KR102482520B1 - Hydrogenation reaction monitoring and control system using simulation of hydrogen by-products - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 부생수소 모사를 통한 수소화 반응 모니터링 시스템에 관한 것으로, 더 상세하게는 다양한 조건의 부생수소를 모사하고, 각 조건의 부생수소에 대한 최적의 수소화 반응 조건을 검출하기 위한 모니터링 및 제어 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a hydrogenation reaction monitoring system through byproduct hydrogen simulation, and more particularly, to a monitoring and control system for simulating byproduct hydrogen under various conditions and detecting optimal hydrogenation reaction conditions for byproduct hydrogen under each condition. it's about
일반적으로 화석 에너지의 고갈 및 환경 문제를 해결하기 위하여 신재생 에너지의 활용이 산업 전반에서 활발하게 이루어지고 있다.In general, in order to solve the depletion of fossil energy and environmental problems, the use of renewable energy is being actively performed throughout the industry.
일예로 수소 연료전지의 개발을 예로 들 수 있다. One example is the development of a hydrogen fuel cell.
수소 연료전지를 사용하기 위해서는 수소의 생산 및 안전한 저장과 공급이 필수적이다.In order to use a hydrogen fuel cell, production and safe storage and supply of hydrogen are essential.
등록특허 10-2322998호(2021년 11월 2일 등록, 액상유기수소운반체를 이용한 고순도 수소 정제/저장 장치 및 수소 정제/저장 방법)에는 수소를 정제하고, 저장하는 장치 및 방법에 대하여 기재되어 있다.Registered Patent No. 10-2322998 (registered on November 2, 2021, high-purity hydrogen purification/storage device and hydrogen purification/storage method using a liquid organic hydrogen carrier) describes a device and method for purifying and storing hydrogen .
그러나 위의 등록특허에서는 공급되는 수소의 순도와 무관하게 액상유기수소운반체를 이용하여 정제하는 기술이 기재되어 있다.However, the above registered patent describes a purification technology using a liquid organic hydrogen carrier regardless of the purity of hydrogen supplied.
공급 수소는 타 산업에서의 부생수소를 사용할 수 있으나, 부생수소는 타 산업의 종류마다 농도에 차이가 있으며, 에탄, 프로판, 부탄, 질소 등 다른 가스의 농도도 차이가 있기 때문에 일괄적인 처리 조건을 사용하는 경우, 원하는 순도의 수소를 얻기 어렵다.By-product hydrogen from other industries can be used as supply hydrogen, but the concentration of by-product hydrogen varies for each type of industry, and the concentration of other gases such as ethane, propane, butane, and nitrogen is also different. When used, it is difficult to obtain hydrogen of desired purity.
상기와 같은 문제점을 감안한 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 다양한 부생수소를 모사한 공급가스를 제공하고, 각 부생수소 조건에 대한 최적의 수소화 반응 조건을 확인할 수 있는 부생수소 모사를 통한 수소화 반응 모니터링 및 제어 시스템을 제공함에 있다.The problem to be solved by the present invention in consideration of the above problems is to provide a supply gas that simulates various by-product hydrogen and monitor the hydrogenation reaction through by-product hydrogen simulation that can confirm the optimal hydrogenation reaction conditions for each by-product hydrogen condition. and to provide a control system.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명 수소화 반응 모니터링 및 제어 시스템은, 수소와 기타 가스들을 개별 유량제어를 통해 모사된 부생수소를 공급하는 부생수소 모사부와, 수소저장물질의 유량을 제어하여 공급하는 공급부와, 수소저장물질을 기화시키는 기화부와, 기화된 수소저장물질을 모사된 부생수소와 반응시키는 반응기와, 상기 반응기에서 반응된 메틸시클로헥산을 액화시키는 액화부와, 상기 반응기에서 미반응된 가스의 성분을 검출하는 가스분석부와, 상기 가스분석부의 분석결과를 입력받아 모사된 부생수소에 대한 수소화 처리의 적절성을 평가하는 모니터링부를 포함할 수 있다.In order to solve the above technical problem, the hydrogenation reaction monitoring and control system of the present invention controls the flow rate of the hydrogen storage material and the by-product hydrogen simulation unit that supplies simulated by-product hydrogen through individual flow rate control of hydrogen and other gases. A supply unit for supplying, a vaporization unit for vaporizing the hydrogen storage material, a reactor for reacting the vaporized hydrogen storage material with simulated by-product hydrogen, a liquefaction unit for liquefying the methylcyclohexane reacted in the reactor, and It may include a gas analysis unit that detects components of the reacted gas, and a monitoring unit that receives the analysis result of the gas analysis unit and evaluates the appropriateness of the hydrogenation process for the simulated byproduct hydrogen.
