KR102505003B1 - Method and apparatus for utilizing bio gas - Google Patents

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Abstract

바이오 가스 활용 방법 및 장치를 개시한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 바이오 가스를 활용하는 방법으로서, 미리 설정된 온도 또는 미리 설정된 온도 범위의 유지가 요구되는 시설물의 온도를 수신하는 단계; 상기 수신된 시설물의 온도가 상기 미리 설정된 온도에 대응되는지 여부 또는 상기 미리 설정된 온도 범위 내인지 여부를 판단하는 단계; 및 상기 판단 결과에 따라, 상기 바이오 가스가 고질화(upgrading) 시스템 및 상기 시설물의 온도 조절에 이용되는 열병합 시스템 중에서 어느 하나로 제공되도록 제어하는 단계를 포함하는, 바이오 가스 활용 방법을 제공한다.A biogas utilization method and apparatus are disclosed.
According to one embodiment of the present invention, a method for utilizing biogas is provided, comprising: receiving a temperature of a facility requiring maintenance of a preset temperature or a preset temperature range; determining whether the received temperature of the facility corresponds to the preset temperature or is within the preset temperature range; and controlling the biogas to be supplied to one of an upgrading system and a cogeneration system used for temperature control of the facility according to the determination result.

Description

바이오 가스 활용 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR UTILIZING BIO GAS}Biogas utilization method and device {METHOD AND APPARATUS FOR UTILIZING BIO GAS}

본 발명은 바이오 가스를 활용하는 방법 및 장치에 관한 것으로서, 시설물의 온도를 기준으로 바이오 가스를 서로 다른 용도로 활용하는 바이오 가스 활용 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for utilizing biogas, and relates to a method and apparatus for utilizing biogas for different purposes based on the temperature of a facility.

이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 발명에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.The information described in this section simply provides background information on the present invention and does not constitute prior art.

환경 보호에 대한 인식이 증가함에 따라, 환경 오염을 일으킬 수 있는 음식물, 축산 분뇨, 슬러지 등과 같은 유기성 폐기물에 대한 처리 방안이 새로운 사회적 문제로 대두되고 있다.As awareness of environmental protection increases, treatment methods for organic wastes such as food, livestock manure, and sludge that may cause environmental pollution have emerged as a new social problem.

유기성 폐기물에 대한 대표적인 처리 방안으로, 유기성 폐기물로부터 생성되는 바이오 가스를 이용하여 전기를 생성하는 방안, 바이오 가스 전용 보일러를 통해 열에너지를 생산하는 방안, 바이오 가스로부터 메탄을 추출하여 도시가스로 연계하거나 수송연료 등으로 사용하는 방안들을 들 수 있다.Representative treatment methods for organic waste include generating electricity using biogas generated from organic waste, generating heat energy through a biogas-only boiler, extracting methane from biogas and linking it to city gas or transporting it. It can be used as a fuel, etc.

이 방안들은 유기성 폐기물을 에너지로 전환할 수 있다는 측면에서 이점을 가지나, 바이오 가스를 획일화된 이용 방안으로 활용할 수 밖에 없어 서로 융합되지 못하는 한계를 가진다. 즉, 유기성 폐기물로부터 전환된 바이오 가스는 여러 방안들 중에서 어느 하나를 통해서만 활용될 수 있을 뿐이므로, 제한된 범위 내에서만 활용될 수 밖에 없다.These methods have an advantage in terms of converting organic waste into energy, but have limitations in that they cannot be fused with each other because they have no choice but to utilize biogas as a standardized use method. That is, since biogas converted from organic waste can only be utilized through one of several methods, it can only be utilized within a limited range.

따라서, 유기성 폐기물로부터 전환된 바이오 가스를 더욱 다양한 용도로 활용할 수 있도록, 여러 방안들을 결합한 새로운 활용 방안을 강구해야 할 필요성이 있다.Therefore, there is a need to devise a new utilization method combining several methods so that biogas converted from organic waste can be used for more diverse purposes.

본 발명의 일 실시예는, 바이오 가스를 다양한 용도로 실시간적이며 선택적으로 활용함으로써 바이오 가스를 더욱 넓은 범위에서 활용할 수 있는 새로운 방법을 제공하는 데 주된 목적이 있다.One embodiment of the present invention, the main purpose is to provide a new method that can utilize biogas in a wider range by utilizing biogas in real time and selectively for various purposes.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 바이오 가스를 활용하는 방법으로서, 미리 설정된 온도 또는 미리 설정된 온도 범위의 유지가 요구되는 시설물의 온도를 수신하는 단계; 상기 수신된 시설물의 온도가 상기 미리 설정된 온도에 대응되는지 여부 또는 상기 미리 설정된 온도 범위 내인지 여부를 판단하는 단계; 및 상기 판단 결과에 따라, 상기 바이오 가스가 고질화(upgrading) 시스템 및 상기 시설물의 온도 조절에 이용되는 열병합 시스템 중에서 어느 하나로 제공되도록 제어하는 단계를 포함하는, 바이오 가스 활용 방법을 제공한다.According to one embodiment of the present invention, a method for utilizing biogas is provided, comprising: receiving a temperature of a facility requiring maintenance of a preset temperature or a preset temperature range; determining whether the received temperature of the facility corresponds to the preset temperature or is within the preset temperature range; and controlling the biogas to be supplied to one of an upgrading system and a cogeneration system used for temperature control of the facility according to the determination result.

