KR102481433B1

KR102481433B1 - 암모니아의 분해 혼합가스로부터 수소의 분리 및 정제방법

Info

Publication number: KR102481433B1
Application number: KR1020200167306A
Authority: KR
Inventors: 조순행; 김인백; 임삼목; 박주현
Original assignee: 주식회사 젠스엔지니어링
Priority date: 2020-12-03
Filing date: 2020-12-03
Publication date: 2022-12-27
Also published as: WO2022119376A1; KR20220078120A

Abstract

본 발명은 암모니아를 분해하여 얻은 수소와 질소, 미분해 암모니아가 포함된 혼합가스로부터 수소를 정제하는 흡착분리방법인 압력스윙 흡착법에 관한 것으로서, 질소, 암모니아가 포함된 수소가스로부터 흡착제가 충진된 4기 이상의 압력스윙 흡착장치에 통과시켜 흡착제에 질소와 암모니아를 흡착시킨 후 흡착되지 않는 수소는 흡착탑 상부로 배출하여 정제된 수소를 생산하고, 흡착제에 흡착된 질소와 암모니아는 대기압까지 감압하여 제거하는 압력스윙흡착(Pressure Swing Adsorption, PSA)법과 진공압력까지 감압하여 제거하는 진공압력스윙흡착(Vacuum Pressure Swing Adsorption, VPSA)법으로 암모니아를 분해하여 얻은 수소와 질소, 미분해 암모니아가 포함된 혼합가스로부터 수소를 정제하여 생산할 수 있는 효과가 있다.

Description

암모니아의 분해 혼합가스로부터 수소의 분리 및 정제방법{Method of Separating and Purifying Hydrogen from Gas Mixture of Ammonia Decompositions}

본 발명은 암모니아의 분해 혼합가스로부터 수소를 분리·정제하는 흡착분리방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수소, 질소 및 미분해 암모니아가 포함된 혼합가스를 흡착단계에서 흡착제가 충진된 4기 이상의 압력스윙 흡착장치에 통과시켜 흡착제에 질소와 암모니아를 흡착시킨 후 흡착되지 않는 수소는 흡착탑 상부로 배출하여 정제된 수소를 생산하고, 흡착제에 흡착된 질소와 암모니아는 대기압까지 감압하여 제거하는 압력스윙흡착(Pressure Swing Adsorption, PSA)법과 진공압력까지 감압하여 제거하는 진공압력스윙흡착(Vacuum Pressure Swing Adsorption, VPSA)법을 이용하여 암모니아의 분해 혼합가스로부터 수소를 분리·정제하는 흡착분리방법에 관한 것이다.

일반적으로 압력스윙흡착공정은 흡착제에 대한 흡착질의 흡착 선택도를 이용하여 혼합가스를 분리하는 공정으로서 약흡착성분과 강흡착성분을 분리하는 흡착스텝은 높은 압력에서 이루어지며, 흡착탑의 압력을 떨어뜨려서 흡착된 성분을 탈착하여 흡착제를 재생한다. 흡착제를 충분히 재생하기 위해서 고순도의 약흡착성분으로 저압에서 세정을 하고 흡착압력으로 가압하기 위해서 원료가스나 제품가스를 사용한다. 일반적으로 압력스윙 흡착법(Pressure Swing Adsorption, PSA)에서는 다양한 흡착제를 이용하여 불순물을 제거하고 수소를 생산하는 기술과 방법, 공기 중에서 질소, 산소를 생산하는 기술과 방법이 상용화되어 있다.

종래에는 미래 에너지 중 하나인 수소를 생산하기 위해 석유화학산업이나 제철산업에서 발생하는 부생가스로부터 수소 생산 또는 천연가스 개질 방식을 통한 수소 생산 또는 수전해 시스템 방식을 이용하여 수소를 생산하는 기술과 방법을 사용하고 있다. 부생가스, 천연가스 개질, 수전해 시스템으로부터 얻은 수소는 일산화탄소, 이산화탄소, 메탄 등 불순물을 함유하고 있어 수소 압력스윙흡착(Pressure Swing Adsorption, PSA)을 이용한 흡착분리장치를 이용하여 99.9% 이상의 고순도 수소를 정제한 후 생산하고 있다. 현재 진행되고 있는 수소를 정제하는 기술로서, 수소 함유 혼합 가스로부터 99.9% 이상의 고순도 수소를 정제하는 압력스윙흡착공정의 생산성을 높이기 위한 운전방법으로서, 한국공개특허 제2000-0051347호에 높은 생산성을 갖는 수소 압력변동흡착 공정에 관하여 기술되어 있다.

최근에는 탄소를 함유하고 있지 않은 암모니아를 분해하여 생산한 수소를 연료전지용으로 이용하는 연구가 진행되고 있다. 암모니아는 상기 방식과 다르게 탄소를 함유하고 있지 않아 이산화탄소를 배출하지 않는 방식으로 차이를 가지고 있다. 일본공개특허 제2008-238180호에는 촉매를 사용하여 암모니아 분해 촉매, 그 제조방법 및 암모니아 처리방법이 기술되어 있다.

그러나, 암모니아를 분해하는 과정에서 100%의 효율로 수소와 질소로 분해되지 않아 분해 반응한 다음 수소와 질소, 미분해 암모니아가 포함된 혼합가스가 생성된다. 수소기술 분야 ISO 국제표준 번호 ISO 14687-2에 따르면 연료전지 내에 질소는 허용농도 100ppm 이하, 암모니아 허용농도는 0.1ppm 이하에 해당된다. 연료전지에 필요로 하는 수소는 질소와 암모니아를 제거하여 99.97% 이상의 수소를 요구하고 있다.

이와 같이, 종래의 암모니아 분해 촉매는 99.9% 이상의 수소를 생산하지 못하며, 질소와 암모니아가 포함된 수소에서 질소와 암모니아를 제거하고 99.9%이상의 수소를 정제하는 기술은 공개된 바가 없다.

