KR102466732B1 - H2 and CO2 separation method with VPSA applied to increase hydrogen recovery rate - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a method for simultaneous separation of hydrogen and carbon dioxide at the end of WGS during a syngasification process of petroleum coke for hydrogen production in which a gas containing carbon monoxide generated through the gasification of petroleum coke and a reaction gas containing steam is supplied to continuously and simultaneously separate synthesis gas converted to hydrogen by reacting with a high-temperature catalyst and/or a low-temperature catalyst, and there is an effect of being able to continuously separate the hydrogen and carbon dioxide at high concentrations in succession rather than a separate unit process.

Description

수소회수율을 증가시키기 위한 VPSA를 적용한 H2 및 CO2 분리방법{ H2 and CO2 separation method with VPSA applied to increase hydrogen recovery rate }H2 and CO2 separation method with VPSA applied to increase hydrogen recovery rate { H2 and CO2 separation method with VPSA applied to increase hydrogen recovery rate }

본 발명은 수소회수율을 증가시키기 위한 VPSA를 적용한 H2 및 CO2 분리방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 본 발명은 석유코크스의 가스화를 통해서 생성된 일산화탄소를 포함하는 가스 및 스팀을 포함하는 반응가스를 공급하여 고온촉매 및/또는 저온촉매와 반응시켜 수소로 전환시킨 합성가스를 고농도의 수소 및 이산화탄소를 연속적으로 동시에 분리하는 수소회수율을 증가시키기 위한 VPSA를 적용한 H2 및 CO2 분리방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for separating H2 and CO2 using VPSA to increase the hydrogen recovery rate, and more particularly, the present invention supplies a gas containing carbon monoxide generated through gasification of petroleum coke and a reaction gas containing steam. It relates to a H2 and CO2 separation method applying VPSA for increasing the hydrogen recovery rate for continuously and simultaneously separating high concentration hydrogen and carbon dioxide from syngas converted into hydrogen by reacting with a high temperature catalyst and / or a low temperature catalyst.

21세기 주요 에너지원은 천연가스, 전기, 초청정 연료유와 더불어 수소가 대세로서 재생가능에너지원 전기와 CO2의 고부가가치 가스화/연료화가 부각되고 있고 청정하면서 사용이 용이한 가스/액체연료유 사용 확대가 예상되며 특히 수소 에너지원을 저렴하게 확보하여야 할 필요성이 크지만 아직 경제성 미확보로 기술개발과 실증이 요구되고 있다.The main energy sources in the 21st century are natural gas, electricity, and hydrogen along with ultra-clean fuel oil. Renewable energy source electricity and high value-added gasification/fueling of CO2 are emerging, and clean and easy-to-use gas/liquid fuel oil is used. Expansion is expected, and there is a great need to secure an inexpensive hydrogen energy source, but technology development and demonstration are required due to the lack of economic feasibility.

특히, 수소의 생산방향 측면에서 화석연료인 중유, 천연가스를 개질하거나 제철소 또는 정유화학 공정중에서 발생하는 부생수소를 에너지원으로 하는 그레이(Gray) 수소 기술, 미활용에너지원인 저급석탄, 석유코크스, 바이오매스, 폐기물등을 이용하여 합성가스를 생산하고 이를 개질하여 수소를 생산하는 블루(Blue) 수소 기술 및 재생가능한 에너지원을 이용하여 물이 전기분해를 통해 수소를 생산하는 그린(Green) 수소 기술로 통상적으로 분류할 수 있다.In particular, in terms of hydrogen production direction, gray hydrogen technology that uses by-product hydrogen generated during the reforming of fossil fuels such as heavy oil and natural gas or during steel mills or petrochemical processes as an energy source, low-grade coal, petroleum coke, and bio It is a blue hydrogen technology that produces hydrogen by producing syngas using mass and waste and reforming it, and a green hydrogen technology that produces hydrogen through electrolysis of water using renewable energy sources. can be classified normally.

이에 실증화 단계가 아닌 그린 수소 기술로 진입하기 전에 시장에서 요구하는 수소생산을 위한 블루수소 기술의 개발은 필요할 것으로 판단되며, 수소생산 플랜트 및 합성가스 플랜트 시장의 지속 성장이 예상되고 장기적으로는 수소 플랜트, 단기적으로는 청정합성가스 플랜트가 해외수출 플랜트 시장에서 핵심분야로 판단되며 국내의 경우 자체 합성가스 시장도 크고 수소도시, 수소연료전지자동차 등 수소시장이 급속 성장할 것으로 예상되고 있으므로 실증, 사업화, 해외수출, 국부창출의 플랜트 기술투자 정책에 적합한 분야로 판단된다.Therefore, it is judged that it is necessary to develop blue hydrogen technology for hydrogen production required by the market before entering green hydrogen technology, which is not in the demonstration stage. In the short term, clean syngas plants are judged to be a key field in the overseas export plant market. In the case of Korea, the domestic synthesis gas market is large and the hydrogen market such as hydrogen cities and hydrogen fuel cell vehicles is expected to grow rapidly. It is judged to be an appropriate field for overseas exports and plant technology investment policies for national wealth creation.

본 발명의 석유코크스 수소생산을 위한 플랜트와 관련된 기술은 다수의 융합기술을 통해 달성될 수 있다.The technology related to the plant for producing petroleum coke hydrogen of the present invention can be achieved through a number of fusion technologies.

대한민국 등록특허공보 제 10-2317351 호에서는 케이스 내부에 미세입자가 함유된 배출수를 유입하기 위해 배출수유입배출부가 개방되고, 유입을 원활하게 하기 위해 여과수배출부 및 탈수배출부가 개방되는 배출수유입단계, 상기 배출수의 유입이 완료되면 상기 탈수배출부는 폐쇄되고, 지속적으로 상기 배출수유입배출부는 배출수를 유입하고, 여과수배출부는 여과된 배출수를 배출하기 위해 개방되어 있는 여과단계, 상기 여과단계가 정지되면서, 상기 배출수유입배출부를 통해 배출수를 통해 배출되고, 여과수배출부는 폐쇄되며, 탈수배출부는 개방되어 있는 여과정지단계, 상기 여과정지단계에서 배출수가 모두 배출된 후, 상기 필터여과부의 회전을 통해 필터여과부의 미세입자의 탈수를 위해 탈수배출부만 개방되어 있는 탈수운전단계, 상기 탈수운전단계가 정지되면, 필터여과부 내측에 위치한 미세입자의 탈리를 위해 미세입자탈리부 및 고압분사노즐부가 상하 운전하면서, 필터여과부는 회전운전하는 필터여과부재생단계 및 상기 필터여과부재생단계에서 탈리된 미세입자를 이송, 저장 및 배출하는 미세입자배출단계로 운전되는 미세입자 여과 장치에 관한 것이다. 대한민국 등록특허공보 제10-2316734호에서는 케이스(100); 상기 케이스 내부에 수직으로 형성된 복수의 채널(200); 상기 채널 사이에 위치하며 다공성 촉매부가 부분적으로 형성된 촉매투과부(300); 상기 케이스의 측면으로 유입되는 반응가스 유입부(400); 및 상기 채널로 열교환을 위하여 유체가 이동하도록 형성된 적어도 2개의 헤더부(500);를 포함하되, 상기 복수의 채널은 1개 이상의 환형으로 상기 케이스의 중심축을 중심으로 환형부(210)가 형성되며, 상기 환형부로 형성된 복수의 채널 사이에 접하면서 상기 촉매투과부가 형성되고, 상기 환형부(210)에는 최외곽환형부(211)의 양 끝단에 상기 케이스의 상하부의 사이에 상기 유입되는 반응가스의 내부 순환 및 균일 분산을 유도하기 위한 유동부재(213) 및 단면이 원형인 채널형부재(214)가 형성된 것을 특징으로하는 촉매투과부를 포함하는 수성가스전환 등온 촉매 반응장치가 개시되어 있다. 대한민국 등록특허공보 제10-2316737호에서는 본 발명은 원통형의 반응기 케이스, 상기 케이스 중심부에 위치하고 유체가 이동가능한 중심튜브, 상기 케이스 상부에 연결되어 내부로 유체가 공급되도록 하는 유체공급부, 상기 유체공급부를 통해 공급된 유체의 촉매 반응을 위해 복수개로 분할된 구획으로 형성 되어있으며, 하나의 구획은 상단, 중단, 하단으로 형성되어, 유체가 이동할 수 있도록 상단 및 하단만 개방되어 있고, 중단 및 하단 일측에 촉매를 포함하는 형태인 제1촉매층, 상기 제1촉매층에 포함되며 유체공급부를 통해 공급된 유체가 상기 제1촉매층의 상단으로 이동시키는 제1분배부, 상기 제1촉매층에 포함되며 제1분배부에 의해 분배된 유체가 제1촉매층의 촉매를 통해 촉매반응 후 하단을 통해 다른 구획의 유체와 상기 중심튜브에서 합류되도록 이동시키는 제1합류부, 상기 케이스 하부에 연결되어 제1합류부를 통해 중심튜브로 이동된 외부로 배출되도록 하는 유체배출부, 상기 유체공급부 일측에 위치하여 냉각수를 배출하는 냉각수배출부 및 상기 유체배출부 일측에 위치하여 냉각수를 공급하는 냉각수공급부를 포함하는 수성 가스 전환 반응기가 개시되어 있다.Republic of Korea Patent Registration No. 10-2317351 discloses the discharge water inflow step in which the discharge water inlet and discharge unit is opened to introduce the discharge water containing fine particles into the case, and the filtered water discharge unit and the dehydration discharge unit are opened to facilitate the inflow. When the inflow of the discharged water is completed, the dehydration discharge unit is closed, the discharged water inlet and discharge unit continues to flow in the discharged water, and the filtered water discharge unit is opened to discharge the filtered discharged water. A filtration stop step in which the discharge water is discharged through the inflow and discharge portion, the filtered water discharge portion is closed, and the dehydration discharge portion is open. After all the discharge water is discharged in the filtration stop step, fine particles in the filter filtration portion are rotated through the filter filtration portion. A dehydration operation step in which only the dehydration discharge unit is opened for dehydration of the filter, and when the dehydration operation step is stopped, the fine particle detachment unit and the high-pressure spray nozzle unit move up and down to separate the fine particles located inside the filter filtration unit, filter filtration The part relates to a fine particle filtering device operated in a filter unit regeneration step that is operated in rotation and a fine particle discharge step that transports, stores, and discharges the fine particles desorbed in the filter unit regeneration step. In Korean Patent Registration No. 10-2316734, case 100; a plurality of channels 200 vertically formed inside the case; a catalyst permeation part 300 positioned between the channels and partially formed with a porous catalyst part; a reaction gas inlet 400 flowing into the side of the case; and at least two header portions 500 formed to allow fluid to move for heat exchange through the channels, wherein the plurality of channels have one or more annular shapes, and an annular portion 210 is formed around the central axis of the case, , The catalytic permeation portion is formed while being in contact with a plurality of channels formed of the annular portion, and the annular portion 210 has the reaction gas introduced between the upper and lower portions of the case at both ends of the outermost annular portion 211. Disclosed is a water gas shift isothermal catalytic reactor including a catalyst permeation unit, characterized in that a flow member 213 for inducing internal circulation and uniform dispersion and a channel member 214 having a circular cross section are formed. Republic of Korea Patent Registration No. 10-2316737 discloses a cylindrical reactor case, a central tube located at the center of the case and capable of moving fluid, a fluid supply unit connected to the upper part of the case to supply fluid to the inside, and the fluid supply unit. It is formed of a plurality of divided compartments for the catalytic reaction of the fluid supplied through, and one compartment is formed with an upper, middle, and lower end, so that only the upper and lower ends are open so that the fluid can move, and one side of the middle and bottom A first catalyst layer containing a catalyst, a first distribution unit included in the first catalyst layer and moving the fluid supplied through the fluid supply unit to the top of the first catalyst layer, and a first distribution unit included in the first catalyst layer A first confluence that moves the fluid distributed by the catalyst to join the central tube with the fluid in another compartment through the lower end after the catalytic reaction through the catalyst of the first catalyst layer, connected to the lower part of the case and connected to the center tube through the first confluence A water-gas conversion reactor comprising a fluid discharge unit for discharging to the outside moved to, a cooling water discharge unit for discharging cooling water located on one side of the fluid supply unit, and a cooling water supply unit for supplying cooling water located on one side of the fluid discharge unit. has been

대한민국 등록특허공보 제10-2313690호에서는 석유코크스의 가스화를 통해서 생성된 일산화탄소를 포함하는 가스 및 스팀을 포함하는 반응가스를 공급하여 고온촉매 및/또는 저온촉매와 반응시켜 수소로 전환시킨 합성가스를 만들기 위하여 철 킬레이트(iron chelate) 수용액을 이용하는 공정으로 철 킬레이트와 합성가스를 병류로 접촉시켜 합성가스 내에 있는 고농도 황화수소(H2S)를 제거하므로써, 황(S)으로 직접 회수할 수 있는 철 킬레이트 수용액을 이용한 수소생산을 위한 석유코크스 합성가스화 공정 중 흡수제의 소모량이 낮고 접촉효율이 증가된 고농도 황화수소 제거장치에 관한 것으로 합성가스가 유입되어, 황화수소가 제거되고, 상기 황화수소가 제거된 합성가스가 배출되도록 연속된 U자관 형태의 복수의 반응관(100); 상기 반응관의 최상부와 각각 연결되어 철 킬레이트 수용액을 공급하는 공급관(200); 상기 공급관과 연결되는 상기 반응관 최상부의 내부로 각각 형성된 상기 철 킬레이트 수용액을 분사하는 가압분사노즐(110); 상기 반응관의 최하부 각각에 형성된 상기 황화수소를 포집한 철 킬레이트 수용액이 배출되는 배출관(210); 상기 복수의 배출관이 개별적으로 연결된 상기 황화수소를 포집한 철 킬레이트 수용액을 저장하는 수위조절조(300); 상기 수위조절조로부터 상기 황화수소를 포집한 철 킬레이트 수용액을 감압하여 산소 또는 공기와 접촉시켜 기Korean Patent Registration No. 10-2313690 discloses a synthesis gas converted into hydrogen by reacting with a high-temperature catalyst and/or a low-temperature catalyst by supplying a reaction gas including steam and a gas containing carbon monoxide generated through gasification of petroleum coke. It is a process using an iron chelate aqueous solution to make an iron chelate aqueous solution that can be directly recovered as sulfur (S) by removing high-concentration hydrogen sulfide (H2S) in the syngas by contacting the iron chelate and syngas in co-current. It relates to a high-concentration hydrogen sulfide removal device with low consumption of absorbent and increased contact efficiency during the petroleum coke syngasification process for hydrogen production using synthetic gas, which continuously removes hydrogen sulfide and discharges the hydrogen sulfide-removed syngas. A plurality of reaction tubes 100 in the form of a U-tube; Supply pipes 200 connected to the uppermost part of the reaction tube to supply an iron chelate aqueous solution; Pressurized injection nozzles 110 for injecting the iron chelate aqueous solution respectively formed into the inside of the uppermost part of the reaction tube connected to the supply tube; Discharge tubes 210 formed at the lowermost portions of the reaction tubes, through which the aqueous solution of iron chelate in which the hydrogen sulfide is collected is discharged; a water level control tank 300 for storing the iron chelate aqueous solution in which the hydrogen sulfide is collected, to which the plurality of discharge pipes are individually connected; The iron chelate aqueous solution containing the hydrogen sulfide from the water level control tank is reduced in pressure and brought into contact with oxygen or air.

