KR102516703B1 - Floating device for supplying hydrogen - Google Patents

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Abstract

부유식 수소공급장치가 개시된다. 본 실시 예에 의한 부유식 수소공급장치는 액상 암모니아 및 이의 증발가스를 저장하는 저장탱크, 상술한 저장탱크의 증발가스를 가압하는 제1 압축기가 마련되고, 상술한 제1 압축기에 의해 가압된 증발가스를 공급하는 증발가스 공급라인, 상술한 저장탱크의 액상 암모니아를 가압하는 제1 가압펌프가 마련되고, 상술한 제1 펌프에 의해 가압된 액상 암모니아를 공급하는 암모니아 공급라인, 상술한 증발가스 공급라인 및 암모니아 공급라인으로부터 공급받은 암모니아를 반응시키는 암모니아 반응라인, 및 상술한 반응에 의해 생성된 수소를 육상의 수요처로 공급하는 수소 공급라인을 포함하고, 상술한 암모니아 반응라인은 상술한 증발가스 공급라인 및 암모니아 공급라인으로부터 공급된 암모니아를 수용하되 기체성분 및 액체성분으로 분리시키는 제1 기액분리기와, 상술한 제1 기액분리기의 기체성분 및 액체성분 중 적어도 어느 하나를 공급받아 혼합유체를 생성하는 반응기와, 상술한 제1 기액분리기의 기체성분을 상술한 반응기로 공급하는 기체성분 공급라인과, 상술한 제1 기액분리기의 액체성분을 상술한 반응기로 공급하는 액체성분 공급라인을 포함하여 제공될 수 있다.A floating hydrogen supply device is disclosed. The floating hydrogen supply device according to the present embodiment is provided with a storage tank for storing liquid ammonia and its evaporation gas, and a first compressor for pressurizing the evaporation gas of the above-described storage tank, and the pressurized evaporation by the first compressor described above. A boil-off gas supply line for supplying gas, a first pressurizing pump for pressurizing the liquid ammonia in the above-described storage tank are provided, and an ammonia supply line for supplying the liquid ammonia pressurized by the above-described first pump, and the above-described boil-off gas supply It includes an ammonia reaction line for reacting ammonia supplied from the line and the ammonia supply line, and a hydrogen supply line for supplying hydrogen generated by the above-described reaction to a demand place on land, and the above-mentioned ammonia reaction line supplies the above-mentioned boil-off gas A first gas-liquid separator for receiving the ammonia supplied from the line and the ammonia supply line and separating it into a gas component and a liquid component, and receiving at least one of the gas component and liquid component of the first gas-liquid separator described above to generate a mixed fluid A reactor, a gas component supply line for supplying the gas component of the first gas-liquid separator to the reactor, and a liquid component supply line for supplying the liquid component of the first gas-liquid separator to the reactor. can

Description

부유식 수소공급장치{FLOATING DEVICE FOR SUPPLYING HYDROGEN}Floating hydrogen supply device {FLOATING DEVICE FOR SUPPLYING HYDROGEN}

본 발명은 부유식 수소공급장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 수요처의 공급조건에 맞게 암모니아를 처리하고 수소를 공급하는 부유식 수소공급장치에 관한 것이다. The present invention relates to a floating hydrogen supply device, and more particularly, to a floating hydrogen supply device that treats ammonia and supplies hydrogen according to the supply conditions of a customer.

암모니아는 상온에서도 조금만 가압하여 쉽게 액체로 존재하기 때문에 기존의 LPG 충전인프라를 그대로 활용할 수 있어, 최근 각종 수요처의 에너지원으로 활용하고자 하는 개발이 이루어지고 있다. Since ammonia easily exists as a liquid even at room temperature with a little pressurization, existing LPG charging infrastructure can be utilized as it is, and recent developments are being made to use it as an energy source for various consumers.

한편, 암모니아는 독성을 가지고 있기 때문에 역치 이상 포함된 경우에는 이를 처리할 필요가 있다. 따라서, 종래부터 여러가지 암모니아 처리방법이 검토되어 왔다. 예를 들어, 암모니아를 질소와 수소로 분해하는 방법 등이 제안되어 왔다. On the other hand, since ammonia has toxicity, it is necessary to treat it when it is contained above the threshold. Therefore, conventionally, various ammonia treatment methods have been studied. For example, a method of decomposing ammonia into nitrogen and hydrogen has been proposed.

그러나, 암모니아 처리 설비를 육상에 마련할 경우, 상술한 암모니아의 독성 때문에 각종 민원 발생 및 위험 요소가 존재한다는 문제점이 존재한다. 이에, 암모니아를 처리하고 이로부터 수소를 생산하는 설비를 해상의 플랫폼에 마련할 필요성이 제기된다.However, when the ammonia treatment facility is provided on land, there are problems in that various civil complaints and risk factors exist due to the toxicity of the ammonia described above. Accordingly, there is a need to provide facilities for treating ammonia and producing hydrogen therefrom on an offshore platform.