본 발명의 다른 일 실시예에 의하면, 바이오 가스를 활용하는 장치로서, 미리 설정된 온도 또는 미리 설정된 온도 범위의 유지가 요구되는 시설물의 온도를 수신하는 수신부; 상기 수신된 시설물의 온도가 상기 미리 설정된 온도에 대응되는지 여부 또는 상기 미리 설정된 온도 범위 내인지 여부를 판단하는 판단부; 및 상기 판단 결과에 따라, 상기 바이오 가스가 고질화(upgrading) 시스템 및 상기 시설물의 온도 조절에 이용되는 열병합 시스템 중에서 어느 하나로 제공되도록 제어하는 제어부를 포함하는, 바이오 가스 활용 장치를 제공한다.According to another embodiment of the present invention, an apparatus utilizing biogas, comprising: a receiving unit for receiving a temperature of a facility requiring maintenance of a preset temperature or a preset temperature range; a determination unit that determines whether the received temperature of the facility corresponds to the preset temperature or is within the preset temperature range; And according to the determination result, it provides a biogas utilization device including a control unit for controlling the biogas to be provided to any one of an upgrading system and a cogeneration system used for temperature control of the facility.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 의하면, 바이오 가스를 더욱 넓은 범위에서 활용할 수 있으므로 바이오 가스를 더욱 효율적으로 활용할 수 있게 된다.As described above, according to one embodiment of the present invention, since biogas can be utilized in a wider range, it is possible to utilize biogas more efficiently.

도 1은 바이오 가스를 활용하는 시스템에 대한 예시적인 블록도이다.
도 2는 바이오 가스 활용 장치에 대한 예시적인 블록도이다.
도 3은 바이오 가스를 활용하는 방법에 대한 일 예를 설명하기 위한 순서도이다.
도 4는 시설물의 온도를 기준으로 바이오 가스를 활용하는 방법에 대한 일 예를 설명하기 위한 순서도이다.
도 5는 바이오 가스를 활용하는 시스템에 대한 구체적인 블록도이다.1 is an exemplary block diagram of a system utilizing biogas.
2 is an exemplary block diagram of a biogas utilization device.
Figure 3 is a flow chart for explaining an example of a method of utilizing biogas.
Figure 4 is a flow chart for explaining an example of a method of utilizing biogas based on the temperature of the facility.
5 is a specific block diagram of a system utilizing biogas.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail through exemplary drawings. In adding reference numerals to components of each drawing, it should be noted that the same components have the same numerals as much as possible even if they are displayed on different drawings. In addition, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함', '구비'한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 '…부', '모듈' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.Also, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used in describing the components of the present invention. These terms are only used to distinguish the component from other components, and the nature, order, or order of the corresponding component is not limited by the term. Throughout the specification, when a part 'includes' or 'includes' a certain component, it means that it may further include other components without excluding other components unless otherwise stated. . In addition, the '... Terms such as 'unit' and 'module' refer to a unit that processes at least one function or operation, and may be implemented as hardware, software, or a combination of hardware and software.

바이오 가스를 활용하는 시스템(이하 '활용 시스템'이라 지칭한다)에 대한 예시적인 블록도가 도 1에 나타나 있다.An exemplary block diagram of a system utilizing biogas (hereinafter referred to as 'utilization system') is shown in FIG. 1 .

활용 시스템은 바이오 가스 활용 장치(이하' 활용 장치'라 지칭한다)(100), 바이오 가스 처리 시스템(110), 고질화(upgrading) 시스템(120) 및 열병합 시스템(130)을 포함하여 구성될 수 있다. 도 1에는 활용 장치(100)와 바이오 가스 처리 시스템(110)이 별도의 구성으로 구현된 예가 나타나 있으나, 활용 장치(100)는 바이오 가스 처리 시스템(110)의 일부 구성으로도 구현될 수 있다.The utilization system may include a biogas utilization device (hereinafter referred to as a 'utilization device') 100, a biogas processing system 110, an upgrading system 120, and a cogeneration system 130. there is. 1 shows an example in which the utilization device 100 and the biogas processing system 110 are implemented as separate configurations, the utilization device 100 may also be implemented as a part of the biogas processing system 110.

바이오 가스 처리 시스템(110)은 유기성 폐기물로부터 바이오 가스를 획득할 수 있다.The biogas treatment system 110 may obtain biogas from organic waste.