포 유동화를 통해 철 킬레이트 수용액을 재생하는 재생조(400); 상기 재생조로부터 공급되는 철 킬레이트 수용액내의 황을 원소 황으로 침전시켜 철 킬레이트 수용액과 분리하는 침전조(500); 및 상기 침전조에서 철 킬레이트 수용액을 상기 공급관으로 공급 및 저장하기 위한 저장조(600);를 포함하며, 상기 복수의 반응관 사이에는 상기 합성가스의 유속을 급격하게 낮추고 상기 철 킬레이트 수용액의 소모량을 줄이면서 접촉 효율을 증대시키기 위한 직각삼각형 형태의 정전분무반응기(700);를 추가로 포함하는 석유코크스 합성가스 내 고농도 황화수소를 연속적으로 제거하는 장치를 개시하고 있다.A regeneration tank 400 for regenerating the iron chelate aqueous solution through fabric fluidization; a precipitation tank (500) which precipitates sulfur in the iron chelate aqueous solution supplied from the regeneration tank as elemental sulfur and separates it from the iron chelate aqueous solution; And a storage tank 600 for supplying and storing the iron chelate aqueous solution from the precipitation tank to the supply pipe, wherein the flow rate of the synthesis gas is rapidly lowered between the plurality of reaction tubes while reducing the consumption of the iron chelate aqueous solution. Disclosed is an apparatus for continuously removing high concentration hydrogen sulfide in petroleum coke syngas further comprising a right-angled triangle-shaped electrostatic spray reactor 700 to increase contact efficiency.

대한민국 등록특허공보 제10-2313692호에서는 합성가스가 유입되어, 황화수소가 제거되고, 상기 황화수소가 제거된 합성가스가 배출되도록 형성된 U자관 형태의 반응관(100); 상기 반응관의 전단에 형성된 철 킬레이트 수용액이 분사되어 용매 커튼막이 형성되는 주반응관(200); 상기 주반응관의 최상부와 상기 반응관과 연결되어 상기 철 킬레이트 수용액을 공급하는 공급관(300); 상기 공급관과 연결되는 상기 주반응관 내부로 각각 형성된 상기 철 킬레이트 수용액을 분사하는 복수의 제1가압분사노즐(210); 상기 주반응관의 최하부 형성되는 상기 황화수소를 포집한 철 킬레이트 수용액이 배출되는 복수의 배출관(220); 상기 복수의 배출관이 개별적으로 연결된 상기 황화수소를 포집한 철 킬레이트 수용액을 저장하는 수위조절조(400); 상기 수위조절조로부터 상기 황화수소를 포집한 철 킬레이트 수용액을 감압하여 산소 또는 공기와 접촉시켜 기포 유동화를 통해 철 킬레이트 수용액을 재생하는 재생조(400); 상기 재생조로부터 공급되는 철 킬레이트 수용액내의 황을 원소 황으로 침전시켜 철 킬레이트 수용액과 분리하는 침전조(500); 및 상기 침전조에서 철 킬레이트 수용액을 상기 공급관으로 공급 및 저장하기 위한 저장조(600);를 포함하며, 상기 제1가압분사노즐은 상기 주반응관의 길이방향(RL)으로 상기 배출관 형성위치를 기준으로 복수개 형성될 수 있으며, 상기 주반응관의 단면방향(RC)으로 동일단면상에 복수개 형성되고, 상기 제1가압분사노즐은 상기 주반응관의 동일단면상의 상부단면선(RCU)을 기준으로 180도 영역에 10도 내지 25도의 간격으로 형성되며, 상기 제1가압분사노즐은 상기 주반응관의 길이방향(RL)으로 상기 주반응관의 동일단면상의 상부단면선(RCU)을 기Korean Patent Registration No. 10-2313692 discloses a reaction tube 100 in the form of a U-tube formed so that synthesis gas is introduced, hydrogen sulfide is removed, and the synthesis gas from which the hydrogen sulfide is removed is discharged; a main reaction tube 200 in which an iron chelate aqueous solution formed at the front end of the reaction tube is sprayed to form a solvent curtain; a supply pipe 300 connected to the uppermost part of the main reaction tube and the reaction tube to supply the iron chelate aqueous solution; a plurality of first pressurized injection nozzles 210 for spraying the iron chelate aqueous solution formed into the main reaction tube connected to the supply tube; A plurality of discharge pipes 220 formed at the lowermost part of the main reaction pipe and discharging the iron chelate aqueous solution collecting the hydrogen sulfide; a water level control tank 400 for storing the iron chelate aqueous solution in which the hydrogen sulfide is collected, to which the plurality of discharge pipes are individually connected; a regeneration tank 400 for regenerating the iron chelate aqueous solution through bubble fluidization by reducing the pressure of the iron chelate aqueous solution collected from the water level control tank and bringing it into contact with oxygen or air; a precipitation tank (500) which precipitates sulfur in the iron chelate aqueous solution supplied from the regeneration tank as elemental sulfur and separates it from the iron chelate aqueous solution; and a storage tank 600 for supplying and storing the iron chelate aqueous solution from the precipitation tank to the supply pipe, wherein the first pressurized injection nozzle is based on the discharge pipe formation position in the longitudinal direction RL of the main reaction pipe. A plurality may be formed, and a plurality of nozzles are formed on the same cross section in the cross-sectional direction (RC) of the main reaction tube, and the first pressure injection nozzle is 180 degrees based on the upper cross-sectional line (RCU) on the same cross-section of the main reaction tube. It is formed at intervals of 10 degrees to 25 degrees in the area, and the first pressure injection nozzle is based on the upper section line (RCU) on the same section of the main reaction tube in the longitudinal direction (RL) of the main reaction tube.

준으로 형성 각도를 변경하면서 형성되고, 배출관이 형성된 상기 반응관의 최하부는 소정량의 상기 황화수소를 포집한 철 킬레이트 수용액이 잔존하도록 상기 수위조절조에서 수위를 조절하며, 상기 주반응관의 후단에 연통되어 형성되는 상기 반응관의 수직방향의 소정위치에 형성되는 복수의 제2가압분사노즐(110);을 포함하고, 상기 반응관의 최하부에 형성되는 상기 황화수소를 포집한 철 킬레이트 수용액이 배출되는 반응관배출관(120); 을 포함하는 용매 커튼 막을 이용한 고농도 황화수소 제거 장치가 개시되어 있다.The water level is adjusted in the water level control tank so that the lowermost part of the reaction tube formed while changing the formation angle, and the discharge tube is formed, the iron chelate aqueous solution collecting a predetermined amount of the hydrogen sulfide remains, and the water level is adjusted at the rear end of the main reaction tube. A plurality of second pressure injection nozzles 110 formed at predetermined positions in the vertical direction of the reaction tube formed in communication with each other, and an iron chelate aqueous solution collecting the hydrogen sulfide formed at the bottom of the reaction tube is discharged a reaction tube discharge pipe 120; Disclosed is a high-concentration hydrogen sulfide removal device using a solvent curtain film comprising a.

대한민국 등록특허공보 제10-2300741호에서는 수소생산을 위한 석유코크스 합성가스화 공정 중 롤벤딩된 파이프 또는 캡 중 어느 하나 이상의 용접대상물, 상기 용접대상물을 용접하기 위한 프레임으로 형성된 작업대, 상기 작업대 상면 일측에 위치하여 상기 용접대상물의 용접을 위한 용접부, 상기 작업대 상면 다른 일측에 위치하여 용접 대상인 캡을 고정하기 위한 캡고정부, 상기 작업대 상면 다른 일측에 위치하여 용접 대상인 롤벤딩된 파이프를 고정하기 위한 파이프고정부, 상기 작업대 상면 상기 캡고정부 및 파이프 고정부 사이에 위치하여, 상기 용접부를 통해 상기 용접대상물이 용접될 때, 균일한 온도를 유지할 수 있도록 하는 에어가 분사되는 에어쿨링부를 포함함하는 롤벤딩 용접장치를 개시하고 있다.In Korean Patent Registration No. 10-2300741, during the petroleum coke syngasification process for hydrogen production, one or more welding objects of a roll-bent pipe or cap, a work table formed of a frame for welding the welding object, and one side of the upper surface of the work table A welding part for welding the object to be welded, a cap fixing part for fixing a cap to be welded, located on the other side of the upper surface of the work table, and a pipe fixing part for fixing a rolled pipe to be welded, located on the other side of the upper surface of the work table. , Roll bending welding device including an air cooling unit positioned between the cap fixing part and the pipe fixing part on the upper surface of the work table and blowing air to maintain a uniform temperature when the object to be welded is welded through the welding part. is starting

대한민국 등록특허공보 제10-2351661호에서는 수소생산을 위한 석유코크스 합성가스화 공정 중 캠 및 파이프의 버핑을 위한 장치에 관한 것으로, 캡 또는 파이프인 버핑대상물, 상기 버핑대상물의 버핑 작업을 수행하기 위해 프레임으로 형성된 작업대, 상기 작업대 상면 일측 프레임에 설치되어 버핑대상물을 고정하는 고정부, 상기 작업대 상면 다른 일측에 설치되어 상기 고정부에 고정된 버핑대상물의 내부를 버핑하기 위한 내부버핑부, 상기 작업대 상면 다른 일측에 설치되는 제2레일을 포함하고, 상기 제2레일에 위치하여 상기 고정부의 고정된 버핑대상물의 외부를 버핑하기 위한 외부 버핑부를 포함하는 버핑을 위한 장치를 개시하고 있다.Korean Patent Registration No. 10-2351661 relates to a device for buffing a cam and a pipe during a petroleum coke syngasification process for hydrogen production, a buffing object that is a cap or a pipe, and a frame for performing the buffing operation of the buffing object. A work table formed of a work table, a fixing part installed on one side of the frame on the top surface of the work table and fixing the buffing object, an internal buffing part installed on the other side of the top surface of the work table and buffing the inside of the buffing object fixed to the fixing part, and another part on the top surface of the work table. Disclosed is a buffing apparatus including a second rail installed on one side, and an external buffing unit positioned on the second rail to buff the outside of a buffing object fixed to the fixing unit.

대한민국 등록특허공보 제10-2292411호에서는 석유코크스 가스화공정에서 생산된 합성가스를 공급하는 원료가스 공급부(10); 공급수를 공급하는 워터 공급부(20); 상기 워터 공급부(20)에 공급된 공급수를 이용하여 과열스팀을 안정적으로 생산하는 스팀발생기(100); 상기 공급부(10)에서 공급되는 원료가스와 상기 스팀발생기(100)에서 생산되는 스팀을 이용하여 제1온도조건에서 수소를 포함하는 제1가스를 생성하고, 이를 배출하는 고온반응기(210); 상기 고온반응기(210)에서 배출되는 중간생산물과 상기 스팀발생기(100)에서 생산되는 스팀을 이용하여 제2온도조건에서 고농도 H2를 포함하는 제2가스를 생성하고 이를 배출하는 저온반응기(220); 및 상기 제2가스 내 수소를 분리하는 수소분리기(400);를 포함하고, 상기 스팀발생기(100)는 다단 스팀생산부를 포함하고, 상기 저온반응기(220)에서 배출되는 제2가스를 이용하여 상기 워터 공급부(20)에서 공급되는 공급수를 예열하고, 상기 예열된 공급수는 상기 스팀발생기(100)의 제1스팀생산부(101)에 공급되어 제1스팀을 생산하고, 이를 스팀Korean Patent Registration No. 10-2292411 discloses a source gas supply unit 10 for supplying syngas produced in a petroleum coke gasification process; Water supply unit 20 for supplying supply water; a steam generator 100 stably producing superheated steam using the supply water supplied to the water supply unit 20; A high-temperature reactor 210 generating a first gas containing hydrogen under a first temperature condition using the raw material gas supplied from the supply unit 10 and steam produced from the steam generator 100 and discharging the same; A low-temperature reactor 220 for generating and discharging a second gas containing high concentration H2 under a second temperature condition using the intermediate product discharged from the high-temperature reactor 210 and the steam produced from the steam generator 100; and a hydrogen separator 400 separating hydrogen from the second gas, wherein the steam generator 100 includes a multi-stage steam production unit, and uses the second gas discharged from the low-temperature reactor 220 to Supply water supplied from the water supply unit 20 is preheated, and the preheated supply water is supplied to the first steam production unit 101 of the steam generator 100 to produce first steam, which is steam

드럼(110)으로 공급하며, 상기 스팀드럼(110) 내의 혼합스팀의 일부는 상기 스팀발생기(100)의 제2스팀생산부(102)에 공급되어 제2스팀을 생산하고, 이를 상기 스팀드럼(110)에 순환 공급되며, 상기 스팀드럼(110) 내의 혼합스팀의 일부는 상기 스팀발생기(100)의 제3스팀생산부(103)에 공급되어 제3스팀을 생산하여 상기 고온반응기(210) 및 상기 저온반응기(220)에 공급하는 과열 스팀을 안정적으로 생산하는 것을 특징으로 하는 고순도 수소생산 시스템이 개시되어 있다.A part of the mixed steam in the steam drum 110 is supplied to the second steam production unit 102 of the steam generator 100 to produce second steam, which is supplied to the steam drum 110. ), and a part of the mixed steam in the steam drum 110 is supplied to the third steam production unit 103 of the steam generator 100 to produce third steam to the high-temperature reactor 210 and the low-temperature A high-purity hydrogen production system characterized in that it stably produces superheated steam supplied to the reactor 220 is disclosed.