대한민국 공개특허공보 10-2008-0016805 호(2008. 02. 22. 공개)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2008-0016805 (2008. 02. 22. Publication)

본 발명의 실시 예는 육상의 각 수요처에 안정적으로 수소를 공급하는 부유식 수소공급장치를 제공하고자 한다.An embodiment of the present invention is to provide a floating hydrogen supply device that stably supplies hydrogen to each demand point on land.

본 발명의 실시 예는 설비 운용의 효율성을 도모할 수 있는 부유식 수소공급장치를 제공하고자 한다.An embodiment of the present invention is to provide a floating hydrogen supply device that can promote the efficiency of facility operation.

본 발명의 실시 예는 수소 제조공정의 생산성 및 효율을 향상시킬 수 있는 부유식 수소공급장치를 제공하고자 한다.An embodiment of the present invention is to provide a floating hydrogen supply device capable of improving the productivity and efficiency of the hydrogen production process.

본 발명의 실시 예는 암모니아 처리 공정의 신뢰성을 도모할 수 있는 부유식 수소공급장치를 제공하고자 한다.An embodiment of the present invention is to provide a floating hydrogen supply device that can promote the reliability of the ammonia treatment process.

본 발명의 실시 예는 열 공급 효율을 향상시킬 수 있는 부유식 수소공급장치를 제공하고자 한다.An embodiment of the present invention is to provide a floating hydrogen supply device capable of improving heat supply efficiency.

본 발명의 일 측면에 따르면, 액상 암모니아 및 이의 증발가스를 저장하는 저장탱크, 상기 저장탱크의 증발가스를 가압하는 제1 압축기가 마련되고, 상기 제1 압축기에 의해 가압된 증발가스를 공급하는 증발가스 공급라인, 상기 저장탱크의 액상 암모니아를 가압하는 제1 가압펌프가 마련되고, 상기 제1 펌프에 의해 가압된 액상 암모니아를 공급하는 암모니아 공급라인, 상기 증발가스 공급라인 및 암모니아 공급라인으로부터 공급받은 암모니아를 반응시키는 암모니아 반응라인, 및 상기 반응에 의해 생성된 수소를 육상의 수요처로 공급하는 수소 공급라인을 포함하고, 상기 암모니아 반응라인은 상기 증발가스 공급라인 및 암모니아 공급라인으로부터 공급된 암모니아를 수용하되 기체성분 및 액체성분으로 분리시키는 제1 기액분리기와, 상기 제1 기액분리기의 기체성분 및 액체성분 중 적어도 어느 하나를 공급받아 혼합유체를 생성하는 반응기와, 상기 제1 기액분리기의 기체성분을 상기 반응기로 공급하는 기체성분 공급라인과, 상기 제1 기액분리기의 액체성분을 상기 반응기로 공급하는 액체성분 공급라인을 포함하여 제공될 수 있다.According to one aspect of the present invention, a storage tank for storing liquid ammonia and boil-off gas thereof, and a first compressor for pressurizing boil-off gas in the storage tank are provided, and an vaporizer for supplying boil-off gas pressurized by the first compressor is provided. A gas supply line, a first pressure pump for pressurizing the liquid ammonia in the storage tank are provided, and an ammonia supply line for supplying the liquid ammonia pressurized by the first pump, the boil-off gas supply line, and the ammonia supply line It includes an ammonia reaction line for reacting ammonia, and a hydrogen supply line for supplying hydrogen generated by the reaction to a demand place on land, wherein the ammonia reaction line receives the ammonia supplied from the boil-off gas supply line and the ammonia supply line. However, a first gas-liquid separator for separating gas and liquid components, a reactor for generating a mixed fluid by receiving at least one of the gas and liquid components of the first gas-liquid separator, and the gas component of the first gas-liquid separator It may be provided including a gas component supply line for supplying the reactor and a liquid component supply line for supplying the liquid component of the first gas-liquid separator to the reactor.

상기 기체성분 공급라인은 상기 제1 기액분리기의 기체성분을 가압하여 고온, 고압으로 변환시키는 제2 압축기를 구비하여 제공될 수 있다. The gas component supply line may be provided with a second compressor that pressurizes the gas components of the first gas-liquid separator and converts them into high temperature and high pressure.

상기 액체성분 공급라인은 상기 제1 기액분리기의 액체성분을 가압시키는 제2 가압펌프와, 상기 제2 가압펌프에 의해 가압된 액체성분을 예열시키는 예열히터를 구비하여 제공될 수 있다.The liquid component supply line may include a second pressure pump for pressurizing the liquid component of the first gas-liquid separator, and a preheater for preheating the liquid component pressurized by the second pressure pump.

