, low temperature distillation method, or gas chromatography to check whether impurities remain in liquefied methane. .
만일, 상기 가스 분석부를 통해 액화 메탄 내에 불순물이 잔류되어 있음을 확인하게 되면, 필터부(61)로 다시 이송시켜 불순물이 흡착 제거될 수 있다.If it is confirmed through the gas analyzer that impurities remain in the liquefied methane, the impurities may be adsorbed and removed by transferring them back to the
만일, 상기 가스 분석부를 통해 액화 메탄 내에 불순물이 잔류되어 있지 않음을 확인하게 되면, 별도로 포집되어 발전용 또는 난방용으로 사용되거나, 수송 연료 또는 천연가스를 대체하여 사용할 수 있다.If it is confirmed through the gas analyzer that no impurities remain in the liquefied methane, it may be separately collected and used for power generation or heating, or may be used as a substitute for transportation fuel or natural gas.
상기 가스 분석부가 더 포함된 바이오가스 정제 시스템을 이용한 정제 방법은 앞서 설명된 실시예 5의 (d) 단계가 수행될 수 있다.In the purification method using the biogas purification system further including the gas analyzer, step (d) of Example 5 described above may be performed.
이때, 상기 (d) 단계는 앞서 설명된 (a) 단계에서 분리된 메탄(2)이 필터부(61), 압축부(62), 가스 냉각부, 건조부(63) 및 가스 분석부를 순차적으로 통과될 수 있다.At this time, in step (d), the
상기 (d) 단계는 앞서 설명된 (a) 단계에서 분리된 메탄(2)이 상기 필터부(61)를 통과하여, 상기 메탄(2)에 포함되는 저농도의 이산화탄소, 황화수소 또는 휘발성 유기화합물 중 어느 하나 이상이 흡착 제거될 수 있다.In step (d), the
이후, 필터부(61)를 통과한 메탄은 필터부(61) 다음에 배치된 압축부(62)를 통과하여, 상기 메탄이 압축되어 고농도의 메탄이 생성될 수 있다.Thereafter, the methane that has passed through the
다음으로, 압축부(62)를 통과한 고농도의 메탄은 가스 냉각부를 통과하여, 가스 냉각부 내에 포함된 냉각 배관의 열 교환을 통해 유입된 고농도의 메탄이 냉각되어 액화 메탄이 생성될 수 있다.Next, the high-concentration methane that has passed through the
이후, 가스 냉각부에서 생성된 액화 메탄은 건조부(63)를 통과하여, 상기 액화 메탄에서 수분이 제거될 수 있다.Thereafter, the liquefied methane generated in the gas cooling unit may pass through the drying
다음으로, 수분이 제거된 액화 메탄은 가스 분석부를 통과하여, 액화 메탄 내에 불순물의 잔류 여부를 확인할 수 있다.Next, the liquefied methane from which moisture has been removed may pass through a gas analyzer to determine whether impurities remain in the liquefied methane.
이를 통해, 본 발명은 고질화부(60)를 통과하여 생성된 최종 액화 메탄 내의 불순물이 잔류되지 않아 별도로 정제 작업을 추가로 수행하지 않고도 즉시 활용이 가능한 장점이 있다.Through this, the present invention has an advantage that it can be used immediately without additional purification work because impurities in the final liquefied methane produced by passing through the
<실시예 7><Example 7>
상기 실시예 1 내지 실시예 6 중 선택되는 어느 하나의 바이오가스 정제 시스템에 열교환부(31), 회수부(70), 쿨링부(80) 및 처리부(90)가 더 포함될 수 있다.A
여기서, 바이오가스 정제 시스템은 열교환부(31), 회수부(70), 쿨링부(80) 및 처리부(90)를 제외하고 앞서 설명된 각 실시예와 동일하게 구성될 수 있다.Here, the biogas purification system may be configured in the same manner as in each of the above-described embodiments except for the
도 7에 도시된 내부가 비어있고 파선으로 형성된 화살표는 경수의 흐름을 나타낸 것이며, 내부가 채워져 있고 파선으로 형성된 화살표는 온수의 흐름을 나타낸 것이다.An arrow with an empty interior shown in FIG. 7 and a broken line indicates the flow of hard water, and an arrow that is filled inside and formed with a broken line indicates the flow of hot water.