유기성 폐기물에는 음식물, 축산 분뇨, 슬러지(sludge) 등이 포함될 수 있다. 유기성 폐기물이 박테리아에 의해 분해되는 과정(혐기성 소화 공정)을 통해 바이오 가스가 획득될 수 있다. 바이오 가스에는 약 60%~70%의 메탄(CH4), 약 30%~40%의 이산화탄소(CO2), 수분(H2O), 황화수소(H2S) 등이 포함될 수 있다. 바이오 가스 처리 시스템(110)은 전처리 과정을 통해 바이오 가스를 정제하여 수분과 황화수소가 제거된(메탄과 이산화탄소가 포함된) 바이오 가스(정제된 바이오 가스)를 획득할 수 있다.Organic waste may include food, livestock manure, sludge, and the like. Biogas can be obtained through a process in which organic waste is decomposed by bacteria (anaerobic digestion process). Biogas may include about 60% to 70% of methane (CH 4 ), about 30% to 40% of carbon dioxide (CO 2 ), water (H 2 O), hydrogen sulfide (H 2 S), and the like. The biogas processing system 110 may obtain biogas (refined biogas) from which moisture and hydrogen sulfide are removed (including methane and carbon dioxide) by purifying the biogas through a pretreatment process.

고질화 시스템(120)은 바이오 가스 업그레이딩 과정을 통해 '정제된 바이오 가스'로부터 메탄과 이산화탄소를 분리할 수 있다. 즉, 고질화 시스템(120)은 업그레이딩 과정을 통해 메탄의 수율을 높일 수 있다. 바이오 가스는 메탄의 함유 비율이 미리 설정된 값 이상이 되도록 업그레이드될 수 있다. 여기서, 미리 설정된 값은 업그레이드된 바이오 가스의 활용 방법에 따라 달라질 수 있다.The upgrading system 120 may separate methane and carbon dioxide from 'refined biogas' through a biogas upgrading process. That is, the upgrading system 120 may increase methane yield through an upgrading process. The biogas can be upgraded so that the methane content is equal to or greater than a preset value. Here, the preset value may vary depending on the utilization method of the upgraded biogas.

열병합 시스템(130)은 정제된 바이오 가스를 에너지원으로 하여 열병합 발전기를 구동시킴으로써 전기를 생산하거나 폐열(waste heat)을 생산할 수 있다. 열병합 시스템(130)에서 생성된 폐열은 시설물(140)의 온도 유지를 위해 활용될 수 있다.The cogeneration system 130 may produce electricity or waste heat by driving a cogeneration generator using purified biogas as an energy source. Waste heat generated in the cogeneration system 130 may be utilized to maintain the temperature of the facility 140 .

시설물(140)은 내부 온도가 미리 설정된 온도로 유지되거나 미리 설정된 온도 범위 내로 유지되는 것이 요구되는 시설물일 수 있다. 따라서, 시설물(140)에는 비닐 하우스, 시설 하우스, 축산 시설물 등이 포함될 수 있으며, 주거 공간도 포함될 수 있다.The facility 140 may be a facility that requires an internal temperature to be maintained at a preset temperature or within a preset temperature range. Accordingly, the facility 140 may include a vinyl house, a facility house, a livestock facility, and the like, and may also include a residential space.

바이오 가스 처리 시스템(110)에 의해 정제된 바이오 가스는 활용 장치(100)의 제어를 통해 고질화 시스템(120) 및 열병합 시스템(130) 중에서 어느 하나로 제공될 수 있다. 활용 장치(100)는 활용 시스템을 관리하는 서버 형태로 구현되거나, 모바일, 테블릿 PC, PDA 등 다양한 형태로 구현될 수도 있다.The biogas purified by the biogas processing system 110 may be provided to any one of the high quality system 120 and the cogeneration system 130 through the control of the utilization device 100 . The utilization device 100 may be implemented in the form of a server that manages the utilization system, or may be implemented in various forms such as a mobile device, a tablet PC, and a PDA.

고질화 시스템(120) 및 열병합 시스템(130) 중에서 '정제된 바이오 가스'가 제공되는 시스템은 시설물(140)의 온도를 기준으로 하여 결정될 수 있다. 구체적으로, 시설물(140)의 온도가 미리 설정된 온도에 대응되는지 여부 또는 미리 설정된 온도 범위 내인지 여부에 따라, 정제된 바이오 가스가 고질화 시스템(120) 및 열병합 시스템(130) 중에서 어느 하나로 제공될 수 있다. 여기서, 미리 설정된 온도와 미리 설정된 온도 범위는 시설물(140)에서 재배되는 식물의 종류, 시설물(140)에서 축산되는 동물의 종류, 시설물(140)에서 생활하는 사람의 의사(설정) 등에 따라 달리 설정될 수 있다.Among the upgrade system 120 and the cogeneration system 130, a system provided with 'refined biogas' may be determined based on the temperature of the facility 140. Specifically, depending on whether the temperature of the facility 140 corresponds to a preset temperature or is within a preset temperature range, the purified biogas will be provided to one of the upgrading system 120 and the cogeneration system 130. can Here, the preset temperature and preset temperature range are set differently according to the type of plants grown in the facility 140, the type of animals raised in the facility 140, and the intention (setting) of people living in the facility 140. It can be.