본 발명의 실시 예에서, 상기 기타 가스는, 메탄(Methane), 에탄(Ethane), 프로판(Propane), 부탄(Buthane), 질소(Nitrogen) 중 적어도 둘 이상일 수 있다.In an embodiment of the present invention, the other gas may be at least two of methane, ethane, propane, butane, and nitrogen.
본 발명의 실시 예에서, 상기 수소저장물질은 톨루엔일 수 있다.In an embodiment of the present invention, the hydrogen storage material may be toluene.
본 발명의 실시 예에서, 상기 반응기는, 다수의 온도 센서를 포함하고, 상기 온도 센서의 검출 온도에 따라 반응기를 반응온도 범위로 유지하는 온도유지부를 더 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the reactor may further include a temperature maintaining unit that includes a plurality of temperature sensors and maintains the reactor within a reaction temperature range according to a temperature detected by the temperature sensors.
본 발명의 실시 예에서, 상기 온도유지부는, 상기 모니터링부에 의해 제어될 수 있다.In an embodiment of the present invention, the temperature maintaining unit may be controlled by the monitoring unit.
본 발명의 실시 예에서, 상기 부생수소 모사부는, 수소와 기타 가스들의 개별 유량을 제어하는 유량제어기를 포함하고, 상기 유량제어기는 상기 모니터링부의 제어에 따라 결정된 유량을 공급할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the by-product hydrogen simulation unit may include a flow controller for controlling individual flow rates of hydrogen and other gases, and the flow controller may supply a flow rate determined according to control of the monitoring unit.
본 발명의 실시 예에서, 상기 공급부는, 수소저장물질의 개별 유량을 제어하는 유량제어기 또는 펌프를 포함하고, 상기 유량제어기 또는 펌프는 상기 모니터링부의 제어에 따라 결정된 유량을 공급할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the supply unit may include a flow controller or pump that controls individual flow rates of the hydrogen storage material, and the flow controller or pump may supply the determined flow rate according to the control of the monitoring unit.
본 발명 수소와 다양한 가스를 이용하여 부생수소를 모사하고, 모사된 부생수소에서 수소를 정제 및 저장하여, 부생수소의 조건에 따라 최적화된 수소화 반응 조건을 검출함으로써, 실제 산업 환경에서 부생수소를 이용하여 최적의 조건으로 수소를 생산 및 저장할 수 있도록 하는 효과가 있다.By-product hydrogen is simulated using hydrogen and various gases of the present invention, hydrogen is purified and stored in simulated by-product hydrogen, and hydrogenation reaction conditions optimized according to the conditions of by-product hydrogen are detected, thereby using by-product hydrogen in an actual industrial environment. This has the effect of enabling hydrogen to be produced and stored under optimal conditions.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 부생수소 모사를 통한 수소화 반응 모니터링 및 제어 시스템의 블록 구성도이다.
도 2는 모니터링부의 블록 구성도이다.1 is a block diagram of a hydrogenation reaction monitoring and control system through by-product hydrogen simulation according to a preferred embodiment of the present invention.
2 is a block configuration diagram of a monitoring unit.
본 발명의 구성 및 효과를 충분히 이해하기 위하여, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라, 여러가지 형태로 구현될 수 있고 다양한 변경을 가할 수 있다. 단지, 본 실시예에 대한 설명은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다. 첨부된 도면에서 구성요소는 설명의 편의를 위하여 그 크기를 실제보다 확대하여 도시한 것이며, 각 구성요소의 비율은 과장되거나 축소될 수 있다.In order to fully understand the configuration and effects of the present invention, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, and may be implemented in various forms and various changes may be made. However, the description of the present embodiment is provided to complete the disclosure of the present invention and to completely inform those skilled in the art of the scope of the invention to which the present invention belongs. In the accompanying drawings, the size of the components is enlarged from the actual size for convenience of description, and the ratio of each component may be exaggerated or reduced.