대한민국 등록특허공보 제10-22922426호에서는 본 발명의 원천 발명으로써 합성가스에서 순도 99% 이상의 수소 및 이산화탄소를 연속적으로 분리하기 위한 방법으로서, 상기 합성가스가 공급배관(100)을 통해 상기 합성가스 중 수소를 제외한 성분들을 선택적으로 흡착할 수 있는 복수의 제1흡착제가 충진된 제1흡착탑(110) 또는 제2흡착탑(120)을 통과하는 제1단계; 상기 제1단계에서 상기 제1흡착탑 또는 제2흡착탑을 경유하여 고순도로 정제된 수소는 수소배관(130)을 통해 수소 저장조(140)에 포집되는 제2단계; 상기 제2단계에서 상기 제1흡착탑 또는 제2흡착탑 중 상기 제1테일가스로 포화된 제1흡착제를 세정하기 위한 흡착탑은 선택적으로 상기 수소 생산을 중지하고 상기 제1흡착탑 또는 제2흡착탑의 제1테일가스배관(150)상에 형성된 제1진공펌프(160)에 의해서 상기 흡착탑에서 제1테일가스를 분리하여 세정되는 제3단계; 상기 제3단계에서 분리된 상기 제1테일가스는 상기 제1진공펌프 후단에 형성된 가스드라이어(200)를 통과하면서 수분을 제거한 제2차테일가스를 배출하는 제4단계; 상기 제4단계의 상기 가스드라이어를 통과한 상기 제2테일가스는 제2테일가스배관(210)을 통해 상기 제2차테일가스 중 이산화탄소를 흡착할 수 있는 제2흡착제가 충진된 제3흡착탑(220) 또는 제4흡착탑(230)을 통과하는 제5단계; 상기 제5단계에서 상기 제3흡착탑 또는 제4흡착탑을 경유하여 흡착되지 않은 상기 제2테일가스는 순환배관(240)을 통해 상기 가스드라이어로 순환공급되는 제6단계; 상기 제6단계에서 상기 제3흡착탑 또는 제4흡착탑 중 이산화탄소로 포화된 상기 제2흡착제를 세정하기 위한 흡착탑은 선택적으로 상기 제2테일가스의 상기 가스드라이어로의 순환공급을 중지하고 상기 제3흡착탑 또는 제4흡착탑의 제3테일가스배관(250)상에 형성된 제2진공펌프(260)에 의해서 상기 흡착탑에서 상기 이산화탄소를 분리하여 세정되는 제7단계; 및 상기 제7단계어서 분리된 상기 이산화탄소는 상기 제2진공펌프 후단의 이산화탄소 배관(280)을 통해 이산화탄소저장조(290)에 저장되는 제8단계;를 포함하며, 상기 제1흡착탑 및 제2흡착탑의 흡착압력은 0.3 내지 0.8 MPa이며, 탈착압력은 -0.06 내지 0.88 MPa이고, 상기 제3흡착탑 및 제4흡착탑의 0.001 내지 0.07 MPa이며, 탈착압력은 -0.07 내지 0.06 MPa인 순도 99% 이상의 수소 및 이산화탄소를 연속적으로 분리하기 위한 방법이 개시되어 있다. 그러나 상기 흡착과정 중 수소회수율이 떨어지는 문제가 있다.Republic of Korea Patent Registration No. 10-22922426 discloses a method for continuously separating hydrogen and carbon dioxide having a purity of 99% or more from syngas as a source invention of the present invention, wherein the syngas is supplied from the syngas through the supply pipe 100. A first step of passing through a first adsorption tower 110 or a second adsorption tower 120 filled with a plurality of first adsorbents capable of selectively adsorbing components other than hydrogen; A second step in which the hydrogen refined to high purity through the first adsorption tower or the second adsorption tower in the first step is captured in the hydrogen storage tank 140 through the hydrogen pipe 130; In the second step, the adsorption tower for washing the first adsorbent saturated with the first tail gas among the first adsorption tower or the second adsorption tower selectively stops the hydrogen production and the first adsorption tower of the first adsorption tower or the second adsorption tower. A third step of separating and cleaning the first tail gas from the adsorption tower by the first vacuum pump 160 formed on the tail gas pipe 150; a fourth step of discharging second tail gas from which moisture is removed while the first tail gas separated in the third step passes through a gas dryer 200 formed at a rear end of the first vacuum pump; The second tail gas that has passed through the gas dryer in the fourth step is filled with a second adsorbent capable of adsorbing carbon dioxide from the secondary tail gas through the second tail gas pipe 210 in a third adsorption tower ( 220) or the fifth step of passing through the fourth adsorption tower 230; a sixth step in which the second tail gas not adsorbed via the third adsorption tower or the fourth adsorption tower in the fifth step is circulated and supplied to the gas dryer through the circulation pipe 240; In the sixth step, the adsorption tower for washing the second adsorbent saturated with carbon dioxide among the third adsorption tower or the fourth adsorption tower selectively stops the circulation supply of the second tail gas to the gas dryer and the third adsorption tower. or a seventh step of separating and washing the carbon dioxide in the adsorption tower by the second vacuum pump 260 formed on the third tail gas pipe 250 of the fourth adsorption tower; and an eighth step in which the carbon dioxide separated in the seventh step is stored in the carbon dioxide storage tank 290 through the carbon dioxide pipe 280 at the rear end of the second vacuum pump. Adsorption pressure is 0.3 to 0.8 MPa, desorption pressure is -0.06 to 0.88 MPa, 0.001 to 0.07 MPa of the third and fourth adsorption towers, and desorption pressure is -0.07 to 0.06 MPa, hydrogen and carbon dioxide having a purity of 99% or more. A method for continuously separating is disclosed. However, there is a problem in that the hydrogen recovery rate is lowered during the adsorption process.

한국 공개특허공보 제2009-0005508호에서는 원료 공급관과 연결된 다수개의 흡착탑과, 상기 흡착탑에서 정제된 수소가 포집되는 수소 저장조와, 상기 각 흡착탑에 연결된 다수의 관들을 개폐하는 밸브로 이루어진 압력변동흡착장치에 있어서, 상기 흡착탑은, 그 내부에 상기 원료 공급관을 통해 공급되는 수소 혼합기체에 포함되어 있는 이산화탄소와 메탄 및 일산화탄소의 제거가 가능한 활성탄과 제올라이트 13X, 제올라이트 5A 및 제올라이트 5A가 아닌 이산화탄소 선택성 흡착제의 흡착제가 다층 구조로 충진되고, 상기 흡착탑 내의 흡착제에 순차적으로 흡착되어 배출되는 수소 중에 일산화탄소 함유량을 최소로 하는 압력변동흡착장치를 이용한 수소 정제 방법에 대한 기술이 개시되어 있으나, 수소회수율을 높이기 위한 합성가스내 수소와 이산화탄소를 연속적으로 동시에 고농도로 분리하는 방법에 대한 기술은 개시된 바 없다. Korean Patent Publication No. 2009-0005508 discloses a pressure swing adsorption device comprising a plurality of adsorption towers connected to a raw material supply pipe, a hydrogen storage tank in which hydrogen purified in the adsorption tower is collected, and a valve that opens and closes a plurality of pipes connected to each adsorption tower. In the adsorption tower, activated carbon and zeolite 13X, zeolite 5A and carbon dioxide selective adsorbents other than zeolite 5A capable of removing carbon dioxide, methane and carbon monoxide contained in the hydrogen mixture supplied through the raw material supply pipe therein Adsorbent A technology is disclosed for a hydrogen purification method using a pressure swing adsorption device that is filled in a multi-layer structure and sequentially adsorbed on the adsorbent in the adsorption tower to minimize the carbon monoxide content in the discharged hydrogen, but syngas for increasing the hydrogen recovery rate A technique for a method for continuously and simultaneously separating hydrogen and carbon dioxide in a high concentration has not been disclosed.

종래의 대부분 수소정제 공정은 수증기를 이용한 메탄의 개질반응기에 대한 배출기체에 의한 압력변동흡착법을 적용하여 이루어지고 있으며 통상적인 압력변동흡착(PSA) 공정은 흡착제(adsorbent)에 대한 흡착질(adsorbate)의 흡착선택도(adsorptive selectivity) 차이를 이용하여 혼합기체를 분리하는 것으로서, 약흡착성분과 강흡착성분을 분리하는 흡착 단계는 대개 높은 압력에서 이루어지게 되며, 흡착탑의 압력을 낮춤으로써 흡착된 성분을 탈착시켜 흡착제를 재생한다.Most of the conventional hydrogen purification processes are performed by applying the pressure swing adsorption method by the exhaust gas to the reforming reactor of methane using steam, and the conventional pressure swing adsorption (PSA) process is the use of the adsorbate for the adsorbent. As a method of separating mixed gas by using the difference in adsorption selectivity, the adsorption step of separating the weak adsorption component and the strong adsorption component is usually performed at high pressure, and the adsorbed component is desorbed by lowering the pressure of the adsorption tower. to regenerate the adsorbent.

상기 흡착제를 충분히 재생하기 위해서는 고순도의 약흡착 성분으로 저압에서 세정하고, 흡착 압력으로 가압하기 위해서는 원료 기체나 수소 제품을 사용하며 수소 정제를 위한 압력변동식흡착법은 흡착단계-향류감압단계-세정단계-축압단계 등을 기본적으로 하는 공정으로 이루어진다. 그러나, 이와 같은 공정만을 적용할 경우 수소 제품 뿐만 아니라 흡착 장치에 대한 기계적 에너지의 회수율이 낮아지게 된다. In order to fully regenerate the adsorbent, it is cleaned at low pressure with high-purity weak adsorption components, and to pressurize with adsorption pressure, raw material gas or hydrogen product is used. It consists of a basic process such as an accumulating step. However, when only this process is applied, the recovery rate of not only hydrogen products but also mechanical energy for the adsorption device is lowered.

또한, 기존 합성가스에서 수소 분리를 위한 PSA 공정에서는 수소를 분리 생산하고 나머지 테일가스는 대기중에 방출하거나 소각 또는 리사이클링하는 형태로 공정을 운영하였다. 따라서, 본 발명의 기술분야의 석유코크스를 가스화한 후, 수성가스전환반응(Water gas shift reaction)을 통해 수소와 이산화탄소가 주성분인 합성가스를 1단계 수소 PSA공정을 적용하여 분리하는 것을 적절하지 않으며, 공정 효율 및 운영측면에서도 적절하지 않다. In addition, in the existing PSA process for separating hydrogen from syngas, hydrogen is separated and produced, and the remaining tail gas is discharged into the atmosphere or incinerated or recycled. Therefore, after gasifying petroleum coke in the technical field of the present invention, it is not appropriate to separate syngas, whose main components are hydrogen and carbon dioxide, through a water gas shift reaction by applying a one-step hydrogen PSA process. However, it is not appropriate in terms of process efficiency and operation.

특히, 종래 수소 PSA공정은 한타워에 수분을 제거하기 위한 흡착제를 포함하여 설계 진행을 하고 있다. 이로 인하여 수분을 흡착하는 흡착제 교체가 필요 시 전체 흡착제를 교체해야 되는 어려움이 있다. 또 흡착탑의 부피가 커짐으로서 손실되는 가스량이 증가하고 세정량 또한 증가하여 회수율을 높이는데 한계가 있다. In particular, the conventional hydrogen PSA process is being designed to include an adsorbent for removing moisture in one tower. Due to this, it is difficult to replace the entire adsorbent when it is necessary to replace the adsorbent for adsorbing moisture. In addition, as the volume of the adsorption tower increases, the amount of gas lost increases and the amount of washing also increases, so there is a limit to increasing the recovery rate.

수소 PSA의 TAIL GAS 중 CO2 포집 시 수분을 제거하기 위한 별도의 공정인 DRYER를 설치가 필요하다. 결국 수소를 정제하기 위한 수소 PSA 공정과 CO2를 정제하기 우한 CO2 PSA 양측 모두 수분을 제거하기 위한 DRYER 기능을 가지고 있어야 하는 필요성이 있다.It is necessary to install DRYER, a separate process to remove moisture when collecting CO2 from TAIL GAS of hydrogen PSA. Ultimately, both the hydrogen PSA process for purifying hydrogen and the Wuhan CO2 PSA for purifying CO2 need to have a DRYER function to remove moisture.

따라서, 석유코크스를 대상으로 가스화를 통한 합성가스를 생산하고, 생산된 합성가스 중 일산화탄소를 수소와 이산화탄소로 전환시킨 합성가스를 수소회수율을 높이기 위한 연속적으로 고농도로 분리하기 위한 공정 방법에 대한 연구는 제시된 바가 없다. Therefore, research on a process method for producing syngas through gasification of petroleum coke and continuously separating the syngas obtained by converting carbon monoxide into hydrogen and carbon dioxide in high concentration to increase the hydrogen recovery rate. nothing is presented

대한민국 등록특허공보 제10-2351661호Republic of Korea Patent Registration No. 10-2351661 대한민국 등록특허공보 제10-2317351호Republic of Korea Patent Registration No. 10-2317351 대한민국 등록특허공보 제10-2316734호Republic of Korea Patent Registration No. 10-2316734 대한민국 등록특허공보 제10-2316737호Republic of Korea Patent Registration No. 10-2316737 대한민국 등록특허공보 제10-2313690호Republic of Korea Patent Registration No. 10-2313690 대한민국 등록특허공보 제10-2313692호Republic of Korea Patent Registration No. 10-2313692 대한민국 등록특허공보 제10-2300741호Republic of Korea Patent Registration No. 10-2300741 대한민국 등록특허공보 제10-2292411호Republic of Korea Patent Registration No. 10-2292411 대한민국 등록특허공보 제10-2292426호Republic of Korea Patent Registration No. 10-2292426

상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 주된 목적은 석유코크스의 가스화를 통해서 생성된 일산화탄소를 포함하는 가스 및 스팀을 포함하는 반응가스를 공급하여 고온촉매 및/또는 저온촉매와 반응시켜 수소로 전환시킨 합성가스를 고농도의 수소 및 이산화탄소를 연속적으로 동시에 분리하는 수소생산을 위한 석유코크스 합성가스화 공정 중 수소회수율을 증가시키기 위한 WGS 후단의 수소 및 이산화탄소 동시 분리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The main object of the present invention to solve the above conventional problems is to supply a reaction gas containing gas and steam containing carbon monoxide generated through gasification of petroleum coke to react with a high-temperature catalyst and / or a low-temperature catalyst The purpose is to provide a simultaneous separation method for hydrogen and carbon dioxide at the end of WGS to increase the hydrogen recovery rate during the petroleum coke synthesis gasification process for hydrogen production that continuously and simultaneously separates high-concentration hydrogen and carbon dioxide from syngas converted into hydrogen. .

또한, 석유코크스를 대상으로 가스화를 통한 합성가스를 생산하고, 생산된 합성가스 중 일산화탄소를 수소와 이산화탄소로 전환시킨 합성가스를 연속적으로 고농도로 분리할 수 있는 수소생산을 위한 석유코크스 합성가스화 공정 중 수소회수율을 증가시키기 위한 WGS 후단의 수소 및 이산화탄소 동시 분리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, during the petroleum coke syngasification process for hydrogen production, which can produce syngas through gasification of petroleum coke and continuously separate syngas obtained by converting carbon monoxide into hydrogen and carbon dioxide in the produced syngas at a high concentration. It is an object of the present invention to provide a method for simultaneous separation of hydrogen and carbon dioxide after WGS to increase the hydrogen recovery rate.