도 7을 참고하여 설명하면, 상기 열교환부(31)는 흡수부(10)와 공급부(30) 사이에 위치되는 흡수제 이송 배관에 포함될 수 있다.Referring to FIG. 7 , the
재생 흡수제가 상기 흡수제 이송 배관을 따라 이송될 때, 재생 흡수제는 공급부(30)와 열교환부(31)를 순차적으로 통과하여 흡수부(10)로 이송될 수 있다.When the regenerated absorbent is transferred along the absorbent transfer pipe, the regenerated absorbent may sequentially pass through the
이때, 열교환부(31)에서 생성된 45℃의 온수가 회수부(70)로 회수될 수 있다.At this time, the 45° C. hot water generated in the
상기 회수부(70)는 바이오가스 정제 시스템 동작 시에 발생되는 열을 회수하여 회수된 열 일부는 외부로 배출하여 소화조 등과 같이 열이 필요한 설비에 열을 공급할 수 있고, 일부는 도 7에서와 같이 쿨링부(80)로 공급하여 바이오가스 정제 시스템의 과열을 방지할 수 있다.The
또한, 회수부(70)는 도 7에서와 같이, 압축부(62)에서 발생되는 70℃의 온수와 냉각부(25)에서 발생되는 응축수가 회수될 수 있다.In addition, as shown in FIG. 7 , the
상기 쿨링부(80)는 냉각 설비로, 회수부(70)를 통해 회수된 온수와 열이 공급되되, 처리부(90)에서 생성된 연수 일부가 공급될 수 있다.The cooling
이에 따라, 쿨링부(80)는 상기 공급된 연수에 의해 회수된 온수와 열의 온도를 낮추기 위한 냉각에 대한 총 열 소비와 열 손실을 최대한으로 낮춤으로써, 효율이 저하되지 않는 장점이 있습니다.Accordingly, the cooling
상기 처리부(90)는 외부에서 유입되는 경수를 경도가 낮은 연수로 바꾸는 경수 연화 장치가 포함될 수 있다.The
이때, 처리부(90)를 통해 생성된 연수 일부는 도 7에 도시된 바와 같이, 쿨링부(80)로 공급되고, 나머지 연수 일부는 냉각부(25)로 거쳐 분리부(20)로 공급될 수 있다.At this time, some of the soft water generated through the
상기 분리부(20)에 공급된 연수는 재생된 흡수제와 혼합되어 수용액 상태의 재생 흡수제가 흡수부(10)로 공급될 수 있다.The soft water supplied to the
열교환부(31), 회수부(70), 쿨링부(80) 및 처리부(90)가 더 포함된 바이오가스 정제 시스템은 회수부(70)에 의해 열과 온수가 회수되고, 쿨링부(80)에서 상기 연수가 적게 사용되는 이점이 있다.In the biogas purification system further including the
<실시예 8><Example 8>
상기 실시예 1 내지 실시예 7 중 선택되는 어느 하나의 바이오가스 정제 시스템에 포함된 후처리부(50)에서 사용되는 충전물에 고정화되는 미생물로 세균 및 진균(fungi)이 포함될 수 있다.Microorganisms immobilized on the filling used in the
상기 세균은 상기 실시예 1에서 설명된 황산화 세균이 포함될 수 있다.The bacteria may include the sulphating bacteria described in Example 1.
상기 진균은 후처리부(50)로 유입된 상기 불순물이 황화수소와 이산화탄소로 분리되기 위하여, 애시도미세스 애시도필루스(Acidomyces acidophilus) 또는 아스페르길루스 푸미가투스(Aspergillus fumigatus) 중 어느 하나 이상의 곰팡이가 포함될 수 있다.The fungus is, in order to separate the impurities introduced into the
만일, 상기 충전물에 상기 세균이 단독으로 사용될 경우에는 pH 변화에 민감하여 급격한 pH 변화 시, 세균의 활성이 저하될 수 있다.If the bacteria are used alone in the filling, they are sensitive to changes in pH, and thus, when the pH changes rapidly, the activity of the bacteria may be reduced.
예컨대, 상기 충전물에 상기 진균이 단독으로 사용도리 경우에는 세균에 비해 상대적으로 대사율이 낮아 초기 순응 기간이 오래 걸릴 수 있다.For example, when the fungus is used alone in the filling, the initial acclimatization period may take a long time because the metabolic rate is relatively lower than that of the bacteria.