'제1', '제2' 등의 용어는 다양한 구성요소를 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소는 위 용어에 의해 한정되어서는 안 된다. 위 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리범위를 벗어나지 않으면서 '제1구성요소'는 '제2구성요소'로 명명될 수 있고, 유사하게 '제2구성요소'도 '제1구성요소'로 명명될 수 있다. 또한, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 표현하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어는 다르게 정의되지 않는 한, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 통상적으로 알려진 의미로 해석될 수 있다.Terms such as 'first' and 'second' may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the above terms. The above terms may only be used for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, a 'first element' may be named a 'second element', and similarly, a 'second element' may also be named a 'first element'. can Also, singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. Terms used in the embodiments of the present invention may be interpreted as meanings commonly known to those skilled in the art unless otherwise defined.
이하에서는, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 부생수소 모사를 통한 수소화 반응 모니터링 및 제어 시스템에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a hydrogenation reaction monitoring and control system through byproduct hydrogen simulation according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 부생수소 모사를 통한 수소화 반응 모니터링 및 제어 시스템의 블록 구성도이다.1 is a block diagram of a hydrogenation reaction monitoring and control system through by-product hydrogen simulation according to a preferred embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면 본 발명은 수소와 기타 가스의 유량을 조절하여 공급하는 부생수소 모사부(10)와, 수소저장물질의 유량을 조절하여 공급하는 공급부(20)와, 수소저장물질을 기화시키는 기화부(30)와, 기화된 상기 수소저장물질과 상기 부생수소를 혼합하는 라인믹서부(40)와, 촉매를 이용하여 혼합된 부생수소와 수소저장물질을 수소 반응시키는 반응기(50)와, 상기 반응기(50)의 온도를 검출하고, 일정한 온도로 유지하는 온도 유지부(60)와, 촉매반응이 완료된 메틸시클로헥산(MCH)을 냉각시켜 액화하는 액화부(70)와, 액화된 메틸시클록헥산을 저장하는 저장부(80)와, 상기 반응기(50)에서 반응하지 않은 미반응 가스에서 수소를 검출하는 가스분석부(90)와, 미반응 가스를 처리하는 처리부(91)와, 상기 가스분석부(90)의 검출결과를 이용하여 수소화 반응 조건의 적합성을 판단하는 모니터링부(100)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the present invention provides a by-product
이하, 상기와 같이 구성된 본 발명의 구성 및 작용에 대하여 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the configuration and operation of the present invention configured as described above will be described in more detail.
먼저, 부생수소 모사부(10)는 수소와 기타 가스를 각각 개별적으로 공급유량을 제어하여 공급하는 것으로 한다. 기타 가스는, 메탄(Methane), 에탄(Ethane), 프로판(Propane), 부탄(Buthane), 질소(Nitrogen) 중 적어도 둘 이상을 포함할 수 있다.First, the by-product
상기 메탄, 에탄, 프로판, 부탄, 질소 등의 기타 가스는 각각 개별 공급라인을 통해 공급되며, 수소 역시 별도의 공급라인을 통해 공급된다.Other gases such as methane, ethane, propane, butane, and nitrogen are supplied through separate supply lines, and hydrogen is also supplied through separate supply lines.
이때 수소와 각 기타 가스는 유량제어기에 의해 설정된 유량을 공급할 수 있다. 유량의 설정은 모니터링부(100)에 의해 이루어질 수 있다.At this time, hydrogen and each other gas can be supplied at the flow rate set by the flow controller. The setting of the flow rate may be performed by the
모니터링부(100)는 부생수소 모사부(10)의 유량제어기들과 통신하여 유량을 제어할 수 있으며, 유량제어기들에 의해 제어된 수소 및 기타 가스 각각에 대한 유량 정보를 검출할 수 있다.The
또한, 모니터링부(100)는 본 발명의 모니터링 시스템의 각 구성요소로 부터 검출된 온도, 유량, 농도 등의 정보를 수집하고, 기준 범위에서 온도와 유량을 제어할 수 있다.In addition, the
모니터링부(100)는 단일 컴퓨팅 장치 또는 컴퓨터 장치들의 집합일 수 있다.The
모니터링부(100)는 특히 가스분석부(90)에서 분석된 미반응 가스의 성분과 각 성분의 농도를 검출하고 표시할 수 있다.In particular, the
상기 모니터링부(100)는 부생수소 모사부(10)를 이용하여 다양한 수소 농도 및 기타 가스의 농도를 포함하는 부생수소를 공급할 수 있다.The
이때 부생수소는 각 산업설비에서 배출되는 수소를 포함하는 부생가스이며, 이는 산업의 종류와 환경에 따라 차이가 있다. 부생수소 모사부(10)는 실제 산업시설에서 발생되는 부생수소의 다양한 조건을 모사할 수 있다.At this time, by-product hydrogen is a by-product gas containing hydrogen emitted from each industrial facility, which differs depending on the type of industry and environment. The byproduct
상기 부생수소 모사부(10)는 수소와 기타 가스를 공급하는 공급라인마다 체크밸브 등 역류 방지 수단을 포함할 수 있다.The by-product
공급부(20)는 수소저장물질을 공급한다. 이때 공급부(20)는 수소저장물질의 공급유량을 유량제어기를 이용하여 일정하게 공급할 수 있으며, 공급부(20)의 유량제어기도 모니터링부(100)에 의해 제어될 수 있다.The
상기 공급부(20)는 펌프를 포함하여 수소저장물질을 공급할 수 있다.The
수소저장물질은 수소와 반응하여 메틸시클로헥산을 형성하는 톨루엔을 사용할 수 있다. The hydrogen storage material may use toluene that reacts with hydrogen to form methylcyclohexane.