본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점들 및 신규 특징들은 첨부된 도면들과 관련되어 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명확해질 것이다. Other objects, particular advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description and preferred embodiments taken in conjunction with the accompanying drawings.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명은 수소회수율을 증가시키기 위한 합성가스에서 순도 99% 이상의 수소 및 이산화탄소를 연속적으로 분리하기 위한 방법으로서, The present invention for solving the above technical problem is a method for continuously separating hydrogen and carbon dioxide having a purity of 99% or more from syngas to increase the hydrogen recovery rate,

상기 합성가스가 공급배관(100)을 통해 가스드라이어에 공급되어 수분이 흡착되는 제1단계; 상기 가스드라이어를 통과한 상기 합성가스는 공급배관(100)을 통해 상기 합성가스 중 수소를 제외한 성분들을 선택적으로 흡착할 수 있는 복수의 제1흡착제가 충진된 제1흡착탑(110) 또는 제2흡착탑(120)을 통과하는 제2단계; 상기 제2단계에서 상기 제1흡착탑 또는 제2흡착탑을 경유하여 고순도로 정제된 수소는 수소배관(130)을 통해 수소 저장조(140)에 포집되는 제3단계; 상기 제2단계에서 상기 제1흡착탑 또는 제2흡착탑 중 상기 제1테일가스로 포화된 제1흡착제를 세정하기 위한 흡착탑은 선택적으로 상기 수소 생산을 중지하고 상기 제1흡착탑 또는 제2흡착탑의 제1테일가스배관(150)상에 형성된 제1진공펌프(160)에 의해서 상기 흡착탑에서 제1테일가스를 분리하는 제4단계; 상기 제3단계에서 상기 수소가 상기 수소 저장조에 포집된 후, 상기 제1진공펌프(160)에 의해서 상기 제1테일가스로 상기 제1흡착탑 또는 제2흡착탑을 세정하거나 상기 가스드라이어의 수분을 탈착시키는 제5단계; 상기 제5단계에서 분리된 상기 제1테일가스는 애프터 쿨러(300)을 통과하면서 제2테일가스를 배출하는 제6단계; 상기 제6단계의 상기 애프터 쿨러를 통과한 상기 제2테일가스는 제2테일가스배관(210)을 통해 상기 제2차테일가스 중 이산화탄소를 흡착할 수 있는 제2흡착제가 충진된 제3흡착탑(220) 또는 제4흡착탑(230)을 통과하는 제7단계; 상기 제6단계에서 상기 제3흡착탑 또는 제4흡착탑 중 이산화탄소로 포화된 상기 제2흡착제를 세정하기 위한 흡착탑은 상기 제3흡착탑 또는 제4흡착탑의 제3테일가스배관(250)상에 형성된 제2진공펌프(260)에 의해서 상기 흡착탑에서 상기 이산화탄소를 분리하여 세정되는 제8단계; 및 상기 제8단계어서 분리된 상기 이산화탄소는 상기 제2진공펌프 후단의 이산화탄소 배관(280)을 통해 이산화탄소저장조(290)에 저장되는 제9단계;를 포함하는 수소회수율을 증가시키기 위한 합성가스에서 순도 99% 이상의 수소 및 이산화탄소를 연속적으로 분리하기 위한 방법일 수 있다.A first step in which the syngas is supplied to a gas dryer through the supply pipe 100 to absorb moisture; The syngas passing through the gas dryer is supplied through the supply pipe 100 to the first adsorption tower 110 or the second adsorption tower 110 filled with a plurality of first adsorbents capable of selectively adsorbing components other than hydrogen in the syngas. a second step through (120); A third step in which hydrogen purified to high purity through the first adsorption tower or the second adsorption tower in the second step is collected in the hydrogen storage tank 140 through the hydrogen pipe 130; In the second step, the adsorption tower for washing the first adsorbent saturated with the first tail gas among the first adsorption tower or the second adsorption tower selectively stops the hydrogen production and the first adsorption tower of the first adsorption tower or the second adsorption tower. A fourth step of separating the first tail gas from the adsorption tower by the first vacuum pump 160 formed on the tail gas pipe 150; After the hydrogen is collected in the hydrogen storage tank in the third step, the first tail gas is used to clean the first adsorption tower or the second adsorption tower or desorb moisture from the gas dryer by the first vacuum pump 160. 5th step to do; a sixth step of discharging the second tail gas while the first tail gas separated in the fifth step passes through the after cooler 300; The second tail gas that has passed through the aftercooler in the sixth step is supplied through a second tail gas pipe 210 through a third adsorption tower filled with a second adsorbent capable of adsorbing carbon dioxide from the secondary tail gas ( 220) or the seventh step of passing through the fourth adsorption tower 230; In the sixth step, the adsorption tower for cleaning the second adsorbent saturated with carbon dioxide among the third adsorption tower or the fourth adsorption tower is the second adsorption tower formed on the third tail gas pipe 250 of the third adsorption tower or the fourth adsorption tower. An eighth step of separating and washing the carbon dioxide in the adsorption tower by the vacuum pump 260; And a ninth step in which the carbon dioxide separated in the eighth step is stored in the carbon dioxide storage tank 290 through the carbon dioxide pipe 280 at the rear of the second vacuum pump; It may be a method for continuously separating 99% or more of hydrogen and carbon dioxide.

또한, 상기 제1단계의 상기 가스드라이어의 가압은 상기 합성가스로 수행될 수 있다.In addition, the pressurization of the gas dryer in the first step may be performed with the syngas.

또한, 상기 제1단계의 가스드라이어는 활성알루미나, 몰레큘라시브, 활성탄을 포함하며, 이슬점 -70 ℃까지 수분을 제거할 수 있다.In addition, the gas dryer of the first step includes activated alumina, molecular sieve, and activated carbon, and can remove moisture to a dew point of -70 ° C.

또한, 상기 제1흡착탑, 상기 제2흡착탑, 상기 제3흡착탑 및 상기 제4흡착탑에는 수분을 흡착하기 위한 흡착제는 포함하지 않을 수 있다.In addition, an adsorbent for adsorbing moisture may not be included in the first adsorption tower, the second adsorption tower, the third adsorption tower, and the fourth adsorption tower.

또한, 상기 합성가스는 석유코크스를 가스화반응을 통하여 일산화탄소 40 ± 5 vol%, 수소 30 ± 5 vol%, 이산화탄소 10 ± 5 vol% 및 수분을 포함한 기타 성분의 가스혼합물일 수 있다.In addition, the synthesis gas may be a gas mixture of 40 ± 5 vol% of carbon monoxide, 30 ± 5 vol% of hydrogen, 10 ± 5 vol% of carbon dioxide and other components including moisture through gasification of petroleum coke.

또한, 상기 가스혼합물을 수성가스전환반응(Water gas shift reaction)을 통해 수소 50 ± 5 vol%, 이산화탄소 40 ± 5 vol% 및 수분을 포함한 기타 성분일 수 있다.In addition, the gas mixture may be 50 ± 5 vol% of hydrogen, 40 ± 5 vol% of carbon dioxide and other components including moisture through a water gas shift reaction.

또한, 상기 제1흡착탑 및 제2흡착탑에는 일산화탄소, 이산화탄소, 수분, 질소, 황화수소, COS, 메탄을 흡착할 수 있는 흡착제가 충진된 흡착층이 선택적으로 형성될 수 있다.In addition, an adsorption layer filled with an adsorbent capable of adsorbing carbon monoxide, carbon dioxide, moisture, nitrogen, hydrogen sulfide, COS, and methane may be selectively formed in the first adsorption tower and the second adsorption tower.

또한, 상기 제3흡착탑 및 제4흡착탑에는 이산화탄소를 흡착하기 위한 활성탄 및/또는 제올라이트 13X이 충진된 흡착층이 선택적으로 형성될 수 있다.In addition, an adsorption layer filled with activated carbon and/or zeolite 13X for adsorbing carbon dioxide may be selectively formed in the third adsorption tower and the fourth adsorption tower.

또한, 상기 제1흡착탑 및 제2흡착탑의 흡착압력은 0.3 내지 0.8 MPa일 수 있다.In addition, the adsorption pressure of the first adsorption tower and the second adsorption tower may be 0.3 to 0.8 MPa.

또한, 상기 제1흡착탑 및 제2흡착탑의 탈착압력은 -0.06 내지 0.88 MPa일 수 있다.In addition, the desorption pressure of the first adsorption tower and the second adsorption tower may be -0.06 to 0.88 MPa.

또한, 상기 제3흡착탑 및 제4흡착탑의 0.001 내지 0.07 MPa일 수 있다.In addition, it may be 0.001 to 0.07 MPa of the third adsorption tower and the fourth adsorption tower.

또한, 상기 제3흡착탑 및 제4흡착탑의 탈착압력은 -0.07 내지 0.06 MPa일 수 있다.In addition, the desorption pressure of the third adsorption tower and the fourth adsorption tower may be -0.07 to 0.06 MPa.

또한, 상기 제3단계에서 선택적으로 상기 수소 생산을 중지하고 상기 흡착탑을 세정하기 위해 상기 제1흡착탑, 상기 제2흡착탑, 상기 공급배관 및 상기 제1테일가스배관을 연결하는 4-way 제1밸브(170)가 형성될 수 있다.In addition, in the third step, a 4-way first valve connecting the first adsorption tower, the second adsorption tower, the supply pipe, and the first tail gas pipe to selectively stop the hydrogen production and clean the adsorption tower (170) may be formed.

또한, 상기 제7단계에서 선택적으로 상기 이산화탄소 흡착을 중지하고 상기 흡착탑을 세정하기 위해 상기 제3흡착탑, 상기 제4흡착탑, 상기 제2테일가스배관 및 상기 제3테일가스배관을 연결하는 4-way 제2밸브(270)가 형성될 수 있다.In addition, in the seventh step, a 4-way connecting the third adsorption tower, the fourth adsorption tower, the second tail gas pipe, and the third tail gas pipe to selectively stop the carbon dioxide adsorption and clean the adsorption tower A second valve 270 may be formed.

또한, 상기 가스드라이어는 상부부터 제1자갈층, 활성알루미나층, 몰레큘라시브층, 활성탄층, 제2자갈층 순서로 층별로 충진될 수 있다.In addition, the gas dryer may be filled layer by layer in the order of a first gravel layer, an activated alumina layer, a molecular sieve layer, an activated carbon layer, and a second gravel layer from the top.

또한, 상기 가스드라이어 내 흡착제의 충진물 중 상기 활성알루미나, 상기 몰레큘라시브, 상기 활성탄의 질량비는 상기 몰레큘라 시브(Molecular Sieve) 60∼70wt%, 상기 활성알루미나 20∼30wt%, 상기 활성탄 10~20wt% 질량비일 수 있다.In addition, the mass ratio of the activated alumina, the molecular sieve, and the activated carbon in the filling of the adsorbent in the gas dryer is 60 to 70 wt% of the molecular sieve, 20 to 30 wt% of the activated alumina, and 10 to 20 wt% of the activated carbon. It can be a % mass ratio.

또한, 상기 제1단계의 가스드라이어는 상기 합성가스의 온도를 +3℃까지 낮춰 상기 합성가스내 수분을 흡착할 수 있는 냉동식 가스드라이어일 수 있다.In addition, the gas dryer of the first step may be a refrigeration type gas dryer capable of adsorbing moisture in the synthesis gas by lowering the temperature of the synthesis gas to +3 ° C.

또한, 상기 가스드라이어의 수분흡착 상태를 모니터링하기 위하여 청색 실리카겔을 추가로 포함할 수 있다.In addition, blue silica gel may be further included to monitor the moisture adsorption state of the gas dryer.

또한, 상기 제3흡착탑 및 제4흡착탑의 이산화탄소 흡착 상태를 모니터링하기 위하여 청색 실리카켈을 추가로 포함할 수 있다.In addition, blue silica gel may be further included to monitor carbon dioxide adsorption states of the third and fourth adsorption towers.

또한, 상기 제3흡착탑 또는 제4흡착탑을 경유하여 흡착되지 않은 상기 제2테일가스는 순환배관을 통해 상기 가스드라이어로 순환공급될 수 있다.In addition, the second tail gas not adsorbed via the third adsorption tower or the fourth adsorption tower may be circulated and supplied to the gas dryer through a circulation pipe.

본 발명의 수소생산을 위한 석유코크스 합성가스화 공정 중 WGS 후단의 수소 및 이산화탄소 동시 분리 방법은 별도의 단위공정이 아닌 연속적으로 수소와 이산화탄소를 순차적으로 고농도로 분리할 수 있는 효과가 있다. The simultaneous separation method of hydrogen and carbon dioxide at the end of WGS during the petroleum coke syngasification process for hydrogen production of the present invention has the effect of sequentially separating hydrogen and carbon dioxide at high concentrations, rather than a separate unit process.

또한, 1차로 수소를 분리한 테일가스를 진공펌프를 이용하여 흡착제에서 강제 탈착하여 수분을 제거함으로써 이산화탄소를 고농도로 분리할 수 있는 효과가 있다. In addition, by forcibly desorbing the tail gas from which hydrogen is first separated from the adsorbent using a vacuum pump to remove moisture, there is an effect of separating carbon dioxide at a high concentration.

또한, 수소 분리 PSA 흡착탑의 차압이 발생하지 않게 운전이 가능하므로 연속운전이 가능하다는 효과가 있다.In addition, since it is possible to operate without generating differential pressure in the hydrogen separation PSA adsorption tower, there is an effect that continuous operation is possible.

또한, 본 발명은 수소 PSA 전단 공정에 수분 제거를 위한 가스드라이어를 분리 설치하고 공정 개발을 통하여 회수율을 높일 수 있을 뿐만이 아니라, 종래 기술에서 수소,이산화탄소 분리 시 필요한 각각의 가스드라이어 기능을 하나로 통합하는 효과가 있다.In addition, the present invention not only can increase the recovery rate through the separate installation of a gas dryer for removing moisture in the hydrogen PSA front process and process development, but also integrates each gas dryer function required for separating hydrogen and carbon dioxide in the prior art into one It works.

또한, 공정내 별도로 구성되어 있는 가스드라이어임으로 2년 정도의 LIFE TIME을 가진 흡착제의 교환이 용이하게 진행 할 수 있는 효과가 있다. In addition, since it is a gas dryer configured separately in the process, there is an effect that the exchange of the adsorbent with a LIFE TIME of about 2 years can proceed easily.

도 1은 기존 단일 공정의 수소 분리공정의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 수소회수율을 증가시키기위한 수소생산을 위한 석유코크스 합성가스화 공정 중 WGS 후단의 수소 및 이산화탄소 동시 분리 방법에 따른 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수소회수율을 증가시키기위한 수소생산을 위한 석유코크스 합성가스화 공정 중 WGS 후단의 수소 및 이산화탄소 동시 분리 방법의 구성도이다.
1 is a conceptual diagram of a hydrogen separation process of an existing single process.
Figure 2 is a conceptual diagram according to the simultaneous separation method of hydrogen and carbon dioxide at the end of WGS during the petroleum coke syngasification process for hydrogen production to increase the hydrogen recovery rate of the present invention.
Figure 3 is a block diagram of a simultaneous separation method of hydrogen and carbon dioxide at the rear of WGS during the petroleum coke syngasification process for hydrogen production to increase the hydrogen recovery rate according to an embodiment of the present invention.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나 첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상의 내용과 범위를 쉽게 설명하기 위한 예시일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적 범위가 한정되거나 변경되는 것은 아니다. 또한 이러한 예시에 기초하여 본 발명의 기술적 사상의 범위 안에서 다양한 변형과 변경이 가능함은 당업자에게는 당연할 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. However, the accompanying drawings are only examples for easily explaining the content and scope of the technical idea of the present invention, and thereby the technical scope of the present invention is not limited or changed. In addition, it will be obvious to those skilled in the art that various modifications and changes are possible within the scope of the technical idea of the present invention based on these examples.

또한, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시 예는 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.In addition, terms or words used in this specification and claims should not be construed as being limited to ordinary or dictionary meanings, and the inventor appropriately defines the concept of terms in order to explain his/her invention in the best way. It should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be done. Therefore, since the embodiments described in this specification are only the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all of the technical spirit of the present invention, there are various equivalents and modifications that can replace them at the time of this application. You need to understand that you can.

도 1은 기존 단일 공정의 수소 분리공정의 개념도이다. 1 is a conceptual diagram of a hydrogen separation process of an existing single process.

수소 분리를 위한 합성가스가 공급되면 하나의 흡착탑에서 수분을 흡착하고 불순물 흡착할 수 있다. 수소생산 완료 후 진공펌프를 이용하여 수분 및 불순물 탈착할 수 있다.When syngas for hydrogen separation is supplied, moisture and impurities can be adsorbed in one adsorption tower. After completion of hydrogen production, moisture and impurities can be desorbed using a vacuum pump.

상기 수소 PSA 공정 후단에서 테일가스에서는 수분과 불순물이 포함될 수 있다.After the hydrogen PSA process, the tail gas may contain moisture and impurities.

따라서 수분과 불순물을 분리를 위한 가스드라이어 구성이 요구된다. Therefore, a configuration of a gas dryer for separating moisture and impurities is required.