이에, 세균 또는 곰팡이가 단독 접종된 필터 사용 시에 나타나는 문제를 개선하기 위하여 상기 필터에 상기 세균과 곰팡이가 혼합된 복합 미생물 군집이 사용될 수 있다.Accordingly, a complex microbial community in which the bacteria and mold are mixed may be used in the filter in order to improve the problem that occurs when the filter inoculated with bacteria or mold alone is used.
이때, 상기 복합 미생물 군집이 바이오 필터로 사용됨에 따라, 곰팡이의 균사 표면에 세균이 부착되어 황화수소 제거 효율이 향상되는 이점이 있다.At this time, as the complex microbial community is used as a biofilter, there is an advantage in that the efficiency of removing hydrogen sulfide is improved because bacteria are attached to the surface of the mycelia of the mold.
이에, 상기 복합 미생물 군집이 형성된 바이오 필터가 포함된 후처리부(50)는 탄소산화물(3)로 이산화탄소가 탄소산화물 배출 배관을 통해 배출되고, 황화합물(4)로 황산염 및 황이 황화합물 배출 배관을 통해 배출될 수 있다.Accordingly, in the
<실시예 9><Example 9>
상기 실시예 1 내지 실시예 8 중 선택되는 어느 하나의 바이오가스 정제 시스템에 포함된 탄소산화물 배출 배관에 이산화탄소 포집부가 더 포함될 수 있다.A carbon dioxide collecting unit may be further included in the carbon oxide exhaust pipe included in any one of the biogas purification systems selected from Examples 1 to 8.
상기 이산화탄소 포집부를 제외한 바이오가스 정제 시스템은 각 실시예와 동일하게 형성될 수 있다.The biogas purification system except for the carbon dioxide collecting unit may be formed in the same manner as in each embodiment.
여기서, 이산화탄소 포집부는 앞서 설명된 탄소산화물 배출 배관 타단에 연결되어 후처리부(50)를 통해 분리된 이산화탄소를 포집하여 대기 중으로 이산화탄소가 방출되는 것을 방지하여 온실가스가 저감되는 장점이 있다.Here, the carbon dioxide collecting unit is connected to the other end of the carbon oxide discharge pipe described above, and collects the carbon dioxide separated through the
상기 이산화탄소 포집부에 포집된 이산화탄소는 다양한 용도로 활용함으로써, 이산화탄소 배출에 따른 환경오염을 줄일 수 있다.The carbon dioxide captured by the carbon dioxide collecting unit can be used for various purposes, thereby reducing environmental pollution caused by carbon dioxide emission.
하나의 예로, 상기 포집된 이산화탄소를 드라이아이스로 제조하여 활용할 수 있다.As an example, the captured carbon dioxide may be used by manufacturing dry ice.
드라이아이스 제조방법은 상기 포집된 이산화탄소를 물로 불순물을 녹여 정제하고, 수분을 제거한 후에 정제된 이산화탄소에 냉각과 압력을 주게 되면 액상 이산화탄소로 변환되게 된다.In the dry ice manufacturing method, the collected carbon dioxide is purified by dissolving impurities in water, and after removing moisture, cooling and pressure are applied to the purified carbon dioxide to convert it into liquid carbon dioxide.
이때, 액상 이산화탄소에 추가 압력을 가하게 되면, 고체 형태의 이산화탄소인 드라이아이스가 생성될 수 있다.In this case, when additional pressure is applied to the liquid carbon dioxide, dry ice, which is carbon dioxide in a solid form, may be generated.
다른 예로, 상기 포집된 이산화탄소를 개미산으로 제조하여 의약품, 방부제 등에 활용할 수 있다.As another example, the captured carbon dioxide can be prepared as formic acid and used in medicines, preservatives, and the like.
다른 활용 예로, 상기 포집된 이산화탄소를 정제한 후에 비닐하우스에 주입할 수 있다. 비닐하우스에 주입된 이산화탄소는 작물의 광합성 활동에 사용되어 작물 생산량이 증대될 수 있다.As another application example, after refining the captured carbon dioxide, it may be injected into a plastic house. Carbon dioxide injected into the greenhouse can be used for photosynthetic activity of crops, thereby increasing crop yield.
또 다른 예로, 상기 포집된 이산화탄소를 미세조류 배양에 활용할 수 있다.As another example, the captured carbon dioxide can be used for culturing microalgae.