상기 공급부(20)에서 공급된 수소저장물질은 기화부(30)에서 기화된다. The hydrogen storage material supplied from the
기화부(30)에서 기화된 수소저장물질은 라인믹서부(40)로 공급되며, 라인믹서부(40)에는 부생수소 모사부(10)에서 모사된 부생수소가 공급된다.The hydrogen storage material vaporized in the
라인믹서부(40)는 수소저장물질과 부생수소를 혼합한다.The
그 다음, 라인믹서부(40)에서 혼합된 가스는 반응기(50)로 공급된다.Then, the gas mixed in the
반응기(50)는 수소 반응을 활성화하는 촉매를 포함하며, 촉매는 루테늄, 니켈, 팔라듐, 플래티넘 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.The
반응기(50)는 부생수소의 수소와 수소저장물질을 반응시킨다. The
상기 반응기(50)에는 다수의 온도 센서가 설치되어 각 부분에서의 온도를 검출할 수 있다. 상기 반응기(50)의 반응온도는 일정한 온도로 유지되어야 하며, 이를 위하여 온도유지부(60)를 사용하여 반응기(50)의 온도를 유지한다.A plurality of temperature sensors are installed in the
온도유지부(60)는 칠러와 열매체 보일러를 사용하여 반응기(50)의 온도를 유지할 수 있다.The
상기 반응기(50)에서 검출된 온도는 모니터링부(100)에 제공될 수 있으며, 모니터링부(100)는 반응기(50)의 온도에 따라 온도유지부(60)의 칠러와 열매체 보일러를 개별 제어할 수 있다.The temperature detected in the
반응기(50)에서 수소와 수소저장물질이 반응하여, 반응결과물인 메틸시클로헥산(MCH)이 생성되고, 반응되지 않은 미반응 가스도 배출된다.Hydrogen and the hydrogen storage material react in the
미반응 가스는 부생수소의 모사에 사용된 기타 가스를 포함하고, 미반응 수소 또는 미반응 수소저장물질을 포함할 수 있다.The unreacted gas includes other gases used to simulate by-product hydrogen, and may include unreacted hydrogen or unreacted hydrogen storage material.
반응결과물인 메틸시클로헥산은 액화부(70)에 공급되어 액화되고, 저장부(80)에 저장된다.The reaction product, methylcyclohexane, is supplied to the liquefying
이때, 저장부(80)에 저장되는 메틸시클로헥산의 양은 모니터링부(100)에 제공될 수 있다.At this time, the amount of methylcyclohexane stored in the
미반응 가스는 가스분석부(90)와 처리부(91)를 통해 처리되어 외기로 배출되는 등의 처리가 이루어진다.The unreacted gas is processed through the
가스분석부(90)는 미반응 가스의 성분을 검출하고, 각 성분의 농도를 검출할 수 있다.The
가스분석부(90)의 검출결과는 모니터링부(100)에 제공된다.The detection result of the
모니터링부(100)는 가스분석부(90)의 검출 결과를 이용하여 모사된 부생수소의 수소화 처리의 적합성을 분석한다.The
만약, 가스분석부(90)의 검출결과에서 수소의 농도가 제1기준농도 이상으로 검출된 경우, 수소화 반응이 완전히 이루어지지 않은 것으로 판단될 수 있다.If, in the detection result of the
이 경우, 수소저장물질의 공급유량이 부족하거나, 반응기(50)의 반응 온도가 적절하지 않았거나, 촉매량에 이상이 있는 것으로 판단될 수 있다.In this case, it may be determined that the supply flow rate of the hydrogen storage material is insufficient, the reaction temperature of the
반대로 수소저장물질이 제2기준농도 이상으로 검출된 경우, 수소저장물질의 공급유량이 과다한 것으로 판단될 수 있다.Conversely, when the hydrogen storage material is detected to be higher than the second reference concentration, it may be determined that the supply flow rate of the hydrogen storage material is excessive.