도 2는 본 발명의 수소회수율을 증가시키기위한 수소생산을 위한 석유코크스 합성가스화 공정 중 WGS 후단의 수소 및 이산화탄소 동시 분리 방법에 따른 개념도이다.Figure 2 is a conceptual diagram according to the simultaneous separation method of hydrogen and carbon dioxide at the end of WGS during the petroleum coke syngasification process for hydrogen production to increase the hydrogen recovery rate of the present invention.

상기 도1의 기존 단일 공정의 수소 분리공정의 문제점을 해결하기 위한 개념도로 수소 분리를 위한 합성가스가 공급되면, 가스드라이어에서 수부닝 흡착될 수 있다.As a concept for solving the problems of the conventional single-step hydrogen separation process of FIG. 1, when syngas for hydrogen separation is supplied, it can be adsorbed in a gas dryer.

상기 가스드라이어를 통과한 합성가스는 흡착탑에서 불순물이 흡착될 수 있다.Impurities may be adsorbed in the syngas passing through the gas dryer in the adsorption tower.

수소생산이 완료된 후에는 진공펌프를 이용하여 수분을 탈착시킬 수 있다.After hydrogen production is completed, moisture can be desorbed using a vacuum pump.

상기 흡착탑의 가스를 이용하여 가스드라이어의 수분을 탈착시킬 수 있다.Moisture in the gas dryer may be desorbed using the gas of the adsorption tower.

상기 흡착탑에 흡착되어 있는 가스로 가스드라이어의 수분을 탈착할 수 있도록 성능 및 진공도에 맞는 진공펌프 사용하여야 한다. A vacuum pump suitable for performance and degree of vacuum must be used to desorb moisture from the gas dryer with the gas adsorbed in the adsorption tower.

알루미나와 모레큘라시브를 사용하여 이슬점을 -70℃ 까지 수분 제거를 할 수 있다.Moisture can be removed by using alumina and molecular sieve with a dew point of -70℃.

흡착탑을 진공펌프를 이용하여 진공 탈착시킬 수 있다.The adsorption tower may be vacuum desorbed using a vacuum pump.

상기 불순물 가스인 세정가스를 이용하여 흡착탑 세정할 수 있다.The adsorption tower may be cleaned using the cleaning gas, which is the impurity gas.

상기 합성가스를 이용하여 가스드라이어를 가압할 수 있고 기존 흡착탑에 수분을 제거하기 위하여 흡착제를 타워내에 충전하나 본 발명은 별도의 가스드라이어를 공정 내에 설치하여 위의 공정으로 운전함으로서 수소의 손실을 줄여 수소회수율을 증가시킬 수 있다.A gas dryer can be pressurized using the syngas and an adsorbent is filled in the tower to remove moisture in the existing adsorption tower, but the present invention installs a separate gas dryer in the process and operates the above process to reduce loss of hydrogen The hydrogen recovery rate can be increased.

수소회수율을 증가시키기 위한 합성가스에서 순도 99% 이상의 수소 및 이산화탄소를 연속적으로 분리하기 위한 방법으로서, As a method for continuously separating hydrogen and carbon dioxide with a purity of 99% or more from syngas to increase the hydrogen recovery rate,

상기 합성가스가 공급배관(100)을 통해 가스드라이어에 공급되어 수분이 흡착되는 제1단계; 상기 가스드라이어를 통과한 상기 합성가스는 공급배관(100)을 통해 상기 합성가스 중 수소를 제외한 성분들을 선택적으로 흡착할 수 있는 복수의 제1흡착제가 충진된 제1흡착탑(110) 또는 제2흡착탑(120)을 통과하는 제2단계; 상기 제2단계에서 상기 제1흡착탑 또는 제2흡착탑을 경유하여 고순도로 정제된 수소는 수소배관(130)을 통해 수소 저장조(140)에 포집되는 제3단계; 상기 제2단계에서 상기 제1흡착탑 또는 제2흡착탑 중 상기 제1테일가스로 포화된 제1흡착제를 세정하기 위한 흡착탑은 선택적으로 상기 수소 생산을 중지하고 상기 제1흡착탑 또는 제2흡착탑의 제1테일가스배관(150)상에 형성된 제1진공펌프(160)에 의해서 상기 흡착탑에서 제1테일가스를 분리하는 제4단계; 상기 제3단계에서 상기 수소가 상기 수소 저장조에 포집된 후, 상기 제1진공펌프(160)에 의해서 상기 제1테일가스로 상기 제1흡착탑 또는 제2흡착탑을 세정하거나 상기 가스드라이어의 수분을 탈착시키는 제5단계; 상기 제5단계에서 분리된 상기 제1테일가스는 애프터 쿨러(300)을 통과하면서 제2테일가스를 배출하는 제6단계; 상기 제6단계의 상기 애프터 쿨러를 통과한 상기 제2테일가스는 제2테일가스배관(210)을 통해 상기 제2차테일가스 중 이산화탄소를 흡착할 수 있는 제2흡착제가 충진된 제3흡착탑(220) 또는 제4흡착탑(230)을 통과하는 제7단계; 상기 제6단계에서 상기 제3흡착탑 또는 제4흡착탑 중 이산화탄소로 포화된 상기 제2흡착제를 세정하기 위한 흡착탑은 상기 제3흡착탑 또는 제4흡착탑의 제3테일가스배관(250)상에 형성된 제2진공펌프(260)에 의해서 상기 흡착탑에서 상기 이산화탄소를 분리하여 세정되는 제8단계; 및 상기 제8단계어서 분리된 상기 이산화탄소는 상기 제2진공펌프 후단의 이산화탄소 배관(280)을 통해 이산화탄소저장조(290)에 저장되는 제9단계;를 포함하는 수소회수율을 증가시키기 위한 합성가스에서 순도 99% 이상의 수소 및 이산화탄소를 연속적으로 분리하기 위한 방법일 수 있다.A first step in which the syngas is supplied to a gas dryer through the supply pipe 100 to absorb moisture; The syngas passing through the gas dryer is supplied through the supply pipe 100 to the first adsorption tower 110 or the second adsorption tower 110 filled with a plurality of first adsorbents capable of selectively adsorbing components other than hydrogen in the syngas. a second step through (120); A third step in which hydrogen purified to high purity through the first adsorption tower or the second adsorption tower in the second step is collected in the hydrogen storage tank 140 through the hydrogen pipe 130; In the second step, the adsorption tower for washing the first adsorbent saturated with the first tail gas among the first adsorption tower or the second adsorption tower selectively stops the hydrogen production and the first adsorption tower of the first adsorption tower or the second adsorption tower. A fourth step of separating the first tail gas from the adsorption tower by the first vacuum pump 160 formed on the tail gas pipe 150; After the hydrogen is collected in the hydrogen storage tank in the third step, the first tail gas is used to clean the first adsorption tower or the second adsorption tower or desorb moisture from the gas dryer by the first vacuum pump 160. 5th step to do; a sixth step of discharging the second tail gas while the first tail gas separated in the fifth step passes through the after cooler 300; The second tail gas that has passed through the aftercooler in the sixth step is supplied through a second tail gas pipe 210 through a third adsorption tower filled with a second adsorbent capable of adsorbing carbon dioxide from the secondary tail gas ( 220) or the seventh step of passing through the fourth adsorption tower 230; In the sixth step, the adsorption tower for cleaning the second adsorbent saturated with carbon dioxide among the third adsorption tower or the fourth adsorption tower is the second adsorption tower formed on the third tail gas pipe 250 of the third adsorption tower or the fourth adsorption tower. An eighth step of separating and washing the carbon dioxide in the adsorption tower by the vacuum pump 260; And a ninth step in which the carbon dioxide separated in the eighth step is stored in the carbon dioxide storage tank 290 through the carbon dioxide pipe 280 at the rear of the second vacuum pump; It may be a method for continuously separating 99% or more of hydrogen and carbon dioxide.

상기 제2단계 내지 제5단계를 요약하면 2탑 이상의 흡착탑을 구비하고 여기서 하나의 흡착탑에 있어서 수소를 제외한 성분을 흡착 제거해 합성가스를 정제하고 이어서 다른 하나의 흡착탑으로 바꾸고, 수소를 제외한 성분을 흡착 제거해 합성가스를 정제하면서, 이미 수소를 제외한 성분을 흡착 제거한 상기 하나의 흡착탑에 있어서 흡착 제거한 수소를 제외한 성분을 흡착탑내의 압력을 저하시킴으로써 탈착 회수하는 것일 수 있다.Summarizing the second to fifth steps, two or more adsorption towers are provided, and in one adsorption tower, components other than hydrogen are adsorbed and removed to purify the syngas, and then converted to another adsorption tower, and components other than hydrogen are adsorbed. In the one adsorption tower in which components other than hydrogen have already been adsorbed and removed while purifying syngas by removing hydrogen, components other than hydrogen that have been adsorbed and removed may be desorbed and recovered by lowering the pressure in the adsorption tower.

또한, 상기 제1단계의 상기 가스드라이어의 가압은 상기 합성가스로 수행될 수 있다.In addition, the pressurization of the gas dryer in the first step may be performed with the syngas.

또한, 상기 제1단계의 가스드라이어는 활성알루미나, 몰레큘라시브, 활성탄을 포함하며, 이슬점 -70 ℃까지 수분을 제거할 수 있다.In addition, the gas dryer of the first step includes activated alumina, molecular sieve, and activated carbon, and can remove moisture to a dew point of -70 ° C.

또한, 상기 제1흡착탑, 상기 제2흡착탑, 상기 제3흡착탑 및 상기 제4흡착탑에는 수분을 흡착하기 위한 흡착제는 포함하지 않을 수 있다.In addition, an adsorbent for adsorbing moisture may not be included in the first adsorption tower, the second adsorption tower, the third adsorption tower, and the fourth adsorption tower.

또한, 상기 합성가스는 석유코크스를 가스화반응을 통하여 일산화탄소 40 ± 5 vol%, 수소 30 ± 5 vol%, 이산화탄소 10 ± 5 vol% 및 수분을 포함한 기타 성분의 가스혼합물일 수 있다.In addition, the synthesis gas may be a gas mixture of 40 ± 5 vol% of carbon monoxide, 30 ± 5 vol% of hydrogen, 10 ± 5 vol% of carbon dioxide and other components including moisture through gasification of petroleum coke.

또한, 상기 가스혼합물을 수성가스전환반응(Water gas shift reaction)을 통해 수소 50 ± 5 vol%, 이산화탄소 40 ± 5 vol% 및 수분을 포함한 기타 성분일 수 있다.In addition, the gas mixture may be 50 ± 5 vol% of hydrogen, 40 ± 5 vol% of carbon dioxide and other components including moisture through a water gas shift reaction.

또한, 상기 제1흡착탑 및 제2흡착탑에는 일산화탄소, 이산화탄소, 수분, 질소, 황화수소, COS, 메탄을 흡착할 수 있는 흡착제가 충진된 흡착층이 선택적으로 형성될 수 있다.In addition, an adsorption layer filled with an adsorbent capable of adsorbing carbon monoxide, carbon dioxide, moisture, nitrogen, hydrogen sulfide, COS, and methane may be selectively formed in the first adsorption tower and the second adsorption tower.

또한, 상기 제3흡착탑 및 제4흡착탑에는 이산화탄소를 흡착하기 위한 활성탄 및/또는 제올라이트 13X이 충진된 흡착층이 선택적으로 형성될 수 있다.In addition, an adsorption layer filled with activated carbon and/or zeolite 13X for adsorbing carbon dioxide may be selectively formed in the third adsorption tower and the fourth adsorption tower.

또한, 상기 제1흡착탑 및 제2흡착탑의 흡착압력은 0.3 내지 0.8 MPa일 수 있다.In addition, the adsorption pressure of the first adsorption tower and the second adsorption tower may be 0.3 to 0.8 MPa.

또한, 상기 제1흡착탑 및 제2흡착탑의 탈착압력은 -0.06 내지 0.88 MPa일 수 있다.In addition, the desorption pressure of the first adsorption tower and the second adsorption tower may be -0.06 to 0.88 MPa.

또한, 상기 제3흡착탑 및 제4흡착탑의 0.001 내지 0.07 MPa일 수 있다.In addition, it may be 0.001 to 0.07 MPa of the third adsorption tower and the fourth adsorption tower.

또한, 상기 제3흡착탑 및 제4흡착탑의 탈착압력은 -0.07 내지 0.06 MPa일 수 있다.In addition, the desorption pressure of the third adsorption tower and the fourth adsorption tower may be -0.07 to 0.06 MPa.

또한, 상기 제3단계에서 선택적으로 상기 수소 생산을 중지하고 상기 흡착탑을 세정하기 위해 상기 제1흡착탑, 상기 제2흡착탑, 상기 공급배관 및 상기 제1테일가스배관을 연결하는 4-way 제1밸브(170)가 형성될 수 있다.In addition, in the third step, a 4-way first valve connecting the first adsorption tower, the second adsorption tower, the supply pipe, and the first tail gas pipe to selectively stop the hydrogen production and clean the adsorption tower (170) may be formed.

상기 수소회수율을 증가시키기 위한 합성가스에서 순도 99% 이상의 수소 및 이산화탄소를 연속적으로 분리하기 위한 방법으로는 합성가스 공급관과 연결된 다수개의 흡착탑과, 상기 흡착탑에서 정제된 수소가 포집되는 수소 저장조와, 상기 각 흡착탑에 연결된 다수의 관들을 개폐하는 밸브로 이루어진 압력변동흡착장치가 구성될 수 있다.A method for continuously separating hydrogen and carbon dioxide having a purity of 99% or more from syngas to increase the hydrogen recovery rate includes a plurality of adsorption towers connected to a syngas supply pipe, a hydrogen storage tank in which hydrogen purified in the adsorption tower is collected, and A pressure swing adsorption device composed of valves that open and close a plurality of pipes connected to each adsorption tower may be configured.

상기 흡착탑은, 그 내부에 상기 합성가스 공급관을 통해 공급되는 수소 혼합기체에 포함되어 있는 수분, 이산화탄소와 메탄 및 일산화탄소의 제거가 가능한 활성알루미나 또는 실리카겔, 활성탄, 제올라이트 13X, 제올라이트 5A 및 제올라이트 5A가 아닌 일산화탄소 선택성 흡착제의 흡착제가 다층 구조로 충진되고, 상기 흡착탑 내의 흡착제에 순차적으로 흡착되어 배출되는 수소 중에 일산화탄소 함유량을 최소로 할 수 있다. The adsorption tower is not activated alumina or silica gel, activated carbon, zeolite 13X, zeolite 5A, or zeolite 5A capable of removing moisture, carbon dioxide, methane, and carbon monoxide contained in the hydrogen mixture gas supplied through the syngas supply pipe therein. The adsorbent of the carbon monoxide selective adsorbent is filled in a multi-layer structure, and the content of carbon monoxide in hydrogen discharged by being sequentially adsorbed on the adsorbent in the adsorption tower can be minimized.

상기 흡착탑은, 적어도 2개 이상의 흡착탑이 병렬 배치될 수 있다.In the adsorption tower, at least two or more adsorption towers may be arranged in parallel.

상기 흡착탑 내에 충진되는 흡착제는, 활성알루미나 또는 실리카겔이 최하부층에 충진되고, 그 상부에 상기 활성탄이 충진되며, 그 상부에 제올라이트 13X가 충진되고, 그 상부에 제올라이트 5A가 충진되며, 최상부층에 제올라이트 5A를 제외한 일산화탄소 선택성 흡착제가 순차적으로 충진될 수 있다.In the adsorbent filled in the adsorption tower, activated alumina or silica gel is filled in the lowermost layer, the activated carbon is filled in the upper portion, zeolite 13X is filled in the upper portion, zeolite 5A is filled in the upper portion, and zeolite is filled in the uppermost layer. Carbon monoxide selective adsorbents other than 5A may be sequentially packed.