활용 장치(100)의 구체적인 구성과 활용 장치(100)에서 수행되는 구체적인 제어 방법에 대해서는 후술하도록 한다.A specific configuration of the utilization device 100 and a specific control method performed by the utilization device 100 will be described later.

활용 장치(100)에 대한 예시적인 블록도가 도 2에 나타나 있다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 활용 장치(100)는 수신부(210), 판단부(220) 및 제어부(230)를 포함하여 구성될 수 있다.An exemplary block diagram of a utilization device 100 is shown in FIG. 2 . As shown in FIG. 2 , the utilization device 100 may include a receiving unit 210 , a determination unit 220 and a control unit 230 .

수신부(210)는 시설물(140)의 온도를 수신할 수 있다(S310).The receiving unit 210 may receive the temperature of the facility 140 (S310).

시설물(140)의 온도는 시설물(140)에 설치된 온도센서를 통해 감지되며, 시설물(140)에 설치된 통신 모듈을 통해 유선 또는 무선으로 수신될 수 있다. 시설물(140)의 온도는 미리 설정된 주기로 감지되거나 실시간으로 감지될 수도 있다.The temperature of the facility 140 is detected through a temperature sensor installed in the facility 140 and may be received wired or wirelessly through a communication module installed in the facility 140 . The temperature of the facility 140 may be detected at a preset cycle or in real time.

판단부(220)는 시설물(140)의 온도와 해당 시설물(140)의 미리 설정된 온도 또는 미리 설정된 온도 범위를 비교하여, 시설물(140)의 온도가 미리 설정된 온도에 대응되거나 미리 설정된 온도 범위 내인지 여부를 판단할 수 있다(S320).The determination unit 220 compares the temperature of the facility 140 with a preset temperature or preset temperature range of the facility 140 to determine whether the temperature of the facility 140 corresponds to the preset temperature or is within the preset temperature range. It is possible to determine whether or not (S320).

시설물(140)의 온도가 미리 설정된 온도와 일치하거나 미리 설정된 온도를 기준으로 ±α 내인 경우에, 시설물(140)의 온도가 미리 설정된 온도에 대응되는 것으로 판단될 수 있다. 여기서, α는 시설물(140)의 온도가 미리 설정된 온도와 일치하는 것으로 간주될 수 있는 범위를 나타내는 값으로서, 가변될 수 있다.When the temperature of the facility 140 coincides with the preset temperature or is within ±α based on the preset temperature, it may be determined that the temperature of the facility 140 corresponds to the preset temperature. Here, α is a value representing a range in which the temperature of the facility 140 can be considered to match a preset temperature, and may be variable.

시설물(140)의 온도가 미리 설정된 온도 범위의 하한 이상이거나 하한을 초과하면서 미리 설정된 온도 범위의 상한 이하이거나 상한 미만인 경우에, 시설물(140)의 온도가 미리 설정된 온도 범위 내(미리 설정된 온도 범위를 벗어나지 않음)인 것으로 판단될 수 있다. 따라서, 시설물(140)의 온도가 미리 설정된 온도 범위의 하한 이하이거나 하한 미만이면서 미리 설정된 온도 범위의 상한 이상이거나 상한 초과인 경우에, 시설물(140)의 온도가 미리 설정된 온도 범위 외(미리 설정된 온도 범위를 벗어남)인 것으로 판단될 수 있다.When the temperature of the facility 140 is equal to or greater than the lower limit of the preset temperature range or exceeds the lower limit and is less than or equal to the upper limit of the preset temperature range, the temperature of the facility 140 is within the preset temperature range (within the preset temperature range) out) can be judged to be. Therefore, when the temperature of the facility 140 is less than or equal to the lower limit of the preset temperature range and is greater than or equal to the upper limit of the preset temperature range, the temperature of the facility 140 is outside the preset temperature range (preset temperature out of range).

제어부(230)는 판단부(220)의 판단 결과에 따라, 바이오 가스(정제된 바이오 가스)가 고질화 시스템(120) 및 열병합 시스템(130, 열병합 발전기) 중에서 어느 하나로 제공되도록 제어할 수 있다(S330).The control unit 230 may control the biogas (refined biogas) to be provided to any one of the upgrading system 120 and the cogeneration system 130 (cogeneration generator) according to the determination result of the determination unit 220 ( S330).