이에, 본 발명자들은 암모니아를 분해하여 얻은 수소와 질소, 미분해 암모니아가 포함된 혼합가스로부터 99.9% 이상으로 수소를 분리·정제하기 위하여 예의 노력한 결과, 수소와 질소, 미분해 암모니아가 포함된 혼합가스를 흡착단계에서 흡착제가 충진된 4기 이상의 압력스윙 흡착장치에 통과시켜 흡착제에 질소와 암모니아를 흡착시킨 후 흡착되지 않는 수소는 흡착탑 상부로 배출하여 정제된 수소를 생산하고, 흡착제에 흡착된 질소와 암모니아는 대기압까지 감압하여 제거하는 압력스윙 흡착법과 진공압력까지 감압하여 제거하는 진공압력스윙 흡착법을 이용할 경우, 암모니아를 분해하여 얻은 수소와 질소, 미분해 암모니아가 포함된 혼합가스로부터 수소를 흡착분리방법으로 정제할 수 있다는 것을 확인하고, 본 발명을 완성하게 되었다.

본 발명의 목적은 암모니아를 분해하여 얻은 수소와 질소, 미분해 암모니아가 포함된 혼합가스로부터 질소와 암모니아를 제거하고 수소를 99.9% 이상으로 정제할 수 있는 방법 및 장치를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 (a) 수소, 질소 및 미분해 암모니아를 포함하는 암모니아의 분해 혼합가스를 질소 및 암모니아 선택성 흡착제가 충진된 흡착탑이 구비된 압력스윙 흡착장치에 통과시켜 상기 흡착제에 질소와 암모니아를 흡착시키고, 흡착되지 않는 수소를 흡착탑 상부로 배출하여 수소를 분리하는 단계; 및 (b) 상기 흡착탑의 압력을 대기압까지 감압하여 상기 흡착제에 흡착된 질소와 암모니아를 탈착시켜 배출하는 압력스윙흡착(Pressure Swing Adsorption, PSA)법을 수행하거나, 상기 흡착탑의 압력을 진공압력까지 감압하여 질소와 암모니아를 탈착시켜 배출하는 진공압력스윙흡착(Vacuum Pressure Swing Adsorption, VPSA)법을 수행하거나, 상기 PSA법을 수행한 다음, VPSA법을 수행하는 단계를 포함하는 암모니아의 분해 혼합가스로부터 수소의 분리 및 정제방법을 제공한다.

본 발명에 따라서 암모니아를 분해하여 얻은 수소와 질소, 미분해 암모니아가 포함된 혼합가스로부터 질소와 암모니아를 제거하고 수소 정제하여 생산할 때, 99.9% 이상의 수소를 얻는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수소-질소-암모니아 가스에서 수소를 생산하기 위한 4bed 압력스윙흡착(Pressure Swing Adsorption, PSA) 공정도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수소-질소-암모니아 가스에서 수소를 생산하기 위한 4bed 진공압력스윙흡착(Vacuum Pressure Swing Adsorption, VPSA) 공정도이다.

다른 식으로 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 숙련된 전문가에 의해서 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 일반적으로, 본 명세서에서 사용된 명명법은 본 기술 분야에서 잘 알려져 있고 통상적으로 사용되는 것이다.

본 발명은 암모니아를 분해하여 얻은 수소와 질소, 미분해 암모니아가 포함된 혼합가스를 질소, 암모니아 선택성 흡착제가 충진된 흡착탑에서 질소와 암모니아를 선택적으로 흡착시켜 분리하고 흡착제를 이용한 압력스윙흡착과 진공압력스윙 흡착법에 의하여 상기 혼합가스로부터 질소, 암모니아를 제거하고 99.9% 이상의 수소를 정제하여 생산할 수 있는 것을 확인하였다.

따라서, 본 발명은 일 관점에서 (a) 수소, 질소 및 미분해 암모니아를 포함하는 암모니아의 분해 혼합가스를 질소 및 암모니아 선택성 흡착제가 충진된 흡착탑이 구비된 압력스윙 흡착장치에 통과시켜 상기 흡착제에 질소와 암모니아를 흡착시키고, 흡착되지 않는 수소를 흡착탑 상부로 배출하여 수소를 분리하는 단계; 및 (b) 상기 흡착탑의 압력을 대기압까지 감압하여 상기 흡착제에 흡착된 질소와 암모니아를 탈착시켜 배출하는 압력스윙흡착(Pressure Swing Adsorption, PSA)법을 수행하거나, 상기 흡착탑의 압력을 진공압력까지 감압하여 질소와 암모니아를 탈착시켜 배출하는 진공압력스윙흡착(Vacuum Pressure Swing Adsorption, VPSA)법을 수행하거나, 상기 PSA법을 수행한 다음, VPSA법을 수행하는 단계를 포함하는 암모니아의 분해 혼합가스로부터 수소의 분리 및 정제방법에 관한 것이다.

본 발명에 있어서, 상기 (b) 단계는 (i) 상기 흡착탑의 압력을 감압하여 배출한 가스를 다른 흡착탑으로 공급하여 두 흡착탑 사이에 압력을 균등화하는 균압단계; (ii) 상기 균압단계가 종료된 흡착탑에 압력을 상압으로 감압시켜 흡착되어 있는 흡착탑에 존재하는 질소와 암모니아를 배출하는 향류감압단계; (iii) 상기 향류감압단계가 종료된 흡착탑의 압력을 진공으로 하여 질소와 암모니아를 탈착시키는 탈착단계; (iv) 상기 탈착단계가 종료된 흡착탑에 (a)의 흡착단계가 종료된 흡착탑을 병류감압하여 배출되는 가스를 공급하여 두 흡착탑 사이에 압력을 균등화하는 균압단계; 및 (v) 상기 균압단계가 종료된 흡착탑에 상기 (a) 흡착단계에 있는 흡착탑의 생산되는 수소 일부를 도입하여 흡착탑의 압력을 흡착단계 압력까지 채워주는 축압단계를 수행할 수 있다.

여기서, 흡착분리 방법 중 상기 (i) 단계 이후에 상기 흡착탑에 충진된 흡착제에 생성된 불순물을 세정하기 위한 세정공급단계를 추가하여 수행할 수 있다. 상기 세정공급단계는 상기 (i) 균압단계가 종료된 흡착탑의 배출 가스를 흡착탑으로 공급하여 흡착탑의 세정가스로 공급하며, 상기 (ii) 향류감압단계가 시작되는 흡착탑에 세정공급단계의 흡착탑에서 배출되는 가스를 공급하여 흡착탑에 존재하는 질소와 암모니아를 세정하는 단계일 수 있다. (i) 균압단계- 세정공급단계-(ii) 향류감압단계의 순서로 수행할 수 있다.