이와 같은 과정을 반복하면서, 각 부생수소에 따라 최적의 수소화 조건을 찾을 수 있다.By repeating this process, it is possible to find the optimal hydrogenation conditions according to each by-product hydrogen.
부생수소의 수소 농도에 따른 수소화 조건의 검출은, 다양한 산업에서 발생되는 부생수소 가스의 특성을 반영한 수소 생산 시스템의 설계 및 구현을 가능하게 한다.Detection of hydrogenation conditions according to the hydrogen concentration of by-product hydrogen enables the design and implementation of a hydrogen production system that reflects the characteristics of by-product hydrogen gas generated in various industries.
도 2는 모니터링부(100)의 블록 구성도이다.2 is a block diagram of the
모니터링부(100)는 부생수소 모사부(10)에서 모사할 부생수소의 조건과 수소저장물질의 조건을 입력하는 입력부(110)와, 상기 입력부(110)를 통해 입력된 부생수소 모사 조건에 따라 통신부(130)를 통해 부생수소 모사부(10)의 수소와 기타 가스 각각을 공급하는 유량제어기들의 제어하는 제어부(120)와, 상기 반응기(50)에서 검출된 온도 및 가스분석부(90)의 검출 결과를 표시하는 표시부(140)를 포함한다.The
상기 통신부(130)는 상기 부생수소 모사부(10)의 유량제어기와 통신함과 아울러 반응기(50)의 온도센서, 온도유지부(60)의 열매체 보일러 및 칠러, 가스분석부(90)와 통신할 수 있도록 다양한 통신 방식의 집합으로 이해되어야 한다.The
모니터링부(100)의 입력부(110)를 통해 사용자가 부생수소 모사부(10)에서 모사할 부생수소의 조건을 직접 입력할 수 있으며, 설정된 조건들 중 하나를 선택하여 부생수소 모사부(10)를 제어할 수 있다.Through the
상기 입력부(110)를 통해 입력된 부생수소 모사 조건을 입력받은 제어부(120)는 입력된 부생수소 모사 조건에 부합하는 제어명령을 통신부(130)를 통해 부생수소 모사부(10)의 유량제어기로 송신한다.The
이에 따라 부생수소 모사부(10)는 수소와 기타 가스를 각각 개별적으로 공급유량을 제어하여 공급한다. 앞서 설명한 바와 같이 기타 가스는, 메탄(Methane), 에탄(Ethane), 프로판(Propane), 부탄(Buthane), 질소(Nitrogen) 중 적어도 둘 이상을 포함할 수 있다.Accordingly, the by-product
또한 제어부(120)는 입력부(110)를 통해 입력된 수소저장물질인 톨루엔의 공급 유량 조건에 부합하는 제어명령을 통신부(130)를 통해 공급부(20)로 송신한다.In addition, the
이때 공급부(20)는 유량제어기 또는 펌프를 이용하여 수신된 톨루엔 공급유량에 부합하는 톨루엔을 공급할 수 있다.At this time, the
상기 공급된 톨루엔은 기화부(30)에서 기화되고, 라인믹서부(40)에서 모사된 부생수소와 혼합된다. The supplied toluene is vaporized in the vaporizing
이후, 반응기(50)에 톨루엔과 모사된 부생수소 혼합가스가 공급되어 반응하며, 반응기(50)에 설치된 다수의 온도 센서들의 온도 검출 결과는 통신부(130)를 통해 수신되고, 제어부(120)에 의해 온도 범위의 적절성이 평가된다.Thereafter, toluene and the simulated by-product hydrogen mixed gas are supplied to the
온도 범위가 기준범위를 벗어나는 경우 제어부(120)는 통신부(130)를 통해 온도 유지부(60)를 제어하여, 반응기(50)의 온도가 반응 온도범위로 유지될 수 있도록 한다.When the temperature range is out of the standard range, the
이때의 반응기(50) 온도는 표시부(140)에 표시될 수 있다.The temperature of the
상기 반응기(50)의 반응온도는 일정한 온도로 유지되어야 하며, 이를 위하여 온도유지부(60)를 사용하여 반응기(50)의 온도를 유지한다.The reaction temperature of the