예를 들어, 시설물(140)의 온도가 미리 설정된 온도에 대응되거나 미리 설정된 온도 범위 내인 경우에는(S410) 시설물(140)의 온도가 적정하게 유지되고 있음을 의미할 수 있다. 따라서, 이 경우 제어부(230)는 정제된 바이오 가스가 고질화 시스템(120)으로 제공되도록 제어할 수 있다(S420). 다른 예로, 시설물(140)의 온도가 미리 설정된 온도에 대응되지 않거나 미리 설정된 온도 범위 외인 경우에는(S410) 시설물(140)의 온도가 적정하게 유지되고 있지 않음을 의미할 수 있다. 따라서, 이 경우 제어부(230)는 정제된 바이오 가스가 열병합 시스템(130)으로 제공되도록 제어할 수 있다(S430).For example, when the temperature of the facility 140 corresponds to a preset temperature or is within a preset temperature range (S410), it may mean that the temperature of the facility 140 is appropriately maintained. Therefore, in this case, the controller 230 may control the purified biogas to be provided to the upgrading system 120 (S420). As another example, if the temperature of the facility 140 does not correspond to the preset temperature or is outside the preset temperature range (S410), it may mean that the temperature of the facility 140 is not properly maintained. Therefore, in this case, the controller 230 may control the purified biogas to be provided to the cogeneration system 130 (S430).

이와 같이, 본 발명은 시설물(140)의 온도를 기준으로 바이오 가스를 선택적으로 제공함으로써, 바이오 가스를 전기 생성, 냉온수 생성(또는, 냉난방), 연료로의 이용 등과 같은 다양한 용도로 활용할 수 있다.As such, the present invention selectively provides biogas based on the temperature of the facility 140, so that biogas can be used for various purposes such as electricity generation, cold and hot water generation (or cooling and heating), and use as fuel.

활용 시스템에 대한 구체적인 블록도가 도 5에 나타나 있다.A specific block diagram of the utilization system is shown in FIG. 5 .

바이오 가스 처리 시스템(110)은 혐기성 소화조(510), Bio Gas Bag(520) 및 전처리 시스템(530)을 포함하여 구성될 수 있다.The biogas treatment system 110 may include an anaerobic digestion tank 510, a Bio Gas Bag 520, and a pretreatment system 530.

혐기성 소화조(510)에서는 음식물, 축산 분뇨, 슬러지 등의 유기성 폐기물이 박테리아에 의해 분해되어 바이오 가스가 생성되며, 생성된 바이오 가스는 Bio Gas Bag(520)에 수집 및 저장될 수 있다.In the anaerobic digestion tank 510, organic waste such as food, livestock manure, and sludge is decomposed by bacteria to generate biogas, and the generated biogas can be collected and stored in the Bio Gas Bag 520.

Bio Gas Bag(520)에 수집 및 저장된 바이오 가스는 전처리 시스템(530)을 통해 수분과 황화수소가 제거될 수 있다. 구체적으로, 전처리 시스템(530)은 Bio Gas Bag(520)에 수집 및 저장된 바이오 가스에 제습 과정과 탈황 과정을 적용하여 수분과 황화수소가 제거된 '정제된 바이오 가스'를 생성할 수 있다. 이러한 전처리 과정을 통해, 산성물질이 제거되므로, 배관의 부식이 방지될 수 있다.Moisture and hydrogen sulfide may be removed from the biogas collected and stored in the Bio Gas Bag 520 through the pretreatment system 530. Specifically, the pretreatment system 530 may generate 'purified biogas' from which moisture and hydrogen sulfide are removed by applying a dehumidification process and a desulfurization process to the biogas collected and stored in the bio gas bag 520. Through this pretreatment process, since acidic substances are removed, corrosion of pipes can be prevented.

정제된 바이오 가스는 밸브 시스템(540)을 통해 고질화 시스템(120) 또는 열병합 시스템(550)으로 이동할 수 있다. 밸브 시스템(540)은 바이오 가스 처리 시스템(110)에 연결된 제1벨브(542), 고질화 시스템(120)에 연결된 제2벨브(544) 및, 열병합 시스템(130)에 연결된 제3벨브(546)를 포함하여 구성될 수 있다. The purified biogas may move to the upgrading system 120 or the cogeneration system 550 through the valve system 540 . The valve system 540 includes a first valve 542 connected to the biogas treatment system 110, a second valve 544 connected to the upgrading system 120, and a third valve 546 connected to the cogeneration system 130. ).