상기 제올라이트 5A를 제외한 일산화탄소 선택성 흡착제는 염화제일구리(CuCl)가 함침된 알루미나 흡착제일 수 있다.The carbon monoxide selective adsorbent other than the zeolite 5A may be an alumina adsorbent impregnated with cuprous chloride (CuCl).

상기 염화제일구리가 함침된 알루미나 흡착제는, 상온에서 흡착평형량에 관계된 일산화탄소의 헨리(Henry) 법칙의 상수가 제올라이트 5A보다 4배 이상일 수 있다.The alumina adsorbent impregnated with cuprous chloride may have a constant of Henry's law of carbon monoxide related to the adsorption equilibrium amount at room temperature that is 4 times higher than that of zeolite 5A.

다수의 흡착제가 순차적으로 적층된 2개 이상의 흡착탑이 병렬 배치된 압력흡착변동장치를 통해 수분, 이산화탄소, 메탄, 일산화탄소 등의 불순물이 함유된 수소 혼합기체가 상기 흡착탑 내에 적층된 활성알루미나 또는 실리카겔, 활성탄, 제올라이트 13X, 제올라이트 5A 및 제올라이트 5A를 제외한 일산화탄소 선택성 흡착제를 순차적으로 경유하면서 (일산화탄소의 함유량이 10ppm 미만인) 99% 이상의 고순도의 수소로 정제할 수 있다.Activated alumina, silica gel, or activated carbon in which a hydrogen mixture containing impurities such as moisture, carbon dioxide, methane, and carbon monoxide is stacked in the adsorption tower through a pressure adsorption shifter in which two or more adsorption towers in which a plurality of adsorbents are sequentially stacked are arranged in parallel , zeolite 13X, zeolite 5A, and carbon monoxide selective adsorbents excluding zeolite 5A in sequence (carbon monoxide content of less than 10ppm) can be purified with high purity hydrogen of 99% or more.

상기 제1진공펌프 후단에는 애프터 쿨러(300)가 형성될 수 있으며 유입되는 가스의 온도를 저감시킬 수 있다.An aftercooler 300 may be formed at a rear end of the first vacuum pump to reduce the temperature of the introduced gas.

상기 순도 99% 이상의 수소 및 이산화탄소를 연속적으로 분리하기 위한 방법을 통하여 분리되는 수소는 70% 내지 99%의 회수율을 80%의 회수율을 이산화탄소는 70% 내지 99%의 회수율을 90%의 회수율을 제공할 수 있다. 바람직하게는 75% 내지 95%의 회수율을 이산화탄소는 80% 내지 95%의 회수율을 제공할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 수소는 94%의 회수율을 이산화탄소는 96%의 회수율을 제공할 수 있다.Hydrogen separated through the method for continuously separating hydrogen and carbon dioxide having a purity of 99% or more provides a recovery rate of 70% to 99% with a recovery rate of 80%, and carbon dioxide has a recovery rate of 70% to 99% with a recovery rate of 90%. can do. Preferably, a recovery rate of 75% to 95%, carbon dioxide may provide a recovery rate of 80% to 95%, and more preferably hydrogen may provide a recovery rate of 94% and carbon dioxide may provide a recovery rate of 96%.

상기 분리된 가스의 조성은 수소 50vol% 내지 60vol%, 이산화탄소는 35vol% 내지 45vol%, 질소는 1vol% 내지 2vol%, 일산화탄소는 0.1vol% 내지 1vol%, 메탄은 0.01vol% 내지 0.1vol%, 물은 0.1vol% 내지 0.5vol%일 수 있다.The composition of the separated gas is 50 vol% to 60 vol% of hydrogen, 35 vol% to 45 vol% of carbon dioxide, 1 vol% to 2 vol% of nitrogen, 0.1 vol% to 1 vol% of carbon monoxide, 0.01 vol% to 0.1 vol% of methane, and water may be 0.1 vol% to 0.5 vol%.

상기 PSA용 흡착제 재생 스텝은 나머지의 PSA 흡착탑에 있어서는 상기 흡착 조작에 의해 흡착 능력이 저하한 흡착제를 재생하기 때문에, PSA 흡착탑내를 고압에서 상압까지 감압한 후, 재생용 세척 가스를 유통시킨다. 재생용 세척 가스 로서는 종래법과 같이 분리된 수소 또는 이산화탄소를 이용하면 좋다. 이와 같이 복수의 PSA 흡착탑에 대해 불필요 가스 흡착 스텝과 PSA용 흡착제 재생 스텝으로 구성되는 사이클을 연속적으로 운전함으로써 흡착제의 능력을 장기간으로 유지하면서 연속적으로 고순도 수소 및 이산화탄소를 얻을 수 있다.In the PSA adsorbent regeneration step, in order to regenerate the adsorbent whose adsorption capacity has decreased due to the adsorption operation in the remaining PSA adsorption towers, the inside of the PSA adsorption tower is reduced from high pressure to normal pressure, and then the regeneration washing gas is passed through. As the cleaning gas for regeneration, hydrogen or carbon dioxide separated as in the conventional method may be used. In this way, by continuously operating a cycle composed of an unnecessary gas adsorption step and a PSA adsorbent regeneration step for a plurality of PSA adsorption towers, high-purity hydrogen and carbon dioxide can be continuously obtained while maintaining the adsorbent capacity for a long period of time.

상기 흡착탑은 흡착제로 충진되는 바, 충진제의 충진량 및 충진형태 및 합성가스의 유량에 따라 흡착압력, 탈착압력 또는 세정압력이 조정될 수 있다. Since the adsorption tower is filled with an adsorbent, the adsorption pressure, desorption pressure, or washing pressure may be adjusted according to the amount and type of the filler and the flow rate of the syngas.

또한, 상기 공급배관, 제1테일가스배관, 제2테일가스배관 및 제3테일가스배관에는 선택적으로 온도조절을 위한 냉각기, 가열기 및 필터가 선택적으로 구성될 수 있음은 자명하다.In addition, it is obvious that coolers, heaters, and filters for temperature control may be selectively formed in the supply pipe, the first tail gas pipe, the second tail gas pipe, and the third tail gas pipe.

또한, 상기 공급배관, 순환배관, 제1테일가스배관, 제2테일가스배관 및 제3테일가스배관에는 볼밸브, 체크밸브, 오리피스가 선택적으로 구성될 수 있음은 자명하다.In addition, it is obvious that a ball valve, a check valve, and an orifice may be selectively formed in the supply pipe, the circulation pipe, the first tail gas pipe, the second tail gas pipe, and the third tail gas pipe.

또한, 상기 제1흡착탑, 제2흡착탑, 제3흡착탑 및 제4흡착탑의 전후 배관에는 공급밸브, 진공밸브, 회수밸브, 라인밸브가 형성될 수 있음은 자명하다.In addition, it is obvious that supply valves, vacuum valves, recovery valves, and line valves may be formed in pipes before and after the first adsorption tower, the second adsorption tower, the third adsorption tower, and the fourth adsorption tower.

또한, 상기 제7단계에서 선택적으로 상기 이산화탄소 흡착을 중지하고 상기 흡착탑을 세정하기 위해 상기 제3흡착탑, 상기 제4흡착탑, 상기 제2테일가스배관 및 상기 제3테일가스배관을 연결하는 4-way 제2밸브(270)가 형성될 수 있다.In addition, in the seventh step, a 4-way connecting the third adsorption tower, the fourth adsorption tower, the second tail gas pipe, and the third tail gas pipe to selectively stop the carbon dioxide adsorption and clean the adsorption tower A second valve 270 may be formed.

또한, 상기 가스드라이어는 상부부터 제1자갈층, 활성알루미나층, 몰레큘라시브층, 활성탄층, 제2자갈층 순서로 층별로 충진될 수 있다.In addition, the gas dryer may be filled layer by layer in the order of a first gravel layer, an activated alumina layer, a molecular sieve layer, an activated carbon layer, and a second gravel layer from the top.

또한, 상기 가스드라이어 내 흡착제의 충진물 중 상기 활성알루미나, 상기 몰레큘라시브, 상기 활성탄의 질량비는 상기 몰레큘라 시브(Molecular Sieve) 60∼70wt%, 상기 활성알루미나 20∼30wt%, 상기 활성탄 10~20wt% 질량비일 수 있다.In addition, the mass ratio of the activated alumina, the molecular sieve, and the activated carbon in the filling of the adsorbent in the gas dryer is 60 to 70 wt% of the molecular sieve, 20 to 30 wt% of the activated alumina, and 10 to 20 wt% of the activated carbon. It can be a % mass ratio.

또한, 상기 제1단계의 가스드라이어는 상기 합성가스의 온도를 +3℃까지 낮춰 상기 합성가스내 수분을 흡착할 수 있는 냉동식 가스드라이어일 수 있다.In addition, the gas dryer of the first step may be a refrigeration type gas dryer capable of adsorbing moisture in the synthesis gas by lowering the temperature of the synthesis gas to +3 ° C.

또한, 상기 가스드라이어의 수분흡착 상태를 모니터링하기 위하여 청색 실리카겔을 추가로 포함할 수 있다.In addition, blue silica gel may be further included to monitor the moisture adsorption state of the gas dryer.

또한, 상기 제3흡착탑 및 제4흡착탑의 이산화탄소 흡착 상태를 모니터링하기 위하여 청색 실리카켈을 추가로 포함할 수 있다.In addition, blue silica gel may be further included to monitor carbon dioxide adsorption states of the third and fourth adsorption towers.

또한, 상기 제3흡착탑 또는 제4흡착탑을 경유하여 흡착되지 않은 상기 제2테일가스는 순환배관을 통해 상기 가스드라이어로 순환공급될 수 있다.In addition, the second tail gas not adsorbed via the third adsorption tower or the fourth adsorption tower may be circulated and supplied to the gas dryer through a circulation pipe.

본 발명의 일 예로, 상기 공급배관 및 제2테일가스배관은 합성가스 및 세정가스 및/또는 린스가스를 추가로 공급할 수 있으며, 이를 위한 배관 및 밸브로 구성되고, 상기 흡착탑의 하단부 및/또는 상단부에 단일 또는 복수 개로 형성될 수 있다.As an example of the present invention, the supply pipe and the second tail gas pipe can additionally supply syngas, cleaning gas, and/or rinse gas, and are composed of pipes and valves for this purpose, and the lower end and/or upper end of the adsorption tower It may be formed singly or in plurality.

일 실시예로써 상기 제1흡착탑 또는 제2흡착탑은 하단부에 합성가스 공급부 및 상단부에 세정가스 공급부를 포함하고, 하단부에 린스가스 공급부를 포함할 수 있다. 상기 공급부는 상기 복수 개의 흡착탑과 연결되어 각 흡착탑에서 진행되는 공정에 따라 합성가스, 세정가스 및/또는 린스가스를 공급할 수 있다.As an embodiment, the first adsorption tower or the second adsorption tower may include a syngas supply unit at the lower end and a cleaning gas supply unit at the upper end, and a rinsing gas supply unit at the lower end. The supply unit may be connected to the plurality of adsorption towers to supply syngas, cleaning gas, and/or rinsing gas according to processes performed in each adsorption tower.

이산화탄소의 흡착 제거에 사용하는 흡착제가 이모골라이트, 활성탄 및 제올라이트로 구성되는 군에서 선택되는 하나 이상일 수 있다.An adsorbent used for adsorbing and removing carbon dioxide may be at least one selected from the group consisting of imogolite, activated carbon, and zeolite.

본 발명의 일 예로, 상기 흡착제는, 목적 생성물 및 목적 생성물의 분리 공정에 따라 적절하게 선택될 수 있으며 상기 흡착제는, 목적 생성물을 선택적으로 분리하기 위해 목적 생성물에 대해 강한 흡착성을 갖거나 또는 목적 생성물에 대해 흡착성이 없거나 또는 매우 약한 흡착성을 갖는 것일 수 있다.As an example of the present invention, the adsorbent may be appropriately selected according to the target product and the separation process of the target product, and the adsorbent has strong adsorption to the target product or the target product in order to selectively separate the target product. It may be non-adsorbent or have very weak adsorbability.

상기 제1흡착탑, 제2흡착탑, 제3흡착탑 및 제4흡착탑은 흡착성능일 높이기 위하여 흡착탑의 개수를 늘일 수 있으며, 각 흡착탑의 테일가스를 재순환 시킬 수 있다.The first adsorption tower, the second adsorption tower, the third adsorption tower, and the fourth adsorption tower may increase the number of adsorption towers in order to increase the adsorption performance, and the tail gas of each adsorption tower may be recycled.

바람직하게는 상기 제1흡착탑 및 제2흡착탑의 흡착압력은 0.3 내지 0.8 MPa이며, 탈착압력은 -0.06 내지 0.88 MPa일 수 있다.Preferably, the adsorption pressure of the first adsorption tower and the second adsorption tower may be 0.3 to 0.8 MPa, and the desorption pressure may be -0.06 to 0.88 MPa.

상기 제3흡착탑 및 제4흡착탑의 흡착압력은 -0.2 내지 4 MPa이며, 탈착압력은 -0.4 내지 0.6 MPa일 수 있다.The adsorption pressure of the third adsorption tower and the fourth adsorption tower may be -0.2 to 4 MPa, and the desorption pressure may be -0.4 to 0.6 MPa.

바람직하게는 상기 제3흡착탑 및 제4흡착탑의 0.001 내지 0.07 MPa이며, 탈착압력은 -0.07 내지 0.06 MPa일 수 있다.Preferably, the third adsorption tower and the fourth adsorption tower are 0.001 to 0.07 MPa, and the desorption pressure may be -0.07 to 0.06 MPa.

또한, 상기 제1흡착탑 및 제2흡착탑의 수소 PSA 흡착압력은 20bar(게이지압) 내지 -0.1bar(게이지압) 일 수 있으며 바람직하게는 10bar(게이지압) 내지 -0.3bar(게이지압)있다.In addition, the hydrogen PSA adsorption pressure of the first adsorption tower and the second adsorption tower may be 20 bar (gauge pressure) to -0.1 bar (gauge pressure), and preferably 10 bar (gauge pressure) to -0.3 bar (gauge pressure).

또한, 상기 제3흡착탑 및 제4흡착탑의 이산화탄소 PSA 흡착압력은 2bar(게이지압) 내지 -0.1bar(게이지압)일 수 있으며 더욱바람직하게는 1bar(게이지압) 내지 -0.3bar(게이지압)일 수 있다.In addition, the carbon dioxide PSA adsorption pressure of the third adsorption tower and the fourth adsorption tower may be 2 bar (gauge pressure) to -0.1 bar (gauge pressure), more preferably 1 bar (gauge pressure) to -0.3 bar (gauge pressure). can

더욱 바람직하게는 수소 PSA 흡착압력은 8bar(게이지압) 내지 -0.6bar(게이지압) 일 수 있으며, 이산화탄소 PSA 흡착압력은 0.7 bar(게이지압) 내지 -0.6bar(게이지압)일 수 있다.More preferably, the hydrogen PSA adsorption pressure may be 8 bar (gauge pressure) to -0.6 bar (gauge pressure), and the carbon dioxide PSA adsorption pressure may be 0.7 bar (gauge pressure) to -0.6 bar (gauge pressure).