상기 미세조류는 광합성을 통해 상기 포집된 이산화탄소를 사용하여 산소 및 유기물이 생산될 수 있다.The microalgae can produce oxygen and organic matter by using the captured carbon dioxide through photosynthesis.
미세조류의 광합성에 의해 생성된 산소를 별도로 포집하여 앞서 설명된 후처리부(50)의 바이오 필터에 주입함으로써, 황산화 세균의 활성을 향상시킬 수 있다.By separately collecting oxygen generated by photosynthesis of microalgae and injecting it into the biofilter of the
상기 유기물은 지방산과 글리세롤(glycerol)이 결합된 트라이글리세라이드(TAG, triacylglyceride)가 포함되어 있다.The organic material contains a triglyceride (TAG, triacylglyceride) in which fatty acids and glycerol (glycerol) are combined.
여기서, 트라이글리세라이드를 메탄올과 반응시키면, 글리세롤과 지방산 메틸에스터(FAME, fatty acid methyl ester)로 분리될 수 있다.Here, when triglyceride is reacted with methanol, it can be separated into glycerol and fatty acid methyl ester (FAME).
이때, 분리된 지방산 메틸에스터는 바이오디젤(bio-diesel)이라 할 수 있다.In this case, the separated fatty acid methyl ester may be referred to as bio-diesel.
상기 바이오디젤은 석유 기반인 경유를 대체하거나, 경유와 혼합하여 사용함으로써, 경유 사용에 따른 미세먼지 발생을 저감하여 대기 오염을 방지할 수 있는 이점이 있다.The biodiesel has the advantage of being able to prevent air pollution by reducing the generation of fine dust due to the use of diesel by replacing or mixing diesel with petroleum-based diesel.
<실시예 10><Example 10>
상기 실시예 1 내지 실시예 9 중 선택되는 어느 하나의 바이오가스 정제 시스템에 포함된 황화합물 배출 배관에 포집부가 더 포함될 수 있다.A collection unit may be further included in the sulfur compound discharge pipe included in any one of the biogas purification systems selected from Examples 1 to 9.
상기 포집부를 제외한 바이오가스 정제 시스템은 각 실시예와 동일하게 형성될 수 있다.The biogas purification system except for the collecting unit may be formed in the same manner as in each embodiment.
여기서, 포집부는 앞서 설명된 황화합물 배출 배관 타단에 연결되어 후처리부(50)를 통해 분리된 황화수소, 황 중 어느 하나 이상을 포집하여 대기 중으로 악취가 방출되지 않아 대기 오염이 방지되는 장점이 있다.Here, the collecting unit is connected to the other end of the sulfur compound discharge pipe described above and collects any one or more of hydrogen sulfide and sulfur separated through the
상기 포집부에 포집된 황화수소, 황은 연소되거나, 다양한 용도로 활용함으로써, 재자원화가 가능하여 환경오염을 줄일 수 있다.The hydrogen sulfide and sulfur collected in the collection unit are combusted or used for various purposes, thereby reducing environmental pollution by enabling recycling.
상기 포집된 황화수소, 황은 연소기로 이송된 후에 연소될 수 있다.The captured hydrogen sulfide and sulfur may be burned after being transferred to a combustor.
상기 연소기는 축열식 연소기로, 800℃ 이상의 고온에서 상기 포집된 황화수소, 황을 연소시켜 악취가 대기 중으로 방출되지 않는 효과가 있다.The combustor is a regenerative combustor, and by burning the captured hydrogen sulfide and sulfur at a high temperature of 800° C. or higher, odors are not emitted into the atmosphere.