벨브 시스템(540)의 각 벨브들(542, 544, 546)은 활용 장치(100)의 제어에 의해 오픈 또는 차단될 수 있다. 예를 들어, 활용 장치(100)는 시설물(140)의 온도가 미리 설정된 온도에 대응되거나 미리 설정된 온도 범위 내인 경우에, 열병합 시스템(130)에 연결된 제3밸브(546)를 차단하고 고질화 시스템(120)에 연결된 제2밸브(544)를 오픈하여 바이오 가스가 고질화 시스템(120)으로 제공되도록 제어할 수 있다. 다른 예로, 활용 장치(100)는 시설물(140)의 온도가 미리 설정된 온도에 대응되지 않거나 미리 설정된 온도 범위 외인 경우에, 열병합 시스템(130)에 연결된 제3밸브(546)를 오픈하고 고질화 시스템(120)에 연결된 제2밸브(544)를 차단하여 바이오 가스가 열병합 시스템(130)으로 제공되도록 제어할 수 있다.Each of the valves 542 , 544 , and 546 of the valve system 540 may be opened or blocked by the control of the utilization device 100 . For example, when the temperature of the facility 140 corresponds to a preset temperature or is within a preset temperature range, the utilization device 100 shuts off the third valve 546 connected to the cogeneration system 130 to upgrade the quality system. By opening the second valve 544 connected to 120, the biogas can be controlled to be supplied to the upgrading system 120. As another example, the utilization device 100 opens the third valve 546 connected to the cogeneration system 130 when the temperature of the facility 140 does not correspond to the preset temperature or is outside the preset temperature range, and the upgrading system By blocking the second valve 544 connected to 120, it is possible to control the biogas to be provided to the cogeneration system 130.

또한, 시설물(140)의 온도가 미리 설정된 온도에 대응되거나 미리 설정된 온도 범위 내인 경우에, 열병합 시스템(130)의 하위 구성들이 모두 off되며 고질화 시스템(120)의 하위 구성들이 모두 on되어 고질화 과정이 수행될 수 있다. 나아가, 시설물(140)의 온도가 미리 설정된 온도에 대응되지 않거나 미리 설정된 온도 범위 외인 경우에, 고질화 시스템(120)의 하위 구성들이 모두 off되며, 열병합 시스템(130)의 하위 구성들이 모두 on되어 열병합 과정이 수행될 수 있다. In addition, when the temperature of the facility 140 corresponds to the preset temperature or is within the preset temperature range, all sub-components of the cogeneration system 130 are turned off and all sub-components of the upgrading system 120 are turned on to improve quality. process can be performed. Furthermore, when the temperature of the facility 140 does not correspond to the preset temperature or is outside the preset temperature range, all sub-components of the upgrading system 120 are turned off and all sub-components of the cogeneration system 130 are turned on. A cogeneration process may be performed.

고질화 시스템(120)은 압축부(550) 및 고질화부(560)를 포함하여 구성될 수 있다. The upgrading system 120 may include a compression unit 550 and a upgrading unit 560 .

압축부(550)는 바이오 가스 고질화 과정의 효율을 높이기 위해 '정제된 바이오 가스'의 압력을 상승시킬 수 있다. 고질화부(560)는 압축된 바이오 가스로부터 메탄과 이산화탄소를 분리하여 미리 설정된 값 이상의 메탄 함유 비율을 가지는 바이오 가스를 생성할 수 있다. 여기서, 미리 설정된 값은 바이오 가스의 용도(도시가스 또는 차량 연료)에 따라 달라질 수 있다. 일 예로, 바이오 가스를 차량 연료로 이용하고자 하는 경우, 고질화부(560)는 압축된 바이오 가스를 96 퍼센트 이상의 함유 비율을 가지는 바이오 가스로 업그레이드할 수 있다.The compression unit 550 may increase the pressure of the 'refined biogas' to increase the efficiency of the biogas upgrading process. The upgrading unit 560 may separate methane and carbon dioxide from the compressed biogas to generate biogas having a methane content ratio greater than or equal to a preset value. Here, the preset value may vary depending on the use of biogas (city gas or vehicle fuel). For example, if you want to use biogas as a vehicle fuel, the upgrade unit 560 may upgrade the compressed biogas to biogas having a content of 96 percent or more.

고질화부(560)는 물을 이용한 흡수법, 화학물질(흡수제)을 이용한 흡수법, 흡착법 및, 막 분리법 등 중에서 하나 이상의 방법을 이용하여 바이오 가스를 업그레이드할 수 있다. 실시형태에 따라, 업그레이드의 효율을 더욱 높이기 위해, 압축된 바이오 가스로부터 수분을 제거하는 제습 과정이 추가적으로 수행될 수도 있다.The upgrading unit 560 may upgrade biogas by using at least one method among an absorption method using water, an absorption method using a chemical substance (absorbent), an adsorption method, and a membrane separation method. Depending on the embodiment, in order to further increase the efficiency of the upgrade, a dehumidification process of removing moisture from the compressed biogas may be additionally performed.

열병합 시스템(130)은 열병합 발전기(570) 및 열흡수식 냉동기(590)를 포함하여 구성될 수 있다.The cogeneration system 130 may include a cogeneration generator 570 and a heat absorption chiller 590 .