흡수 탑 내의 압력 2.0 MPa, 재생탑 내의 압력 7.4 MPa로 했을 경우 흡수 탑 내의 온도는 약 50℃, 재생탑 내의 온도는 약 125℃이다. 고압 펌프로 7.4 MPa 이상으로 가압된 흡수액과 재생탑에서 흡수 등으로 반송되는 흡수액이란 열교환기에 의해 열 교환하는 것이 바람직하다. 열교환기에 의해 예냉되고 또한 냉각기에 의해 약 50℃에 냉각된 흡수액은 압력 조정 밸브에 의해 7.4 MPa에서 2.0 MPa까지 감압된다.When the pressure in the absorption tower is 2.0 MPa and the pressure in the regeneration tower is 7.4 MPa, the temperature in the absorption tower is about 50°C and the temperature in the regeneration tower is about 125°C. It is preferable to heat-exchange the absorbent liquid pressurized to 7.4 MPa or more with a high-pressure pump and the absorbent liquid returned by absorption or the like in the regeneration tower by means of a heat exchanger. The absorbent liquid pre-cooled by the heat exchanger and cooled to about 50° C. by the cooler is reduced in pressure from 7.4 MPa to 2.0 MPa by the pressure regulating valve.

분리되어 저장된 수소저장조 후단에는 수소를 수소발효공정 또는 연료전지 공정에 재활욜 할 수 있다.At the end of the separated and stored hydrogen storage tank, hydrogen can be recycled to a hydrogen fermentation process or a fuel cell process.

또한, 상기 연료전지 발전공정에서 얻어지는 배열을 이용하여 흡착 분리공정에서 가스드라이어의 수분을 제거할 때 또는 탈수용 흡착재의 재생을 위한 가온열로 활용할 수 있다.In addition, the waste heat obtained in the fuel cell power generation process can be used to remove moisture from the gas dryer in the adsorption separation process or as heating heat for regeneration of the adsorbent for dehydration.

본 석유코크스 합성가스화 공정은 수소 가스를 생성하는 장치가 제공된다. 본 장치는 반응기를 구비하고, 상기 반응기는 촉매 및 촉매와 유체를 연통하는 멤브레인을 포함한다. 반응기는 반응기에 통합된 열교환기도 포함한다.In this petroleum coke syngasification process, a device for generating hydrogen gas is provided. The device includes a reactor, the reactor including a catalyst and a membrane in fluid communication with the catalyst. The reactor also includes a heat exchanger integrated into the reactor.

공정 플랜트는 석유코크스, 산소 함유 물질 및 고온 스팀 또는 물을 받아, 합성 가스를 생성하는 가스화 유닛을 포함할 수 있다. 가스화 유닛은 열 및 입자형물을 제거하는 구성의 일련의 합성 가스 냉각기와 연동 관계에 있을 수 있으며 합성 가스 중의 황화 카르보닐(COS)을 황화수소(H2S)로 변환하는 구성의 COS 가수분해유닛와 유체 연통할 수 있다. 합성 가스는 공지의 합성 가스 클린 업 섹션 에서 처리될 수 있다. 클린 업 섹션은 개별 단위 조작을 포함하고 구체적으로는 고온 시프트(HTS) 반응기, 저온 시프트(LTS) 반응기, H2S 분리 유닛, 용제 재생(Claus/Scot 프로세스) 유닛, CO2 회수 유닛 및 압력 스윙 흡착(PSA=pressure swing adsorption) 유닛을 포함할 수 있다. HTS 반응기는 고온(약 300~400℃) 조작에 최적화된 촉매를 포함하고 LTS 반응기는 저온( 약 200℃) 조작에 최적화된 촉매를 포함할 수 있다.The process plant may include a gasification unit that receives petroleum coke, oxygenates and hot steam or water and produces syngas. The gasification unit may be in interlock with a series of syngas coolers configured to remove heat and particulates and may be in fluid communication with a COS hydrolysis unit configured to convert carbonyl sulfide (COS) in syngas to hydrogen sulfide (H2S). can Syngas can be treated in a known syngas clean up section. The clean up section includes individual unit operations, specifically a high temperature shift (HTS) reactor, a low temperature shift (LTS) reactor, a H2S separation unit, a solvent regeneration (Claus/Scot process) unit, a CO2 recovery unit and a pressure swing adsorption (PSA) unit. =pressure swing adsorption) unit. The HTS reactor may contain a catalyst optimized for high temperature (about 300-400° C.) operation and the LTS reactor may contain a catalyst optimized for low temperature (about 200° C.) operation.

열역학적으로 한정된 물 -가스 시프트 반응(CO+H2O⇔CO2+H2)이 일산화탄소(CO)를 CO2로 변환하지만, CO2의 존재 하에서 종점까지 진행하지 않기 때문에 합성 가스 중에 약 1%의 CO가 남는다. 다음에 합성 가스를 약 50℃까지 냉각하고 합성 가스 중에 존재하는 스팀의 대부분을 염화수소(HCl) 및/또는 암모니아(NH3)(이들에 한정되지 않는다)와 같은 수용성산 가스와 함께 응축한다. 통상 다음에 H2S 분리 유닛에 있어서 물리적 또는 화학적 흡수 프로세스를 이용하여 H2S를 제거한다. 어느 H2S 제거 프로세스도 용제를 사용하지 않으면 안되어 그 용제를 용제 재생 유닛에서 재생하고 원소형 황(S)을 생성한다. H2S 분리 유닛에서 나오는 가스는 CO2 회수 유닛 에 들어가, 여기서 H2S 분리 유닛에서 이용한 것과 같은 용제를 이용하여 CO2 가스를 제거한다. CO2 회수후, 합성 가스 은 PSA 유닛에 들어가, 여기서 잔존 불순물을 효과적으로 제거하고 순도 약 99.99%의 H2 가스 을 생성한다. PSA 유닛에서는 잔류 연료 가스 및 H2 가스도 얻어져 이것은 연소 터빈 및 열 회수 스팀발생기를 포함한 콤바인드 사이클 발전 유닛에 의해 사용되어 전기을 생산할 수 있다.The thermodynamically defined water-gas shift reaction (CO+H2O⇔CO2+H2) converts carbon monoxide (CO) to CO2, but does not proceed to the endpoint in the presence of CO2, leaving about 1% CO in the synthesis gas. The synthesis gas is then cooled to about 50° C. and most of the steam present in the synthesis gas is condensed together with an aqueous acid gas such as but not limited to hydrogen chloride (HCl) and/or ammonia (NH3). H2S is usually then removed using a physical or chemical absorption process in an H2S separation unit. Any H2S removal process must use a solvent, which is regenerated in a solvent regeneration unit to produce elemental sulfur (S). The gas from the H2S separation unit enters the CO2 recovery unit, where the CO2 gas is removed using the same solvent used in the H2S separation unit. After CO2 recovery, the synthesis gas enters the PSA unit, where residual impurities are effectively removed and H2 gas with a purity of about 99.99% is produced. Residual fuel gas and H2 gas are also obtained from the PSA unit and can be used by the combined cycle power generation unit including the combustion turbine and heat recovery steam generator to produce electricity.

WGS 반응기는 복수의 입력 채널 및 복수의 출력 채널을 포함한 쉘을 구비하 ㄹ수 있다. 반응기는 제1 입력 채널에서 합성 가스를 수용하도록 구성되어 있다. 합성 가스는 반응기에 들어갈 때, 약 250℃~300℃의 온도이다. A WGS reactor may have a shell comprising a plurality of input channels and a plurality of output channels. The reactor is configured to receive synthesis gas in the first input channel. When syngas enters the reactor, it is at a temperature of about 250°C to 300°C.

시프트 반응기 촉매는 CO를 CO2로 변환하는 구성이다. 일실시 형태에서는 시프트 반응기촉매는 철 (Fe) 및 철 크롬(Fe-Cr) 합금을 포함한다. 다른 실시 예에서는 시프트 반응기 촉매는 귀금속 촉매, 예를 들면 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 로듐(Rh), 백금 레늄(Pt-Re) 등을 산화 세륨(CeO2)이나 산화알루미늄(Al2O3)과 같은 표면적이 큰 세라믹에 담지한 것이다. 일실시 형태에서는 열교환기가 촉매 내에 실질적으로 봉입되도록, 촉매는 쉘 내에 충전된다. A shift reactor catalyst is a component that converts CO to CO2. In one embodiment, the shift reactor catalyst includes iron (Fe) and iron chromium (Fe-Cr) alloys. In another embodiment, the shift reactor catalyst is a precious metal catalyst such as palladium (Pd), platinum (Pt), rhodium (Rh), platinum rhenium (Pt-Re), and the like with cerium oxide (CeO2) or aluminum oxide (Al2O3). It is supported on a ceramic with the same large surface area. In one embodiment, the catalyst is packed into a shell such that the heat exchanger is substantially enclosed within the catalyst.

합성 가스가 쉘 내의 촉매를 통과하는 것에 따라, 발열성 물 -가스 시프트 반응(CO+H2O⇔CO2+H2)이 CO를 CO2로 변환한다. 열교환기는 촉매를 적극적으로 냉각함으로써, 발열 시프트 반응에서 과도한 열을 제거하는 작용을 이룬다. 촉매 , 열교환기, 막은 2개의 단위 조작인 HTS 유닛 및 LTS 유닛을 반응기 내에서의 하나의 조작에 통합할 수 있다.As the syngas passes through the catalyst in the shell, an exothermic water-gas shift reaction (CO+H2O⇔CO2+H2) converts CO to CO2. The heat exchanger serves to remove excess heat from the exothermic shift reaction by actively cooling the catalyst. The catalyst, heat exchanger and membrane can integrate two unit operations, the HTS unit and the LTS unit, into one operation within the reactor.

멤브레인은 CO2 선택성이며 물 -가스 시프트 반응기에서 생성된 CO2를 연속적으로 제거하고 CO의 CO2로의 평형적 변환이 거의 완전한 CO제거(H2 생성물 중의 CO 약 10ppm)까지 진행하는 것을가능하게 한다. 멤브레인은 촉매 내에 실질적으로 봉입되어 있으므로, 물 -가스 시프트 반응으로 생성한 CO2가 H2 흐름 상에서 제거된다. 멤브레인은 H2S 선택성이기도 해 H2S를 연속적으로 제거하고 이렇게 하여 H2 생성물 중의 H2S의 저레벨(<100ppb)을 용이하게 달성한다. 또한 멤브레인은 고온에서 조작 가능하다. 예를 들면 일실시 형태에서 멤브레인은 고온, 즉 약 250~500℃에서 조작 가능하며 50℃~250℃ 또는 그 이상의 온도 상승이 있을 수 있다. 조작 온도의 상승은 냉각 및 재가열에 따른 에너지 손실을 경감시킬 수 있다. 통합 공정은 약250℃~500℃의 온도에서 작동할 수 있다.The membrane is CO2 selective and allows continuous removal of the CO2 produced in the water-gas shift reactor and allows the equilibrium conversion of CO to CO2 to proceed to near complete CO removal (approximately 10 ppm CO in H2 product). Since the membrane is substantially encapsulated within the catalyst, the CO2 produced by the water-gas shift reaction is removed over the H2 stream. The membrane is also H2S selective, continuously removing H2S and thus easily achieving low levels (<100 ppb) of H2S in the H2 product. In addition, the membrane can be operated at high temperatures. For example, in one embodiment, the membrane can operate at high temperatures, i.e., about 250-500°C, with temperature rises of 50°C-250°C or more. Elevated operating temperature can reduce energy loss due to cooling and reheating. The integrated process can operate at temperatures of about 250°C to 500°C.

(실시예)(Example)

기존 공정과 본원 발명의 수소 및 이산화탄소 분리 공정의 수소회수율을 비교하는 실험을 진행하였다. An experiment was conducted to compare the hydrogen recovery rate of the existing process and the hydrogen and carbon dioxide separation process of the present invention.

Figure 112022059043481-pat00001
Figure 112022059043481-pat00001

상기 실험을 통하여 기존 수소회수율은 기존 공정 대비 14%이상의 회수율 향상을 확인할 수 있었고, 이산화탄소회수율은 기존 공정 대비 6%이상의 회수율 향상을 확인할 수 있었다.Through the above experiment, it was confirmed that the recovery rate of the existing hydrogen recovery rate was improved by more than 14% compared to the existing process, and the recovery rate of carbon dioxide was confirmed to be improved by more than 6% compared to the existing process.

이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다.Although the present invention has been described in detail through representative examples above, those skilled in the art to which the present invention pertains can make various modifications to the above-described embodiments without departing from the scope of the present invention. will understand

그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments and should not be defined, and should be defined by not only the claims to be described later, but also those equivalent to these claims.

100: 공급배관
110: 제1흡착탑
120: 제2흡착탑
130: 수소배관
130a: 제1수소배관
130b: 제2수소배관
140: 수소저장조
150: 제1테일가스배관
160: 제1진공펌프
170: 4way제1밸브
200: 가스드라이어
210: 제2테일가스배관
220: 제3흡착탑
230: 제4흡착탑
240: 순환배관
240a: 제1순환배관
240b: 제2순환배관
250: 제3테일가스배관
260: 제2진공펌프
270: 4way제2밸브
280: 이산화탄소배관
281: 압축기
290: 이산화탄소저장조
300: 애프터쿨러
100: supply piping
110: first adsorption tower
120: second adsorption tower
130: hydrogen pipe
130a: first hydrogen pipe
130b: second hydrogen pipe
140: hydrogen storage tank
150: first tail gas pipe
160: first vacuum pump
170: 4way first valve
200: gas dryer
210: second tail gas pipe
220: third adsorption tower
230: 4th adsorption tower
240: circulation pipe
240a: first circulation pipe
240b: second circulation pipe
250: third tail gas pipe
260: second vacuum pump
270: 4way second valve
280: carbon dioxide pipe
281: compressor
290: carbon dioxide storage tank
300: aftercooler

Claims (20)