온도유지부(60)는 칠러와 열매체 보일러를 사용하여 반응기(50)의 온도를 유지할 수 있다. 위의 예에서는 온도유지부(60)가 모니터링부(100)의 제어에 따라 동작하는 것으로 설명하였으나, 반응기(50)의 온도 센서들의 검출결과를 직접 입력받아 반응기(50) 온도를 유지할 수 있도록 칠러와 열매체 보일러를 개별 제어할 수 있다.The
반응기(50)에서 수소와 수소저장물질이 반응하여, 반응결과물인 메틸시클로헥산(MCH)이 생성되고, 반응되지 않은 미반응 가스도 배출된다.Hydrogen and the hydrogen storage material react in the
반응기(50)의 반응결과물인 메틸시클로헥산은 액화부(70)에 공급되어 액화되고, 저장부(80)에 저장된다.Methylcyclohexane, which is a reaction product of the
이때, 저장부(80)에 저장되는 메틸시클로헥산의 양은 통신부(130)로 제공될 수 있으며, 제어부(120)는 메틸시클로헥산의 양을 확인하고, 표시부(140)에 표시할 수 있다.At this time, the amount of methylcyclohexane stored in the
미반응 가스는 가스분석부(90)와 처리부(91)를 통해 처리되어 외기로 배출되는 등의 처리가 이루어진다.The unreacted gas is processed through the
가스분석부(90)는 미반응 가스의 성분을 검출하고, 각 성분의 농도를 검출할 수 있다.The
가스분석부(90)의 검출결과는 모니터링부(100)의 통신부(130)에 제공되며, 제어부(120)는 가스분석부(90)의 검출결과를 이용하여 현재 모사된 부생수소에 대한 수소화 처리의 적절성을 평가할 수 있다.The detection result of the
이상적으로 가스분석부(90)에서 톨루엔 또는 수소가 검출되지 않는 것이 가장 바람직하며, 설정된 농도 이하의 톨루엔 또는 수소가 검출될 수 있는 범위로 제어될 수 있다.Ideally, it is most preferable that toluene or hydrogen is not detected by the
이러한 적절성 평가 결과는 표시부(140)에 표시되는 것으로 한다.The suitability evaluation result is to be displayed on the
이와 같은 과정을 반복하면서, 각 부생수소에 따라 최적의 수소화 조건을 찾을 수 있다.By repeating this process, it is possible to find the optimal hydrogenation conditions according to each by-product hydrogen.
부생수소의 수소 농도에 따른 수소화 조건의 검출은, 다양한 산업에서 발생되는 부생수소 가스의 특성을 반영한 수소 생산 시스템의 설계 및 구현을 가능하게 한다.Detection of hydrogenation conditions according to the hydrogen concentration of by-product hydrogen enables the design and implementation of a hydrogen production system that reflects the characteristics of by-product hydrogen gas generated in various industries.
아울러 본 발명은 저순도 부생수소를 활용하여 수소화 반응을 할 수 있는 수소화 반응 시스템의 설계에 필요한 요인들을 검출할 수 있다.In addition, the present invention can detect factors necessary for the design of a hydrogenation reaction system capable of hydrogenation using low-purity byproduct hydrogen.
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.Embodiments according to the present invention have been described above, but these are merely examples, and those skilled in the art will understand that various modifications and embodiments of equivalent range are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be defined by the following claims.