본 발명은 전처리가 필요 없는 바이오가스 정제 시스템 및 이를 이용한 정제 방법으로, 흡수부에서 흡수제를 이용하여 바이오가스 중 메탄(CH4)을 제외한 불순물을 흡수 및 분리하여도 부식이 발생되지 않아 고순도의 메탄을 포집할 수 있는 산업상 이용가능한 발명이다.The present invention is a biogas purification system that does not require pretreatment and a purification method using the same. Even when impurities except methane (CH 4 ) are absorbed and separated from the biogas by using an absorbent in the absorber, corrosion does not occur, so high-purity methane It is an industrially available invention that can capture
Claims (10)
불순물이 흡수된 흡수제가 유입되되, 공급된 열원에 의해 불순물과 흡수제가 분리되어 흡수제가 재생되는 분리부;
흡수부와 분리부 사이에 배치되되, 분리부에서 재생된 흡수제가 흡수부로 이송되고, 흡수부에서 생성된 불순물이 흡수된 흡수제가 분리부로 이송되는 공급부;
분리부로 열원이 공급되는 열원 공급부; 및
분리부에서 분리된 불순물이 유입되고, 불순물은 충전물에 미생물이 고정화된 필터를 통과하여 상기 미생물의 대사 작용에 의해 상기 불순물이 산화 분해되어, 이산화탄소와, 황산염 및 황으로 각각 분리 및 포집되는 후처리부; 가 포함되어 무압력 공정이고,
흡수제는 아민계(amine) 화합물 수용액이 사용되며,
불순물은 탄소산화물, 황화합물 또는 수분 중 어느 하나 이상이 포함되고,
열원은 온수, 온유 또는 증기 중 어느 하나가 포함되며,
흡수부는 유입되는 바이오가스에 포함된 황화합물에 의해 흡수부가 부식되는 것을 방지하기 위하여, 스테인리스강 재질로 제조되어 전처리가 필요 없는 것을 특징으로 하는, 바이오가스 정제 시스템.an absorption unit in which impurities other than methane in the biogas are absorbed by reacting the introduced biogas with an absorbent;
a separation unit in which the absorbent into which the impurities are absorbed is introduced, the impurities and the absorbent are separated by the supplied heat source to regenerate the absorbent;
a supply unit disposed between the absorption unit and the separation unit, wherein the absorbent regenerated in the separation unit is transferred to the absorption unit, and the absorbent in which impurities generated in the absorption unit are absorbed is transferred to the separation unit;
a heat source supply unit to which a heat source is supplied to the separation unit; and
The impurities separated in the separation unit are introduced, and the impurities pass through a filter in which the microorganisms are immobilized in the packing material, and the impurities are oxidized and decomposed by the metabolism of the microorganisms. ; It is a pressureless process that includes
As the absorbent, an aqueous solution of an amine compound is used,
Impurities include any one or more of carbon oxides, sulfur compounds, or moisture,
The heat source includes any one of hot water, warm oil, or steam,
In order to prevent the absorber from being corroded by the sulfur compounds contained in the incoming biogas, the absorber is made of a stainless steel material and does not require pretreatment, the biogas purification system.
흡수부는 바이오가스와 흡수제의 반응을 촉진시켜 바이오가스 중 불순물의 흡수율을 높이기 위하여 흡수부 내에서 회전이 가능한 분사노즐 또는 교체가 가능한 충전물 중 어느 하나 이상이 더 포함되는 것을 특징으로 하는, 바이오가스 정제 시스템.The method according to claim 1,
In order to increase the absorption rate of impurities in the biogas by promoting the reaction between the biogas and the absorbent in the absorber, any one or more of a rotatable injection nozzle or a replaceable filler is further included in the absorber. system.
후처리부는 상기 미생물에 수분과 영양분이 공급되기 위하여 액체비료가 분사되는 것을 특징으로 하는, 바이오가스 정제 시스템.The method according to claim 1,
The post-processing unit, biogas purification system, characterized in that the liquid fertilizer is sprayed in order to supply moisture and nutrients to the microorganisms.
바이오가스 정제 시스템은 분리부에서 분리 배출되는 불순물이 유입되되, 불순물에서 수분이 제거되기 위하여, 분리부와 후처리부 사이에 냉각부가 더 포함되는 것을 특징으로 하는, 바이오가스 정제 시스템.The method according to claim 1,
In the biogas purification system, impurities separated and discharged from the separation unit are introduced, and a cooling unit is further included between the separation unit and the post-processing unit in order to remove moisture from the impurities.
미생물은 황산화 세균, 애시도미세스 애시도필루스(Acidomyces acidophilus) 또는 아스페르길루스 푸미가투스(Aspergillus fumigatus) 중 어느 하나 이상이 포함되는 것을 특징으로 하는, 바이오가스 정제 시스템.The method according to claim 1,
The microorganism is a sulphating bacterium, Acidomyces acidophilus (Acidomyces acidophilus) or Aspergillus fumigatus (Aspergillus fumigatus) characterized in that it includes any one or more, biogas purification system.