또한, 상기 (b) 단계는 바람직한 실시예로서, (i) 상기 흡착탑의 압력을 감압하여 배출한 가스를 다른 흡착탑으로 공급하여 두 흡착탑 사이에 압력을 균등화하는 균압단계; (ii) 상기 균압단계가 종료된 흡착탑의 배출 가스를 흡착탑으로 공급하여 흡착탑의 세정가스로 공급하는 세정공급단계; (iii) 상기 세정공급단계가 종료된 흡착탑에 압력을 상압으로 감압시켜 흡착되어 있는 흡착탑에 존재하는 질소와 암모니아를 배출하는 향류감압단계; (iv) 상기 향류감압단계가 종료된 흡착탑의 압력을 진공으로 하여 질소와 암모니아를 탈착시키고, 상기 (ii) 세정공급단계의 흡착탑에서 배출되는 가스를 공급받아 흡착탑에 존재하는 질소와 암모니아를 세정하는 탈착단계; (v) 상기 탈착단계가 종료된 흡착탑에 (a)의 흡착단계가 종료된 흡착탑을 병류감압하여 배출되는 가스를 공급하여 두 흡착탑 사이에 압력을 균등화하는 균압단계; 및 (vi) 상기 균압단계가 종료된 흡착탑에 상기 (a) 흡착단계에 있는 흡착탑의 생산되는 수소 일부를 도입하여 흡착탑의 압력을 흡착단계 압력까지 채워주는 축압단계를 수행할 수 있다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 의하면, (a) 수소와 질소, 암모니아의 혼합가스를 질소, 암모니아 선택성 흡착제가 충진된 흡착탑으로 도입하여 질소, 암모니아 선택성 흡착제에 상기 혼합가스 내 질소와 암모니아를 선택적으로 흡착시키고 상기 흡착탑으로부터 흡착되지 않는 수소를 배출하여 생산하는 흡착단계; (b) 상기 흡착단계가 종료된 흡착탑의 압력을 원료가스의 흐름과 같은 방향인 병류(竝流, co-current flow)로 감압하여 배출한 수소를 다른 흡착탑으로 공급하여 두 흡착탑 사이에 압력을 균등화 하는 균압 단계; (c) 상기 균압단계가 종료된 흡착탑의 압력을 병류로 감압하고 배출되는 가스를 탈착단계에 있는 흡착탑으로 공급하여 흡착탑의 세정가스로 공급하는 세정공급 단계; (d) 상기 세정공급단계가 종료된 흡착탑에 압력을 향류(向流, countercurrent flow)로 대기압까지 감압하여 흡착되어 있는 질소, 암모니아를 제거하는 향류감압단계; (e) 상기 향류감압단계가 종료된 흡착탑으로 세정공급단계에 있는 흡착탑에서 배출되는 가스를 도입하여 흡착탑에 존재하는 질소, 암모니아를 진공압력까지 감압하여 제거하는 탈착단계; (f) 상기 탈착단계가 종료된 흡착탑의 출구로 병류감압하는 다른 흡착탑의 배출가스를 향류로 도입하여 가압하는 균압단계; (g) 상기 균압단계가 종료된 흡착탑은 (a) 흡착단계에 있는 흡착탑의 생산되는 수소 일부를 도입하여 흡착탑의 압력을 흡착단계 압력까지 채워주는 축압단계로 구성되어 암모니아를 분해하여 얻은 수소와 질소, 미분해 암모니아가 포함된 혼합가스로부터 수소를 정제하는 흡착분리방법인 압력스윙 흡착법과 진공압력스윙 흡착법을 제공한다.

이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.

본 발명은 수소와 질소, 암모니아가 포함된 혼합가스를 압력스윙 흡착법과 진공압력스윙 흡착법에 의하여 제거하여 99.9% 이상의 수소를 정제하여 생산하는 장치와 방법이다.

먼저 25% 정도의 질소와 5~3,000ppm 정도의 암모니아가 포함된 수소 혼합가스로부터 흡착제가 충진된 압력스윙 흡착장치와 진공압력스윙 흡착장치에 통과시켜 질소와 암모니아를 선택적으로 흡착시켜 분리하고 흡착되지 않는 제품 수소는 배출되어 생산한다. 흡착된 질소와 암모니아는 대기압까지 감압하여 제거 또는 진공압력까지 감압하여 제거된다.

본 발명은 암모니아를 분해하여 얻은 수소와 질소, 미분해 암모니아가 포함된 혼합가스로부터 수소를 정제하기 위하여 흡착탑 4기를 이용하여 흡착장치를 제작하고 운전하거나 회수율을 높이기 위하여 진공펌프를 설치하여 질소와 암모니아 제거하는 장치를 제작하고 운전할 수 있다.

이하 수소와 질소, 암모니아가 포함된 혼합가스에서 질소, 암모니아를 제거하고 99.9% 이상의 수소를 정제하는 흡착분리방법인 압력스윙 흡착장치와 진공압력스윙 흡착장치와 운전방법에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명의 흡착분리공정은 흡착탑 4기를 이용한 공정으로 도 1에서는 흡착단계-균압단계-세정공급단계-향류감압-균압단계-축압단계로 구성되어 운전이 되고, 도 2에서는 흡착단계-균압단계-세정공급단계-향류감압-탈착단계-균압단계-축압단계로 구성되어 운전이 된다.

도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명에 의한 방법 및 장치를 상세하게 설명한다.

상호 병렬 배치되어 있으면서, 질소와 암모니아 선택성 흡착제가 각각 충진된 적어도 4개의 흡착탑의 흡착분리 공정에 의하여 수소-질소-암모니아 혼합가스로부터 질소와 암모니아를 제거하고 수소를 생산하는 방법으로서, 상기 각각의 흡착탑은 4기(4bed) 공정일 때는 흡착단계, 균압단계, 세정공급단계, 향류감압단계, 탈착단계 및 축압단계로 순차적으로 수행되면서 반복하여 운전된다.