10:부생수소 모사부 20:공급부
30:기화부 40:라인믹서부
50:반응기 60:온도유지부
70:액화부 80:저장부
90:가스분석부 91:처리부
100:모니터링부 110:입력부
120:제어부 130:통신부
140:표시부10: by-product hydrogen copying unit 20: supply unit
30: evaporation unit 40: line mixer unit
50: reactor 60: temperature maintaining unit
70: liquefaction unit 80: storage unit
90: gas analysis unit 91: processing unit
100: monitoring unit 110: input unit
120: control unit 130: communication unit
140: display unit
Claims (7)
수소저장물질의 유량을 제어하여 공급하는 공급부;
수소저장물질을 기화시키는 기화부;
기화된 수소저장물질을 모사된 부생수소와 반응시키는 반응기;
상기 반응기에서 반응된 메틸시클로헥산을 액화시키는 액화부;
상기 반응기에서 미반응된 가스의 성분을 검출하는 가스분석부; 및
상기 가스분석부의 분석결과를 입력받아 모사된 부생수소에 대한 수소화 처리의 적절성을 평가하는 모니터링부를 포함하되,
상기 모니터링부는,
상기 부생수소 모사부에서 모사할 부생수소의 조건과 수소저장물질의 조건을 입력하는 입력부;
상기 입력부를 통해 입력된 부생수소 모사 조건에 따라 통신부를 통해 부생수소 모사부의 수소와 기타 가스 각각을 공급하는 상기 유량제어기들을 제어하는 제어부; 및
상기 반응기에서 검출된 온도 및 상기 가스분석부의 검출 결과를 표시하는 표시부를 포함하고,
상기 공급부는,
수소저장물질의 개별 유량을 제어하는 유량제어기 또는 펌프를 포함하며, 상기 유량제어기 또는 펌프는 상기 모니터링부의 제어에 따라 결정된 유량을 공급하는 것을 특징으로 하는 시스템.Including an individual supply line for supplying hydrogen and other gases, respectively, and a flow controller for controlling the flow rate of hydrogen and other gases individually supplied through the individual supply lines, by mixing the hydrogen with other gases selected for each type of industry. a by-product hydrogen simulating unit supplying simulated by-product hydrogen that simulates by-product hydrogen having a difference in composition;
A supply unit for supplying by controlling the flow rate of the hydrogen storage material;
A vaporization unit for vaporizing the hydrogen storage material;
A reactor for reacting the vaporized hydrogen storage material with simulated by-product hydrogen;
a liquefaction unit for liquefying the methylcyclohexane reacted in the reactor;
a gas analyzer for detecting components of unreacted gas in the reactor; and
Including a monitoring unit for receiving the analysis result of the gas analysis unit and evaluating the appropriateness of hydrogenation treatment for simulated by-product hydrogen,
The monitoring unit,
an input unit inputting conditions of byproduct hydrogen and hydrogen storage material to be simulated in the byproduct hydrogen simulation unit;
a control unit controlling the flow rate controllers supplying hydrogen and other gases to the by-product hydrogen simulation unit through the communication unit according to conditions for simulating the by-product hydrogen input through the input unit; and
And a display unit for displaying the temperature detected by the reactor and the detection result of the gas analysis unit,
the supply unit,
A system comprising a flow controller or pump for controlling individual flow rates of the hydrogen storage material, wherein the flow controller or pump supplies the flow rate determined according to the control of the monitoring unit.
상기 기타 가스는,
메탄(Methane), 에탄(Ethane), 프로판(Propane), 부탄(Buthane), 질소(Nitrogen) 중 적어도 둘 이상인 것을 특징으로 하는 시스템.According to claim 1,
The other gas,
A system characterized in that at least two or more of methane, ethane, propane, butane, and nitrogen.
상기 수소저장물질은 톨루엔인 것을 특징으로 하는 시스템.According to claim 1,
The system, characterized in that the hydrogen storage material is toluene.
상기 반응기는,
다수의 온도 센서를 포함하고,
상기 온도 센서의 검출 온도에 따라 반응기를 반응온도 범위로 유지하는 온도유지부를 더 포함하는 시스템.According to claim 1,
The reactor is
Including a number of temperature sensors,
The system further comprises a temperature maintaining unit for maintaining the reactor in the reaction temperature range according to the detection temperature of the temperature sensor.
상기 온도유지부는,
상기 모니터링부에 의해 제어되는 시스템.According to claim 4,
The temperature maintaining part,
A system controlled by the monitoring unit.
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Citations (1)
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|---|---|---|---|---|
| JP2006052110A (en) * | 2004-08-12 | 2006-02-23 | Chiyoda Corp | Method for refining hydrogen |
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Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2006052110A (en) * | 2004-08-12 | 2006-02-23 | Chiyoda Corp | Method for refining hydrogen |
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