열병합 발전기(570)는 정제된 바이오 가스를 에너지원으로 하여 전기와 폐열(발전열)을 생성할 수 있다. 시설물(140)의 온도 상승(난방)이 요구되는 경우, 폐열은 송풍기(580)를 통해 시설물(140)에 제공될 수 있다(온풍). 시설물(140)의 온도 하강(냉방)이 요구되는 경우, 폐열은 열흡수식 냉동기(590)를 거쳐 냉풍으로 변환된 후에 송풍기(580)를 통해 시설물(140)에 제공될 수 있다(냉풍).The combined heat and power generator 570 may generate electricity and waste heat (generation heat) using purified biogas as an energy source. When a temperature increase (heating) of the facility 140 is required, waste heat may be supplied to the facility 140 through the blower 580 (warm air). When a temperature drop (cooling) of the facility 140 is required, the waste heat may be converted into cold air through the heat absorption chiller 590 and then provided to the facility 140 through the blower 580 (cold air).

도 3 및 도 4에서는 각 과정들을 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나, 이는 본 발명의 일 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것이다. 다시 말해, 본 발명의 일 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 일 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 도 3 및 도 4에 기재된 순서를 변경하여 실행하거나 각 과정들 중 하나 이상의 과정을 병렬적으로 실행하는 것으로 다양하게 수정 및 변형하여 적용 가능할 것이므로, 도 3 및 도 4는 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다.3 and 4 describe that each process is sequentially executed, but this is merely an example of the technical idea of one embodiment of the present invention. In other words, those skilled in the art to which an embodiment of the present invention belongs may change and execute the order described in FIGS. 3 and 4 without departing from the essential characteristics of an embodiment of the present invention, or among each process. Since one or more processes can be applied in parallel to various modifications and variations, FIGS. 3 and 4 are not limited to a time-series sequence.

한편, 도 3 및 도 4에 도시된 과정들은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 즉, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등) 및 캐리어 웨이브(예를 들면, 인터넷을 통한 전송)와 같은 저장매체를 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.Meanwhile, the processes shown in FIGS. 3 and 4 can be implemented as computer readable codes on a computer readable recording medium. A computer-readable recording medium includes all types of recording devices in which data that can be read by a computer system is stored. That is, computer-readable recording media include magnetic storage media (eg, ROM, floppy disk, hard disk, etc.), optical reading media (eg, CD-ROM, DVD, etc.) and carrier waves (eg, Internet Transmission through) and the same storage medium. In addition, the computer-readable recording medium may be distributed to computer systems connected through a network to store and execute computer-readable codes in a distributed manner.

이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely an example of the technical idea of the present embodiment, and various modifications and variations can be made to those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present embodiment. Therefore, the present embodiments are not intended to limit the technical idea of the present embodiment, but to explain, and the scope of the technical idea of the present embodiment is not limited by these embodiments. The scope of protection of this embodiment should be construed according to the claims below, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of rights of this embodiment.

Claims (9)