수소회수율을 증가시키기 위한 합성가스에서 순도 99% 이상의 수소 및 이산화탄소를 연속적으로 분리하기 위한 방법으로서,
상기 합성가스가 공급배관(100)을 통해 가스드라이어에 공급되어 수분이 흡착되는 제1단계;
상기 가스드라이어를 통과한 상기 합성가스는 공급배관(100)을 통해 상기 합성가스 중 수소를 제외한 성분들을 선택적으로 흡착할 수 있는 복수의 제1흡착제가 충진된 제1흡착탑(110) 또는 제2흡착탑(120)을 통과하는 제2단계;
상기 제2단계에서 상기 제1흡착탑 또는 제2흡착탑을 경유하여 고순도로 정제된 수소는 수소배관(130)을 통해 수소 저장조(140)에 포집되는 제3단계;
상기 제2단계에서 상기 제1흡착탑 또는 제2흡착탑 중 제1테일가스로 포화된 제1흡착제를 세정하기 위한 흡착탑은 선택적으로 상기 수소 포집을 중지하고 상기 제1흡착탑 또는 제2흡착탑의 제1테일가스배관(150)상에 형성된 제1진공펌프(160)에 의해서 상기 흡착탑에서 제1테일가스를 분리하는 제4단계;
상기 제3단계에서 상기 수소가 상기 수소 저장조에 포집된 후, 상기 제1진공펌프(160)에 의해서 상기 제1테일가스로 상기 제1흡착탑 또는 제2흡착탑을 세정하거나 상기 가스드라이어의 수분을 탈착시키는 제5단계;
상기 제5단계에서 분리된 상기 제1테일가스는 애프터 쿨러(300)을 통과하면서 제2테일가스를 배출하는 제6단계;
상기 제6단계의 상기 애프터 쿨러를 통과한 상기 제2테일가스는 제2테일가스배관(210)을 통해 상기 제2테일가스 중 이산화탄소를 흡착할 수 있는 제2흡착제가 충진된 제3흡착탑(220) 또는 제4흡착탑(230)을 통과하는 제7단계;
상기 제6단계에서 상기 제3흡착탑 또는 제4흡착탑 중 이산화탄소로 포화된 상기 제2흡착제를 세정하기 위한 흡착탑은 상기 제3흡착탑 또는 제4흡착탑의 제3테일가스배관(250)상에 형성된 제2진공펌프(260)에 의해서 상기 흡착탑에서 상기 이산화탄소를 분리하여 세정되는 제8단계; 및
상기 제8단계에서 분리된 상기 이산화탄소는 상기 제2진공펌프 후단의 이산화탄소 배관(280)을 통해 이산화탄소저장조(290)에 저장되는 제9단계;를 포함하며,
상기 제1단계의 상기 가스드라이어의 가압은 상기 합성가스로 수행되는 수소회수율을 증가시키기 위한 합성가스에서 순도 99% 이상의 수소 및 이산화탄소를 연속적으로 분리하기 위한 방법.
As a method for continuously separating hydrogen and carbon dioxide with a purity of 99% or more from syngas to increase the hydrogen recovery rate,
A first step in which the syngas is supplied to a gas dryer through the supply pipe 100 to absorb moisture;
The syngas passing through the gas dryer is supplied through the supply pipe 100 to the first adsorption tower 110 or the second adsorption tower 110 filled with a plurality of first adsorbents capable of selectively adsorbing components other than hydrogen in the syngas. a second step through (120);
A third step in which hydrogen purified to high purity through the first adsorption tower or the second adsorption tower in the second step is collected in the hydrogen storage tank 140 through the hydrogen pipe 130;
In the second step, the adsorption tower for cleaning the first adsorbent saturated with the first tail gas of the first adsorption tower or the second adsorption tower selectively stops the hydrogen collection and removes the first tail of the first adsorption tower or the second adsorption tower. A fourth step of separating the first tail gas from the adsorption tower by the first vacuum pump 160 formed on the gas pipe 150;
After the hydrogen is collected in the hydrogen storage tank in the third step, the first tail gas is used to clean the first adsorption tower or the second adsorption tower or desorb moisture from the gas dryer by the first vacuum pump 160. 5th step to do;
a sixth step of discharging the second tail gas while the first tail gas separated in the fifth step passes through the after cooler 300;
The second tail gas that has passed through the aftercooler in the sixth step is supplied through the second tail gas pipe 210 to the third adsorption tower 220 filled with a second adsorbent capable of adsorbing carbon dioxide from the second tail gas. ) or the seventh step of passing through the fourth adsorption tower 230;
In the sixth step, the adsorption tower for cleaning the second adsorbent saturated with carbon dioxide among the third adsorption tower or the fourth adsorption tower is the second adsorption tower formed on the third tail gas pipe 250 of the third adsorption tower or the fourth adsorption tower. An eighth step of separating and washing the carbon dioxide in the adsorption tower by the vacuum pump 260; and
A ninth step in which the carbon dioxide separated in the eighth step is stored in the carbon dioxide storage tank 290 through the carbon dioxide pipe 280 at the rear end of the second vacuum pump;
The pressurization of the gas dryer in the first step is a method for continuously separating hydrogen and carbon dioxide having a purity of 99% or more from the syngas to increase the hydrogen recovery rate performed with the syngas.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제1단계의 가스드라이어는 활성알루미나, 몰레큘라시브, 활성탄을 포함하며, 이슬점 -70 ℃까지 수분을 제거하는 수소회수율을 증가시키기 위한 합성가스에서 순도 99% 이상의 수소 및 이산화탄소를 연속적으로 분리하기 위한 방법.
According to claim 1,
The gas dryer of the first step includes activated alumina, molecular sieve, and activated carbon, and continuously separates hydrogen and carbon dioxide having a purity of 99% or more from syngas to increase the hydrogen recovery rate by removing moisture to -70 ° C. way for.
제1항에 있어서,
상기 제1흡착탑, 상기 제2흡착탑, 상기 제3흡착탑 및 상기 제4흡착탑에는 수분을 흡착하기 위한 흡착제는 포함하지 않는 수소회수율을 증가시키기 위한 합성가스에서 순도 99% 이상의 수소 및 이산화탄소를 연속적으로 분리하기 위한 방법.
According to claim 1,
The first adsorption tower, the second adsorption tower, the third adsorption tower, and the fourth adsorption tower do not contain an adsorbent for adsorbing moisture, and continuously separate hydrogen and carbon dioxide having a purity of 99% or more from syngas to increase the hydrogen recovery rate. way to do it.
제1항에 있어서,
상기 합성가스는 석유코크스를 가스화반응을 통하여 일산화탄소 40 ± 5 vol%, 수소 30 ± 5 vol%, 이산화탄소 10 ± 5 vol% 및 수분을 포함한 기타 성분의 가스혼합물인 수소회수율을 증가시키기 위한 합성가스에서 순도 99% 이상의 수소 및 이산화탄소를 연속적으로 분리하기 위한 방법.
According to claim 1,
The synthesis gas is a gas mixture of carbon monoxide 40 ± 5 vol%, hydrogen 30 ± 5 vol%, carbon dioxide 10 ± 5 vol% and other components including moisture through gasification of petroleum coke. In syngas to increase the recovery rate of hydrogen A method for continuously separating hydrogen and carbon dioxide with a purity of 99% or more.
제5항에 있어서,
상기 가스혼합물을 수성가스전환반응(Water gas shift reaction)을 통해 수소 50 ± 5 vol%, 이산화탄소 40 ± 5 vol% 및 수분을 포함한 기타 성분인 수소회수율을 증가시키기 위한 합성가스에서 순도 99% 이상의 수소 및 이산화탄소를 연속적으로 분리하기 위한 방법.
According to claim 5,
50 ± 5 vol% of hydrogen, 40 ± 5 vol% of carbon dioxide and other components including water through the gas mixture through a water gas shift reaction. Hydrogen with a purity of 99% or more in syngas to increase the recovery rate of hydrogen and a method for continuously separating carbon dioxide.
제1항에 있어서,
상기 제1흡착탑 및 제2흡착탑에는 일산화탄소, 이산화탄소, 수분, 질소, 황화수소, COS, 메탄을 흡착할 수 있는 흡착제가 충진된 흡착층이 선택적으로 형성된 수소회수율을 증가시키기 위한 합성가스에서 순도 99% 이상의 수소 및 이산화탄소를 연속적으로 분리하기 위한 방법.
According to claim 1,
In the first adsorption tower and the second adsorption tower, an adsorption layer filled with an adsorbent capable of adsorbing carbon monoxide, carbon dioxide, moisture, nitrogen, hydrogen sulfide, COS, and methane is selectively formed, and a purity of 99% or more in syngas to increase the hydrogen recovery rate Method for continuously separating hydrogen and carbon dioxide.
제1항에 있어서,
상기 제3흡착탑 및 제4흡착탑에는 이산화탄소를 흡착하기 위한 활성탄 및/또는 제올라이트 13X이 충진된 흡착층이 선택적으로 형성된 수소회수율을 증가시키기 위한 합성가스에서 순도 99% 이상의 수소 및 이산화탄소를 연속적으로 분리하기 위한 방법.
According to claim 1,
In the third adsorption tower and the fourth adsorption tower, an adsorption layer filled with activated carbon and/or zeolite 13X for adsorbing carbon dioxide is selectively formed to continuously separate hydrogen and carbon dioxide having a purity of 99% or more from syngas to increase the hydrogen recovery rate. way for.
제1항에 있어서,
상기 제1흡착탑 및 제2흡착탑의 흡착압력은 0.3 내지 0.8 MPa인 수소회수율을 증가시키기 위한 합성가스에서 순도 99% 이상의 수소 및 이산화탄소를 연속적으로 분리하기 위한 방법.
According to claim 1,
The adsorption pressure of the first adsorption tower and the second adsorption tower is 0.3 to 0.8 MPa, a method for continuously separating hydrogen and carbon dioxide having a purity of 99% or more from syngas for increasing the hydrogen recovery rate.
제1항에 있어서,
상기 제1흡착탑 및 제2흡착탑의 탈착압력은 -0.06 내지 0.88 MPa인 수소회수율을 증가시키기 위한 합성가스에서 순도 99% 이상의 수소 및 이산화탄소를 연속적으로 분리하기 위한 방법.
According to claim 1,
The desorption pressure of the first adsorption tower and the second adsorption tower is -0.06 to 0.88 MPa A method for continuously separating hydrogen and carbon dioxide having a purity of 99% or more from syngas to increase the hydrogen recovery rate.
제1항에 있어서,
상기 제3흡착탑 및 제4흡착탑의 0.001 내지 0.07 MPa인 수소회수율을 증가시키기 위한 합성가스에서 순도 99% 이상의 수소 및 이산화탄소를 연속적으로 분리하기 위한 방법.
According to claim 1,
A method for continuously separating hydrogen and carbon dioxide having a purity of 99% or more from syngas for increasing the hydrogen recovery rate of 0.001 to 0.07 MPa of the third adsorption tower and the fourth adsorption tower.
제1항에 있어서,
상기 제3흡착탑 및 제4흡착탑의 탈착압력은 -0.07 내지 0.06 MPa인 수소회수율을 증가시키기 위한 합성가스에서 순도 99% 이상의 수소 및 이산화탄소를 연속적으로 분리하기 위한 방법.
According to claim 1,
The desorption pressure of the third adsorption tower and the fourth adsorption tower is -0.07 to 0.06 MPa A method for continuously separating hydrogen and carbon dioxide having a purity of 99% or more from syngas to increase the hydrogen recovery rate.
제1항에 있어서,
상기 제3단계에서 선택적으로 상기 수소 생산을 중지하고 상기 흡착탑을 세정하기 위해 상기 제1흡착탑, 상기 제2흡착탑, 상기 공급배관 및 상기 제1테일가스배관을 연결하는 4-way 제1밸브(170)가 형성되는 수소회수율을 증가시키기 위한 합성가스에서 순도 99% 이상의 수소 및 이산화탄소를 연속적으로 분리하기 위한 방법.
According to claim 1,
A 4-way first valve (170) connecting the first adsorption tower, the second adsorption tower, the supply pipe, and the first tail gas pipe to selectively stop the hydrogen production and clean the adsorption tower in the third step. ) A method for continuously separating hydrogen and carbon dioxide with a purity of 99% or more from syngas to increase the hydrogen recovery rate.
제1항에 있어서,
상기 제7단계에서 선택적으로 상기 이산화탄소 흡착을 중지하고 상기 흡착탑을 세정하기 위해 상기 제3흡착탑, 상기 제4흡착탑, 상기 제2테일가스배관 및 상기 제3테일가스배관을 연결하는 4-way 제2밸브(270)가 형성되는 수소회수율을 증가시키기 위한 합성가스에서 순도 99% 이상의 수소 및 이산화탄소를 연속적으로 분리하기 위한 방법.
According to claim 1,
A 4-way second connecting the third adsorption tower, the fourth adsorption tower, the second tail gas pipe, and the third tail gas pipe to selectively stop the carbon dioxide adsorption and clean the adsorption tower in the seventh step. A method for continuously separating hydrogen and carbon dioxide having a purity of 99% or more from syngas for increasing the hydrogen recovery rate formed by the valve 270.
제3항에 있어서,
상기 가스드라이어는 상부부터 제1자갈층, 활성알루미나층, 몰레큘라시브층, 활성탄층, 제2자갈층 순서로 층별로 충진된 수소회수율을 증가시키기 위한 합성가스에서 순도 99% 이상의 수소 및 이산화탄소를 연속적으로 분리하기 위한 방법.
According to claim 3,
The gas dryer continuously releases hydrogen and carbon dioxide with a purity of 99% or more from the syngas to increase the hydrogen recovery rate filled layer by layer in the order of the first gravel layer, the activated alumina layer, the molecular sieve layer, the activated carbon layer, and the second gravel layer from the top. way to separate.
제15항에 있어서,
상기 가스드라이어 내 흡착제의 충진물 중 상기 활성알루미나, 상기 몰레큘라시브, 상기 활성탄의 질량비는 상기 몰레큘라 시브(Molecular Sieve) 60∼70wt%, 상기 활성알루미나 20∼30wt%, 상기 활성탄 10~20wt% 질량비인 수소회수율을 증가시키기 위한 합성가스에서 순도 99% 이상의 수소 및 이산화탄소를 연속적으로 분리하기 위한 방법.
According to claim 15,
The mass ratio of the activated alumina, the molecular sieve, and the activated carbon in the filling of the adsorbent in the gas dryer is 60 to 70 wt% of the molecular sieve, 20 to 30 wt% of the activated alumina, and 10 to 20 wt% of the activated carbon. A method for continuously separating hydrogen and carbon dioxide having a purity of 99% or more from syngas to increase the phosphorus hydrogen recovery rate.
제1항에 있어서,
상기 제1단계의 가스드라이어는 상기 합성가스의 온도를 +3℃까지 낮춰 상기 합성가스내 수분을 흡착할 수 있는 냉동식 가스드라이어인 수소회수율을 증가시키기 위한 합성가스에서 순도 99% 이상의 수소 및 이산화탄소를 연속적으로 분리하기 위한 방법.
According to claim 1,
The gas dryer of the first stage is a refrigerant gas dryer capable of adsorbing moisture in the syngas by lowering the temperature of the syngas to +3 ° C. A method for continuously separating.
제3항 또는 제17항에 있어서,
상기 가스드라이어의 수분흡착 상태를 모니터링하기 위하여 청색 실리카겔을 추가로 포함하는 수소회수율을 증가시키기 위한 합성가스에서 순도 99% 이상의 수소 및 이산화탄소를 연속적으로 분리하기 위한 방법.
The method of claim 3 or 17,
A method for continuously separating hydrogen and carbon dioxide having a purity of 99% or more from a syngas for increasing the hydrogen recovery rate further comprising blue silica gel to monitor the moisture adsorption state of the gas dryer.
제1항에 있어서,
상기 제3흡착탑 및 제4흡착탑의 이산화탄소 흡착 상태를 모니터링하기 위하여 청색 실리카겔을 추가로 포함하는 수소회수율을 증가시키기 위한 합성가스에서 순도 99% 이상의 수소 및 이산화탄소를 연속적으로 분리하기 위한 방법.
According to claim 1,
A method for continuously separating hydrogen and carbon dioxide having a purity of 99% or more from the syngas for increasing the hydrogen recovery rate further comprising blue silica gel to monitor the carbon dioxide adsorption state of the third adsorption tower and the fourth adsorption tower.
제1항에 있어서,
상기 제3흡착탑 또는 제4흡착탑을 경유하여 흡착되지 않은 상기 제2테일가스는 순환배관을 통해 상기 가스드라이어로 순환공급되는 수소회수율을 증가시키기 위한 합성가스에서 순도 99% 이상의 수소 및 이산화탄소를 연속적으로 분리하기 위한 방법.
According to claim 1,
The second tail gas not adsorbed via the third adsorption tower or the fourth adsorption tower continuously converts hydrogen and carbon dioxide having a purity of 99% or more from syngas to increase the hydrogen recovery rate circulated and supplied to the gas dryer through a circulation pipe. way to separate.
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