이때 상기 각각의 흡착탑에서의 운전은, 4기 압력스윙흡착 장치를 운전 시에는 상기 (a) 수소와 질소, 암모니아의 혼합가스를 질소, 암모니아 선택성 흡착제가 충진된 흡착탑으로 도입하여 질소, 암모니아 선택성 흡착제에 상기 혼합가스 내 질소와 암모니아를 선택적으로 흡착시키고 상기 흡착탑으로부터 흡착되지 않는 수소를 배출하여 생산하는 흡착단계;

(b) 상기 흡착단계가 종료된 흡착탑의 압력을 원료가스의 흐름과 같은 방향인 병류로 감압하여 배출한 수소를 다른 흡착탑으로 공급하여 두 흡착탑 사이에 압력을 균등화 하는 균압 단계;

(c) 상기 균압단계가 종료된 흡착탑의 압력을 병류로 감압하고 배출되는 가스를 탈착단계에 있는 흡착탑으로 공급하여 흡착탑의 세정가스로 공급하는 세정공급 단계;

(d) 상기 세정공급단계가 종료된 흡착탑에 압력을 향류로 대기압까지 감압하여 흡착되어 있는 질소, 암모니아를 제거하는 향류감압단계;

(f) 상기 탈착단계가 종료된 흡착탑의 출구로 병류감압하는 다른 흡착탑의 배출가스를 향류로 도입하여 가압하는 균압단계;

(g) 상기 균압단계가 종료된 흡착탑은 (a) 흡착단계에 있는 흡착탑의 생산되는 수소 일부를 도입하여 흡착탑의 압력을 흡착단계 압력까지 채워주는 축압단계로 구성되었고, 진공 압력까지 감압하는 (e) 탈착단계는 제외되었다.

도 1에 상기 공정을 나타내었다.

4기(4bed) 진공압력스윙흡착 장치를 운전 시에는

(a) 수소와 질소, 암모니아의 혼합가스를 질소, 암모니아 선택성 흡착제가 충진된 흡착탑으로 도입하여 질소, 암모니아 선택성 흡착제에 상기 혼합가스 내 질소와 암모니아를 선택적으로 흡착시키고 상기 흡착탑으로부터 흡착되지 않는 수소를 배출하여 생산하는 흡착단계;

(e) 상기 향류감압단계가 종료된 흡착탑으로 세정공급단계에 있는 흡착탑에서 배출되는 가스를 도입하여 흡착탑에 존재하는 질소, 암모니아를 진공압력까지 감압하여 제거하는 탈착단계;

(g) 상기 균압단계가 종료된 흡착탑은 (a) 흡착단계에 있는 흡착탑의 생산되는 수소 일부를 도입하여 흡착탑의 압력을 흡착단계 압력까지 채워주는 축압단계를 포함하여 구성될 수 있다.

도 2에 상기 공정을 나타내었다.

본 발명에 있어서, 상기 흡착탑은 4개 이상의 흡착탑이 상호 병렬로 배치될 수 있다. 바람직하게는 4개의 흡착탑이 상호병렬로 배치될 수 있다.

여기서, 상기 수소-질소-암모니아 분리 방법은 상기 적어도 4bed 공정 시 적어도 4개의 흡착탑의 운전에 의하여 동일 시점에 흡착단계, 균압단계, 세정공급단계, 향류감압단계, 탈착단계 및 축압단계를 각각 수행할 수 있다.

다시 말하면, 압력스윙 흡착장치를 사용할 경우에 4개의 흡착탑에서 흡착단계, 균압단계, 세정공급단계, 향류감압단계 및 축압단계가 동일한 시점에 서로 상이한 단계로 반복하여 수행하며, 진공압력스윙 흡착장치를 사용할 경우에 4개의 흡착탑에서 흡착단계, 균압단계, 세정공급단계, 향류감압단계, 탈착단계 및 축압단계가 동일한 시점에 서로 상이한 단계로 반복하여 수행할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 흡착분리 방법은 (c) 세정공급단계 수행하는 방법을 구성할 수 있으며, (c) 세정공급단계를 제외한 흡착분리 방법도 구성할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 (g) 단계는 원료 공급에 의해서도 축압할 수 있다. 즉, 상기 (g) 축압 단계는 원료(feed)를 공급하여 축압하거나 제품 가스(product)를 이용하여 축압할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 질소 및 암모니아 선택성 흡착제는 활성탄, 알루미나, 제올라이트, 실리카 및 MOF 흡착제로 구성된 군에서 1종 이상 선택될 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 (a) 흡착단계는 0~30 barG의 압력 조건하에서 수행될 수 있다. 상기 상기 (d) 및 (f) 단계의 향류감압단계는 0~3barG 조건하에서 수행될 수 있다. 상기 (e) 탈착단계는 -1~3 barG 조건하에서 수행될 수 있다.

본 발명에 의하여 0.1~5,000 ppm 이상 암모니아가 포함된 혼합가스로부터 암모니아와 질소가 제거된 최종 농도가 99.9% 이상인 수소를 얻을 수 있다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.

[실시예]

실시예 1: 수소-질소-암모니아 혼합가스의 흡착분리방법

수소-질소-암모니아 혼합가스를 흡착분리공정에 도입하여 99.9% 이상의 수소를 정제하여 생산하는 공정을 표 1 및 표 2에 나타내었다.

표 1은 4기의 흡착탑을 이용한 압력스윙 흡착장치의 운전단계이며, 표 2는 4기의 흡착탑을 이용한 진공압력스윙 흡착장치의 운전단계이다. 표 1, 표 2에 나타낸 바와 같이 4개의 흡착탑(V-1, V-2, V-3, V-4)에서 각각 흡착단계, 균압단계, 세정공급단계, 향류감압단계, 탈착단계 및 축압단계를 수행하여 운전될 수 있다.