바이오 가스를 활용하는 방법으로서,
미리 설정된 온도 또는 미리 설정된 온도 범위의 유지가 요구되는 시설물의 온도를 수신하는 단계;
상기 수신된 시설물의 온도가 상기 미리 설정된 온도에 대응되는지 여부 또는 상기 미리 설정된 온도 범위 내인지 여부를 판단하는 단계; 및
상기 시설물의 온도가 상기 미리 설정된 온도에 대응되지 않거나 상기 미리 설정된 온도 범위 외인 경우에 상기 바이오 가스가 열병합 시스템으로 제공되도록 제어하고, 상기 시설물의 온도가 상기 미리 설정된 온도에 대응되거나 상기 미리 설정된 온도 범위 내인 경우에 상기 바이오 가스가 고질화 시스템으로 제공되도록 제어하고,
상기 바이오 가스는,
소화조로부터 발생된 비정제 가스를 bio gas bag에 수집 및 저장하고, 전처리 시스템을 이용해 상기 bio gas bag에 수집 및 저장된 상기 비정제 가스로부터 수분 및 황화수소를 제거한 후 상기 고질화 시스템 및 상기 열병합 시스템 중에서 어느 하나로만 제공되고,
상기 고질화 시스템은, 정제된 상기 바이오 가스를 압축하는 압축부와, 상기 압축부와 연결된 고질화부를 포함하는, 바이오 가스 활용 방법.As a method of utilizing biogas,
Receiving a temperature of a facility requiring maintenance of a preset temperature or a preset temperature range;
determining whether the received temperature of the facility corresponds to the preset temperature or is within the preset temperature range; and
When the temperature of the facility does not correspond to the preset temperature or is outside the preset temperature range, the biogas is controlled to be supplied to the cogeneration system, and the temperature of the facility corresponds to the preset temperature or the preset temperature range. In the case of internal combustion, the biogas is controlled to be provided to the upgrading system,
The biogas,
Unrefined gas generated from the digester is collected and stored in a bio gas bag, moisture and hydrogen sulfide are removed from the unrefined gas collected and stored in the bio gas bag using a pretreatment system, and then any one of the upgrading system and the cogeneration system is used. Provided with only one
The high quality system includes a compression unit for compressing the purified biogas, and a high quality unit connected to the compression unit. 제1항에 있어서,
상기 제어하는 단계는,
상기 고질화 시스템에 연결된 밸브(valve)를 차단하고 상기 열병합 시스템에 연결된 밸브를 개방하여, 상기 바이오 가스가 상기 열병합 시스템으로 제공되도록 제어하는, 바이오 가스 활용 방법.According to claim 1,
The control step is
A biogas utilization method of controlling the biogas to be provided to the cogeneration system by blocking a valve connected to the upgrading system and opening a valve connected to the cogeneration system. 제1항에 있어서,
상기 제어하는 단계는,
상기 열병합 시스템에 연결된 밸브를 차단하고 상기 고질화 시스템에 연결된 밸브를 오픈하여, 상기 바이오 가스가 상기 고질화 시스템으로 제공되도록 제어하는, 바이오 가스 활용 방법.According to claim 1,
The control step is
A biogas utilization method of controlling the biogas to be provided to the upgrading system by blocking a valve connected to the cogeneration system and opening a valve connected to the upgrading system. 제1항에 있어서,
상기 고질화 시스템은,
메탄(CH4)의 함유 비율이 미리 설정된 값 이상이 되도록, 상기 바이오 가스를 업그레이드하는, 바이오 가스 활용 방법.According to claim 1,
The high quality system,
Upgrading the biogas so that the content ratio of methane (CH 4 ) is greater than or equal to a preset value, biogas utilization method. 삭제delete 바이오 가스를 활용하는 장치로서,
미리 설정된 온도 범위 또는 미리 설정된 온도 범위의 유지가 요구되는 시설물의 온도를 수신하는 수신부;
상기 수신된 시설물의 온도가 상기 미리 설정된 온도에 대응되는지 여부 또는 상기 미리 설정된 온도 범위 내인지 여부를 판단하는 판단부; 및
상기 시설물의 온도가 상기 미리 설정된 온도에 대응되지 않거나 상기 미리 설정된 온도 범위 외인 경우에 상기 바이오 가스가 열병합 시스템으로 제공되도록 제어하고, 상기 시설물의 온도가 상기 미리 설정된 온도에 대응되거나 상기 미리 설정된 온도 범위 내인 경우에 상기 바이오 가스가 고질화 시스템으로 제공되도록 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 바이오 가스는,
소화조로부터 발생된 비정제 가스를 bio gas bag에 수집 및 저장하고, 전처리 시스템을 이용해 상기 bio gas bag에 수집 및 저장된 상기 비정제 가스로부터 수분 및 황화수소를 제거한 후 상기 고질화 시스템 및 상기 열병합 시스템 중에서 어느 하나로만 제공되고,
상기 고질화 시스템은, 정제된 상기 바이오 가스를 압축하는 압축부와, 상기 압축부와 연결된 고질화부를 포함하는, 바이오 가스 활용 장치.As a device utilizing biogas,
a receiving unit for receiving a preset temperature range or a temperature of a facility for which maintenance of the preset temperature range is required;
a determination unit that determines whether the received temperature of the facility corresponds to the preset temperature or is within the preset temperature range; and
When the temperature of the facility does not correspond to the preset temperature or is outside the preset temperature range, the biogas is controlled to be supplied to the cogeneration system, and the temperature of the facility corresponds to the preset temperature or the preset temperature range. Including a control unit for controlling the biogas to be provided to the upgrading system when it is inside,
The biogas,
Unrefined gas generated from the digester is collected and stored in a bio gas bag, moisture and hydrogen sulfide are removed from the unrefined gas collected and stored in the bio gas bag using a pretreatment system, and then any one of the upgrading system and the cogeneration system is used. Provided with only one
The high quality system includes a compression unit for compressing the purified biogas, and a high quality unit connected to the compression unit. 제6항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 고질화 시스템에 연결된 밸브(valve)를 차단하고 상기 열병합 시스템에 연결된 밸브를 개방하여, 상기 바이오 가스가 상기 열병합 시스템으로 제공되도록 제어하는, 바이오 가스 활용 장치.According to claim 6,
The control unit,
A biogas utilization device for controlling the biogas to be provided to the cogeneration system by blocking a valve connected to the high quality system and opening a valve connected to the cogeneration system. 제6항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 열병합 시스템에 연결된 밸브를 차단하고 상기 고질화 시스템에 연결된 밸브를 오픈하여, 상기 바이오 가스가 상기 고질화 시스템으로 제공되도록 제어하는, 바이오 가스 활용 장치.According to claim 6,
The control unit,
A biogas utilization device for controlling the biogas to be provided to the upgrading system by blocking a valve connected to the cogeneration system and opening a valve connected to the upgrading system. 제6항에 있어서,
상기 고질화 시스템은,
메탄(CH4)의 함유 비율이 미리 설정된 값 이상이 되도록, 상기 바이오 가스를 업그레이드하는, 바이오 가스 활용 장치.According to claim 6,
The high quality system,
A biogas utilization device that upgrades the biogas so that the content ratio of methane (CH 4 ) is greater than or equal to a preset value.
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