바이오가스 정제 시스템은 흡수부에서 분리된 메탄의 순도를 높이기 위한 고질화부가 더 포함되며,
고질화부는 상기 흡수부에서 분리된 메탄이 유입되되, 메탄을 제외한 불순물이 흡착되는 필터부;
상기 필터부에서 배출되는 메탄이 유입되되, 연료화를 위해 메탄이 압축되는 압축부;
상기 압축부에서 압축된 메탄에서 수분이 제거되는 건조부;
압축부에서 배출되는 메탄이 냉각되어 액화 메탄이 생성되는 가스 냉각부; 또는
메탄 내에 불순물 잔류 여부가 확인되는 가스 분석부; 중 어느 하나 이상이 포함되는 것을 특징으로 하는, 바이오가스 정제 시스템.The method according to claim 1,
The biogas purification system further includes a nitrification unit to increase the purity of methane separated in the absorption unit,
The nitrification unit includes a filter unit into which methane separated from the absorption unit is introduced, and impurities other than methane are adsorbed;
a compression unit in which methane discharged from the filter unit is introduced, and the methane is compressed for fuel conversion;
a drying unit in which moisture is removed from the methane compressed in the compression unit;
a gas cooling unit in which methane discharged from the compression unit is cooled to produce liquefied methane; or
a gas analyzer that checks whether impurities remain in the methane; Any one or more of which is characterized in that, the biogas purification system.
바이오가스 정제 시스템은,
흡수부와 공급부 사이에 포함되어 열교환에 의하여 온수가 생성되는 열교환부;
상기 온수가 회수되고, 회수된 열이 외부로 배출되거나, 열이 필요한 설비에 열이 공급되거나, 과열을 방지하기 위하여 쿨링부로 공급되는 회수부;
회수부에 의하여 온수와 열이 공급되되, 처리부에서 생성된 연수 일부가 공급되어 열 소비와 손실을 낮추는 쿨링부; 및
외부에서 유입된 경수를 연수로 바꾸어 쿨링부 및 분리부로 공급되는 처리부;
가 더 포함되는 것을 특징으로 하는, 바이오가스 정제 시스템. The method according to claim 1,
Biogas purification system,
a heat exchange unit included between the absorption unit and the supply unit to generate hot water by heat exchange;
a recovery unit in which the hot water is recovered, the recovered heat is discharged to the outside, heat is supplied to a facility requiring heat, or is supplied to a cooling unit to prevent overheating;
a cooling unit in which hot water and heat are supplied by the recovery unit, and a part of the soft water generated in the processing unit is supplied to reduce heat consumption and loss; and
a processing unit that converts hard water introduced from the outside into soft water and is supplied to the cooling unit and the separation unit;
The biogas purification system, characterized in that it further comprises.
(a) 흡수부에서 바이오가스와 흡수제가 반응되어 메탄을 제외한 불순물이 흡수되는 단계;
(b) 상기 (a) 단계에서 생성된 불순물이 흡수된 흡수제가 분리부에서 열원과 반응되어 불순물과 흡수제로 분리되는 단계; 및
(c) 상기 (b) 단계에서 분리된 불순물이 충전물에 미생물이 고정화된 필터가 포함된 후처리부를 통과하여 상기 미생물의 대사 작용에 의해 상기 불순물이 산화 분해되어, 이산화탄소와, 황산염 및 황으로 각각 분리 및 포집되는 단계;
가 포함되는 것을 특징으로 하는, 바이오가스 정제 시스템을 이용한 정제 방법.In the purification method using the biogas purification system of any one of claims 1 to 7,
(a) the biogas and the absorbent react in the absorption unit to absorb impurities except for methane;
(b) separating the absorbent into which the impurities produced in step (a) have been absorbed by reacting with a heat source in a separation unit to separate the impurities and the absorbent; and
(c) the impurities separated in step (b) pass through a post-processing unit including a filter in which the microorganisms are immobilized in the packing material, and the impurities are oxidatively decomposed by the metabolism of the microorganisms, respectively, into carbon dioxide, sulfate and sulfur separating and collecting;
A purification method using a biogas purification system, characterized in that it is included.
바이오가스 정제 시스템을 이용한 정제 방법은,
(d) 상기 (a) 단계에서 분리된 메탄이 고질화부를 통과하여 연료화되는 단계가 더 포함되는 것을 특징으로 하는, 바이오가스 정제 시스템을 이용한 정제 방법.9. The method of claim 8,
The purification method using the biogas purification system,
(d) The purification method using a biogas purification system, characterized in that it further comprises the step of converting the methane separated in step (a) into fuel by passing through the nitrification unit.
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