시간

t1

t2

t3

t4

t5

t6

t7

t8

t9

t10

t11

t12

V-1

흡착

1차균압

세정공급

2차균압

향류감압

2차균압

1차균압

축압

V-2

향류감압

2차균압

1차균압

축압

흡착

1차균압

세정공급

2차균압

V-3

1차균압

축압

흡착

1차균압

세정공급

2차균압

향류감압

2차균압

V-4

1차균압

세정공급

2차균압

향류감압

2차균압

1차균압

축압

흡착

시간

t1

t2

t3

t4

t5

t6

t7

t8

t9

t10

t11

t12

V-1

흡착

1차균압

세정공급

2차균압

향류감압

진공탈착

2차균압

1차균압

축압

V-2

향류감압

진공탈착

2차균압

1차균압

축압

흡착

1차균압

세정공급

2차균압

V-3

1차균압

축압

흡착

1차균압

세정공급

2차균압

향류감압

진공탈착

2차균압

V-4

1차균압

세정공급

2차균압

향류감압

진공탈착

2차균압

1차균압

축압

흡착

도 1은 4개의 주 흡착탑(V-1,2,3,4)으로 구성된 4bed 압력스윙 흡착장치를 도시하였다.

각 운전스텝에서 기체의 흐름을 조절하는 조절밸브가 25개 부착되며, 주 흡착탑에서 대기압까지 감압하여 질소와 암모니아를 제거하는 구성으로 되어 있다.

수소를 정제하여 생산하는 장치의 운전은 다음의 운전 스텝을 거치게 된다. 밸브(1)를 통하여 흡착탑(V-1)으로 공급된 가스 중에 강흡착성분인 질소와 암모니아는 흡착탑에 흡착되고 흡착되지 않은 수소는 밸브(6)를 통하여 배출되어 수소 저장소(T-1)에 들어간다. 흡착이 끝난 흡착탑(V-2)은 밸브(8), 밸브(25)를 통하여 대기압까지 향류 감압되며, 흡착탑(V-3), 흡착탑(V-4)은 1차균압을 수행하는데, 병류감압되는 흡착탑(V-4)의 배출가스는 밸브(21), 밸브(15)를 통하여 흡착탑(V-3)로 공급되어 흡착탑(V-3)을 부분가압하는데 사용된다. 흡착탑(V-4)와 흡착탑(V-3)의 1차균압이 종료한 후에 흡착탑(V-4)는 밸브(22)를 통하여 병류감압하면서 배출가스를 흡착탑(V-2)의 세정가스로 공급하는 세정공급단계를 수행하고, 흡착탑(V-2)는 밸브(10)을 열어서 흡착탑(V-4)로부터 공급되는 가스를 받아서 흡착제를 세정한다. 이때, 흡착탑(V-2)은 밸브(8), 밸브(25)를 통하여 대기압까지 향류감압을 수행한다. 향류갑압을 수행하면서 세정가스를 공급받아 흡착제를 세정하는데 사용한다. 흡착탑(V-3)은 밸브(15)를 닫고 밸브(17)를 열어서 제품가스를 향류로 도입하여 탑의 압력을 흡착압력까지 축압한다. 다음 스텝에서는 향류감압이 끝난 흡착탑(V-2)과 세정공급단계가 끝난 흡착탑(V-4)의 밸브(7), 밸브(10), 밸브(22), 밸브(25)가 닫히고 밸브(9), 밸브(21)가 열리면서 2차 균압이 진행되며, 나머지 흡착탑들은 기존의 수행단계를 진행한다. 흡착탑(V-1)에서 흡착단계가 종료되면 흡착탑(V-1)과 흡착탑(V-2)은 밸브(1), 밸브(6)를 닫고, 밸브(3)를 열어서 1차균압을 수행하고, 흡착탑(V-3)은 밸브(17)를 닫고, 밸브(13)와 밸브(18)를 열어서 흡착단계를 수행하며, 흡착탑(V-4)은 밸브(21)를 닫고, 밸브(20), 밸브(25)를 열어서 대기압까지 향류감압단계를 수행한다.

흡착탑(V-1)과 흡착탑(V-2)의 1차균압이 종료된 후에 흡착탑(V-1)은 밸브(3)를 닫고 밸브(4)를 열어 병류감압하면서 배출가스를 흡착탑(V-4)에 세정가스로 보내는 세정공급단계를 수행하고, 흡착탑(V-4)은 밸브(22)을 열어서 흡착탑(V-1)로부터 공급되는 가스를 받아서 흡착제를 세정한다. 이때, 흡착탑(V-4)은 대기압까지 밸브(20), 밸브(25)를 통하여 대기압까지 향류감압을 수행한다. 향류갑압을 수행하면서 세정가스를 공급받아 흡착제를 세정하는데 사용한다. 흡착탑(V-2)은 밸브(3)를 닫고 밸브(11)를 열어서 제품가스를 향류로 도입하여 탑의 압력을 흡착압력까지 축압한다. 다음 스텝에서는 향류감압이 끝난 흡착탑(V-4)과 세정공급단계가 끝난 흡착탑(V-1)의 밸브(4), 밸브(20), 밸브(22), 밸브(25)가 닫히고 밸브(3), 밸브(21)가 열리면서 2차 균압이 진행되며, 나머지 흡착탑들은 기존의 수행단계를 진행한다. 흡착탑(V-3)에서 흡착단계가 종료되면 흡착탑(V-3)과 흡착탑(V-4)은 밸브(13), 밸브(18)를 닫고, 밸브(3)를 열어서 1차균압을 수행하고, 흡착탑(V-2)은 밸브(11)를 닫고, 밸브(7), 밸브(12)를 열어서 흡착단계를 수행하며, 흡착탑(V-1)는 밸브(3)를 닫고, 밸브(2), 밸브(25)를 열어서 대기압까지 향류감압단계를 수행한다. 흡착탑(V-3)과 흡착탑(V-4)의 1차균압이 종료한 후에 흡착탑(V-3)은 밸브(15)를 닫고 밸브(16)를 열어 병류감압하면서 배출가스를 흡착탑(V-1)에 세정가스로 보내는 세정공급단계를 수행하고, 흡착탑(V-1)은 밸브(4)를 열어서 흡착탑(V-3)으로부터 공급되는 가스를 받아서 흡착제를 세정한다. 이때, 흡착탑(V-1)은 대기압까지 밸브(20), 밸브(25)를 통하여 대기압까지 향류감압을 수행한다. 향류갑압을 수행하면서 세정가스를 공급받아 흡착제를 세정하는데 사용한다. 흡착탑(V-4)은 밸브(21)를 닫고 밸브(23)을 열어서 제품가스를 향류로 도입하여 탑의 압력을 흡착압력까지 축압한다. 다음 스텝에서는 향류감압이 끝난 흡착탑(V-1)과 세정공급단계가 끝난 흡착탑(V-3)의 밸브(2), 밸브(4), 밸브(10), 밸브(25)가 닫히고 밸브(3), 밸브(15)가 열리면서 2차 균압이 진행되며, 나머지 흡착탑들은 기존의 수행단계를 진행한다. 흡착탑(V-2)에서 흡착단계가 종료되면 흡착탑(V-1)과 흡착탑(V-2)은 밸브(7), 밸브(12)을 닫고, 밸브(9)를 열어서 1차균압을 수행하고, 흡착탑(V-4)은 밸브(23)를 닫고, 밸브(19), 밸브(24)를 열어서 흡착단계를 수행하며, 흡착탑(V-3)는 밸브(15)을 닫고, 밸브(14), 밸브(25)을 열어서 대기압까지 향류감압단계를 수행한다. 흡착탑(V-1)과 흡착탑(V-2)의 1차균압이 종료한 후에 흡착탑(V-2)은 밸브(9)을 닫고 밸브(10)를 열어 병류감압하면서 배출가스를 흡착탑(V-3)에 세정가스로 보내는 세정공급단계를 수행하고, 흡착탑(V-3)은 밸브(16)를 열어서 흡착탑(V-2)으로부터 공급되는 가스를 받아서 흡착제를 세정한다. 이때, 흡착탑(V-3)은 대기압까지 밸브(14), 밸브(25)를 통하여 대기압까지 향류감압을 수행한다. 향류갑압을 수행하면서 세정가스를 공급받아 흡착제를 세정하는데 사용한다. 흡착탑(V-1)은 밸브(3)를 닫고 밸브(5)를 열어서 제품가스를 향류로 도입하여 탑의 압력을 흡착압력까지 축압한다. 다음 스텝에서는 향류감압이 끝난 흡착탑(V-3)과 세정공급단계가 끝난 흡착탑(V-2)의 밸브(10), 밸브(14), 밸브(16), 밸브(25)이 닫히고 밸브(9), 밸브(15)가 열리면서 2차 균압이 진행되며, 나머지 흡착탑들은 기존의 수행단계를 진행한다.

이와 같은 동작이 4개의 흡착탑에서 교대로 계속되며 한 주기를 형성하며 연속운전이 이루어진다.

도 2는 4개의 주 흡착탑(V-1,2,3,4)으로 구성된 4bed 진공압력스윙 흡착장치를 도시하였다.

각 운전스텝에서 기체의 흐름을 조절하는 조절밸브가 26개 부착되며, 주 흡착탑에서 진공압력까지 낮추어 질소를 제거시키기 위한 진공펌프로 구성되어 있다.

수소를 정제하여 생산하는 장치의 운전은 다음의 운전 스텝을 거치게 된다. 밸브(1)를 통하여 흡착탑(V-1)으로 공급된 가스 중에 강흡착성분인 질소와 암모니아는 흡착탑에 흡착되고 흡착되지 않은 수소는 밸브 (6)을 통하여 배출되어 수소 저장소(T-1)에 들어간다. 흡착이 끝난 흡착탑(V-2)은 밸브(8), 밸브(25)를 통하여 대기압까지 향류 감압되며, 흡착탑(V-3), 흡착탑(V-4)은 1차균압을 수행하는데, 병류감압되는 흡착탑(V-4)의 배출가스는 밸브(15), 밸브(21)를 통하여 흡착탑(V-3)로 공급되어 흡착탑(V-3)을 부분가압하는데 사용된다. 흡착탑(V-4)와 흡착탑(V-3)의 1차균압이 종료한 후에 흡착탑(V-4)는 밸브(22)를 통하여 병류감압하면서 배출가스를 흡착탑(V-2)의 세정가스로 공급하는 세정공급단계를 수행하고, 흡착탑(V-2)는 밸브(10)을 열어서 흡착탑(V-4)로부터 공급되는 가스를 받아서 흡착제를 세정한다. 이때, 흡착탑(V-2)은 대기압까지 향류감압이 완료된 후 밸브(26)을 열어 진공펌프를 사용하여 진공탈착을 수행한다. 진공탈착을 수행하면서 세정가스를 공급받아 흡착제를 세정하는데 사용한다. 흡착탑(V-3)은 밸브(15)을 닫고 밸브(17)을 열어서 제품가스를 향류로 도입하여 탑의 압력을 흡착압력까지 축압한다. 다음 스텝에서는 진공탈착이 끝난 흡착탑(V-2)과 세정공급단계가 끝난 흡착탑(V-4)의 밸브(8), 밸브(10), 밸브(22), 밸브(26)이 닫히고 밸브(9), 밸브(21)이 열리면서 2차 균압이 진행되며, 나머지 흡착탑들은 기존의 수행단계를 진행한다. 흡착탑(V-1)에서 흡착단계가 종료되면 흡착탑(V-1)와 흡착탑(V-2)는 밸브(1), 밸브(6)을 닫고, 밸브(3)를 열어서 1차균압을 수행하고, 흡착탑(V-3)은 밸브(17)을 닫고, 밸브(13), 밸브(18)을 열어서 흡착단계를 수행하며, 흡착탑(V-4)는 밸브(21)을 닫고, 밸브(20), 밸브(25)을 열어서 대기압까지 향류감압단계를 수행한다.

흡착탑(V-1)와 흡착탑(V-2)의 1차균압이 종료한 후에 흡착탑(V-1)은 밸브(3)을 닫고 밸브(4)를 열어 병류감압하면서 배출가스를 흡착탑(V-4)에 세정가스로 보내는 세정공급단계를 수행하고, 흡착탑(V-4)는 밸브(22)을 열어서 흡착탑(V-1)로부터 공급되는 가스를 받아서 흡착제를 세정한다. 이때, 흡착탑(V-4)은 대기압까지 향류감압이 완료된 후 밸브(26)을 열어 진공펌프를 사용하여 진공탈착을 수행한다. 진공탈착을 수행하면서 세정가스를 공급받아 흡착제를 세정하는데 사용한다. 흡착탑(V-2)은 밸브(3)을 닫고 밸브(11)을 열어서 제품가스를 향류로 도입하여 탑의 압력을 흡착압력까지 축압한다. 다음 스텝에서는 진공탈착이 끝난 흡착탑(V-4)과 세정공급단계가 끝난 흡착탑(V-1)의 밸브(4), 밸브(20), 밸브(22), 밸브(26)이 닫히고 밸브(3), 밸브(21)이 열리면서 2차 균압이 진행되며, 나머지 흡착탑들은 기존의 수행단계를 진행한다. 흡착탑(V-3)에서 흡착단계가 종료되면 흡착탑(V-3)와 흡착탑(V-4)은 밸브(13), 밸브(18)을 닫고, 밸브(15)를 열어서 1차균압을 수행하고, 흡착탑(V-2)은 밸브(11)를 닫고, 밸브(7), 밸브(12)을 열어서 흡착단계를 수행하며, 흡착탑(V-1)는 밸브(3)을 닫고, 밸브(2), 밸브(25)을 열어서 대기압까지 향류감압단계를 수행한다. 흡착탑(V-3)과 흡착탑(V-4)의 1차균압이 종료한 후에 흡착탑(V-3)은 밸브(15)을 닫고 밸브(16)을 열어 병류감압하면서 배출가스를 흡착탑(V-1)에 세정가스로 보내는 세정공급단계를 수행하고, 흡착탑(V-1)은 밸브(4)를 열어서 흡착탑(V-3)으로부터 공급되는 가스를 받아서 흡착제를 세정한다. 이때, 흡착탑(V-1)은 대기압까지 향류감압이 완료된 후 밸브(26)을 열어 진공펌프를 사용하여 진공탈착을 수행한다. 진공탈착을 수행하면서 세정가스를 공급받아 흡착제를 세정하는데 사용한다. 흡착탑(V-4)는 밸브(21)을 닫고 밸브(23)을 열어서 제품가스를 향류로 도입하여 탑의 압력을 흡착압력까지 축압한다. 다음 스텝에서는 진공탈착이 끝난 흡착탑(V-1)과 세정공급단계가 끝난 흡착탑(V-3)의 밸브(2), 밸브(4), 밸브(16), 밸브(26)이 닫히고 밸브(3), 밸브(15)가 열리면서 2차 균압이 진행되며, 나머지 흡착탑들은 기존의 수행단계를 진행한다. 흡착탑(V-2)에서 흡착단계가 종료되면 흡착탑(V-1)과 흡착탑(V-2)은 밸브(7), 밸브(12)를 닫고, 밸브(9)를 열어서 1차균압을 수행하고, 흡착탑(V-4)은 밸브(23)를 닫고, 밸브(19), 밸브(24)을 열어서 흡착단계를 수행하며, 흡착탑(V-3)은 밸브(15)를 닫고, 밸브(11)와 밸브(25)를 열어서 대기압까지 향류감압단계를 수행한다. 흡착탑(V-1)과 흡착탑(V-2)의 1차균압이 종료한 후에 흡착탑(V-2)은 밸브(9)를 닫고 밸브(10)를 열어 병류감압하면서 배출가스를 흡착탑(V-3)에 세정가스로 보내는 세정공급단계를 수행하고, 흡착탑(V-3)은 밸브(16)를 열어서 흡착탑(V-2)으로부터 공급되는 가스를 받아서 흡착제를 세정한다. 이때, 흡착탑(V-3)은 대기압까지 향류감압이 완료된 후 밸브(26)를 열어 진공펌프를 사용하여 진공탈착을 수행한다. 진공탈착을 수행하면서 세정가스를 공급받아 흡착제를 세정하는데 사용한다. 흡착탑(V-1)은 밸브(3)를 닫고 밸브(5)를 열어서 제품가스를 향류로 도입하여 탑의 압력을 흡착압력까지 축압한다. 다음 스텝에서는 진공탈착이 끝난 흡착탑(V-3)과 세정공급단계가 끝난 흡착탑(V-2)의 밸브(10), 밸브(14), 밸브(16) 및 밸브(26)가 닫히고 밸브(9)와 밸브(15)가 열리면서 2차 균압이 진행되며, 나머지 흡착탑들은 기존의 수행단계를 진행한다.

이와 같은 동작이 4개의 흡착탑에서 교대로 계속되어 한 주기를 형성하며 연속운전이 이루어진다. 상기와 같은 운전으로 99.9% 이상의 수소를 정제하여 생산한다.

이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

실시예 2: 75% 수소 + 25% 질소 + 5ppm 암모니아 혼합가스로부터 대기압 탈착 수소정제 예

수소 75%, 질소 25%, 암모니아 5ppm를 함유하고 있는 혼합가스로부터 수소를 정제하는 4기 흡착탑의 압력스윙흡착 장치를 사용하여 본 발명에 따른 공정의 성능을 비교하였다. 흡착단계의 압력은 2~20barG이었고, 향류감압단계의 압력은 상압이었다. 흡착온도는 대기온도에서 다음과 같은 결과를 얻을 수 있었다.

제품수소의 순도= 99.99%

제품 수소에 잔류한 질소는 100 ppm 이하 검출되었고, 암모니아는 제거되어 검출되지 않았다.

실시예 3: 75% 수소 + 25% 질소 + 5ppm 암모니아 혼합가스로부터 진공압력 스윙흡착을 이용한 수소정제 예

수소 75%, 질소 25%, 암모니아 5ppm를 함유하고 있는 혼합가스로부터 수소를 정제하는 4기 흡착탑의 진공압력스윙흡착 장치를 사용하여 본 발명에 따른 공정의 성능을 비교하였다. 흡착단계의 압력은 2~20barG이었고, 탈착단계의 압력은 (-)1~(-)0.1barG이었다. 흡착온도는 대기온도 25~32℃에서 다음과 같은 결과를 얻을 수 있었다.

제품수소의 순도= 99.99%

수소 75%, 질소 25%, 암모니아 5ppm를 함유하고 있는 혼합가스로부터 수소를 정제하는 압력스윙 흡착장치와 진공압력스윙 흡착장치 모두 99.9% 이상의 수소를 정제하여 생산했으며, 질소 농도는 100pm 이하 검출되었고, 암모니아는 제거되어 검출되지 않았다.

실시예 4: 74.7% 수소 + 25% 질소 + 3,000ppm 혼합가스로부터 대기압 탈착 수소정제 예

74.7% 수소, 25% 질소, 3,000ppm 암모니아를 함유하고 있는 혼합가스로부터 수소를 정제하는 4기 흡착탑의 압력스윙흡착 장치를 사용하여 본 발명에 따른 공정의 성능을 비교하였다. 흡착단계의 압력은 2~20barG이었고, 향류감압단계의 압력은 상압이었다. 흡착온도는 대기온도 25~32℃에서 다음과 같은 결과를 얻을 수 있었다.

제품수소의 순도= 99.99%

실시예 5: 74.7% 수소 + 25% 질소 + 3,000ppm 혼합가스로부터 진공압력 스윙흡착을 이용한 수소정제 예

74.7% 수소, 25% 질소, 3,000ppm 암모니아를 함유하고 있는 혼합가스로부터 수소를 정제하는 4기 흡착탑의 진공압력스윙흡착 장치를 사용하여 본 발명에 따른 공정의 성능을 비교하였다. 흡착단계의 압력은 2~20barG 이었고, 탈착단계의 압력은 (-)1~(-)0.1barG이었다. 흡착온도는 대기온도 25~32℃에서 다음과 같은 결과를 얻을 수 있었다.

제품수소의 순도= 99.99%

74.7% 수소, 25% 질소, 3,000ppm 암모니아를 함유하고 있는 혼합가스로부터 수소를 정제하는 압력스윙 흡착장치와 진공압력스윙 흡착장치 모두 99.9% 이상의 수소를 정제하여 생산했으며, 질소 농도는 100pm 이하 검출되었고, 암모니아는 제거되어 검출되지 않았다.

1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26: 밸브
27: 유량계
28: 진공펌프
V-1, V-2, V-3, V-4: 흡착탑
T-1: 질소와 암모니아가 제거된 99.9% 이상의 수소 저장탱크
T-2: 질소와 암모니아가 포함된 혼합가스 저장탱크

Claims

다음 단계를 포함하는 암모니아의 분해 혼합가스로부터 수소의 분리 및 정제방법:
(a) 수소, 질소 및 미분해 암모니아를 포함하는 암모니아의 분해 혼합가스를 질소 및 암모니아 선택성 흡착제가 충진된 흡착탑이 구비된 압력스윙 흡착장치에 통과시켜 상기 흡착제에 질소와 암모니아를 흡착시키고, 흡착되지 않는 수소를 흡착탑 상부로 배출하여 수소를 분리하는 단계; 및
(b) 상기 흡착탑의 압력을 대기압까지 감압하여 상기 흡착제에 흡착된 질소와 암모니아를 탈착시켜 배출하는 압력스윙흡착(Pressure Swing Adsorption, PSA)법을 수행하거나, 상기 흡착탑의 압력을 진공압력까지 감압하여 질소와 암모니아를 탈착시켜 배출하는 진공압력스윙흡착(Vacuum Pressure Swing Adsorption, VPSA)법을 수행하거나, 상기 PSA법을 수행한 다음, VPSA법을 수행하는 단계,
여기서, 상기 (b) 단계는
(i) 상기 흡착탑의 압력을 감압하여 배출한 가스를 다른 흡착탑으로 공급하여 두 흡착탑 사이에 압력을 균등화하는 균압단계;
(ii) 상기 균압단계가 종료된 흡착탑에 압력을 상압으로 감압시켜 흡착되어 있는 흡착탑에 존재하는 질소와 암모니아를 배출하는 향류감압단계;
(iii) 상기 향류감압단계가 종료된 흡착탑의 압력을 진공으로 하여 질소와 암모니아를 탈착시키는 탈착단계;
(iv) 상기 탈착단계가 종료된 흡착탑에 (a)의 흡착단계가 종료된 흡착탑을 병류감압하여 배출되는 가스를 공급하여 두 흡착탑 사이에 압력을 균등화하는 균압단계; 및
(v) 상기 균압단계가 종료된 흡착탑에 상기 (a) 흡착단계에 있는 흡착탑의 생산되는 수소 일부를 도입하여 흡착탑의 압력을 흡착단계 압력까지 채워주는 축압단계를 수행함.
삭제
제1항에 있어서, 상기 흡착탑은 4개 또는 4개 이상의 흡착탑이 상호 병렬로 배치된 것을 특징으로 하는 암모니아의 분해 혼합가스로부터 수소의 분리 및 정제방법.
제1항에 있어서, 각각의 흡착탑의 운전에 의하여 동일 시점에 흡착단계, 균압단계, 향류감압단계 및 축압단계가 각각 수행되는 것을 특징으로 하는 암모니아의 분해 혼합가스로부터 수소의 분리 및 정제방법.
제1항에 있어서, 상기 (i) 단계 이후에 상기 흡착탑에 충진된 흡착제에 생성된 불순물을 세정하기 위한 세정공급단계를 추가하여 수행하고,
상기 세정공급단계는
상기 (i) 균압단계가 종료된 흡착탑의 배출 가스를 흡착탑으로 공급하여 흡착탑의 세정가스로 공급하며, 상기 (ii) 향류감압단계가 시작되는 흡착탑에 세정공급단계의 흡착탑에서 배출되는 가스를 공급하여 흡착탑에 존재하는 질소와 암모니아를 세정하는 것을 특징으로 하는 암모니아의 분해 혼합가스로부터 수소의 분리 및 정제방법.
제1항에 있어서, 상기 (vi) 단계는 원료 공급에 의해서도 축압하는 것을 특징으로 하는 암모니아의 분해 혼합가스로부터 수소의 분리 및 정제방법.
제1항에 있어서, 상기 질소 및 암모니아 선택성 흡착제는 활성탄, 알루미나, 제올라이트, 실리카 및 MOF 흡착제로 구성된 군에서 1종 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 암모니아의 분해 혼합가스로부터 수소의 분리 및 정제방법.
제1항에 있어서, 흡착제를 탈착시키는 방법은 압력스윙흡착법(PSA)로 수행하는 것을 특징으로 하는 암모니아의 분해 혼합가스로부터 수소의 분리 및 정제방법.
제1항에 있어서, 0.1~5,000 ppm 이상 암모니아가 포함된 혼합가스로부터 암모니아와 질소를 제거하여, 최종 수소가 99.9% 이상인 것을 특징으로 하는 암모니아의 분해 혼합가스로부터 수소의 분리 및 정제방법.