연료를 연소시키는 버너가 마련되고, 상기 버너의 연소반응에 의해 발생된 열을 상기 반응기로 공급하는 열 공급라인, 상기 가압된 증발가스 및 상기 제1 기액분리기의 기체성분의 일부를 혼합시키는 믹서가 마련되고 상기 믹서에 의해 혼합된 암모니아를 연료로 하여 상기 버너에 공급하는 연료 공급라인, 상기 가압된 증발가스를 상기 믹서로 공급하는 제1 연료 공급라인과, 상기 기체성분을 상기 믹서로 공급하는 제2 연료 공급라인을 더 포함하되, 상기 제2 압축기 및 예열히터는 상기 반응기로 공급되는 열을 보충하도록 마련될 수 있다.A burner for burning fuel is provided, a heat supply line for supplying heat generated by a combustion reaction of the burner to the reactor, a mixer for mixing the pressurized boil-off gas and some of the gas components of the first gas-liquid separator A fuel supply line provided and supplying ammonia mixed by the mixer to the burner as fuel, a first fuel supply line supplying the pressurized boil-off gas to the mixer, and a gas component supplied to the mixer. 2 fuel supply lines may be further included, but the second compressor and the preheater may be provided to supplement heat supplied to the reactor.

상기 증발가스 공급라인은 상기 제1 압축기에 의해 가압된 증발가스를 냉각시키는 제1 쿨러를 더 포함하고, 상기 암모니아 공급라인은 상기 제1 가압펌프에 의해 가압된 액상 암모니아를 가열시키는 히터를 더 포함하여 제공될 수 있다.The boil-off gas supply line further includes a first cooler for cooling the boil-off gas pressurized by the first compressor, and the ammonia supply line further includes a heater for heating the liquid ammonia pressurized by the first pressure pump. can be provided.

상기 수소 공급라인은 상기 반응기에 의해 생성된 혼합유체로부터 수소를 분리시키는 수소 분리부와, 상기 수소 분리부로부터 분리된 수소를 상기 수요처로 공급하는 수요처 공급라인을 포함하여 제공될 수 있다.The hydrogen supply line may include a hydrogen separator for separating hydrogen from the mixed fluid generated by the reactor, and a customer supply line for supplying the hydrogen separated from the hydrogen separator to the customer.

상기 수소 분리부는 상기 혼합유체를 냉각시키는 제2 쿨러와, 상기 제2 쿨러에 의해 냉각된 혼합유체를 수용하되 기체성분 및 액체성분으로 분리시키는 제2 기액분리기와, 상기 제2 기액분리기의 기체성분으로부터 수소를 분리하는 필터부를 포함하고, 상기 필터부는 상기 혼합기체로부터 암모니아 기체를 제거하는 암모니아 제거부와, 상기 암모니아 기체가 제거된 혼합기체로부터 상기 수소만을 정제하는 수소 정제부를 포함하고, 상기 암모니아 반응라인은 상기 제2 기액분리기의 액체성분을 상기 제1 기액분리기 전단으로 공급하는 액체성분 회수라인을 포함하여 제공될 수 있다.The hydrogen separator includes a second cooler for cooling the mixed fluid, a second gas-liquid separator for accommodating the mixed fluid cooled by the second cooler and separating it into a gas component and a liquid component, and a gas component of the second gas-liquid separator. A filter unit for separating hydrogen from the gas mixture, wherein the filter unit includes an ammonia removal unit for removing ammonia gas from the mixed gas and a hydrogen purification unit for purifying only the hydrogen from the mixed gas from which the ammonia gas is removed, and the ammonia reaction The line may include a liquid component recovery line for supplying liquid components from the second gas-liquid separator to a front end of the first gas-liquid separator.

본 발명의 실시 예에 의한 부유식 수소공급장치는 육상의 각 수요처에 수소를 효율적으로 공급할 수 있는 효과를 가진다.The floating hydrogen supply device according to an embodiment of the present invention has an effect of efficiently supplying hydrogen to each demand place on land.

본 발명의 실시 예에 의한 부유식 수소공급장치는 설비 운용의 효율성을 도모할 수 있는 효과를 가진다.The floating hydrogen supply device according to an embodiment of the present invention has the effect of promoting the efficiency of facility operation.

본 발명의 실시 예에 의한 부유식 수소공급장치는 수소 제조 공정의 생산성 및 효율이 향상되는 효과를 가진다.The floating hydrogen supply device according to an embodiment of the present invention has an effect of improving productivity and efficiency of the hydrogen production process.

본 발명의 실시 예에 의한 부유식 수소공급장치는 암모니아 처리 공정의 신뢰성을 도모할 수 있는 효과를 가진다.The floating hydrogen supply device according to an embodiment of the present invention has an effect of promoting the reliability of the ammonia treatment process.

본 발명의 실시 예에 의한 부유식 수소공급장치는 암모니아 반응에 있어서 열 공급 효율을 향상시킬 수 있는 효과를 가진다.The floating hydrogen supply device according to an embodiment of the present invention has the effect of improving the heat supply efficiency in the ammonia reaction.

도 1은 본 발명의 실시 예에 의한 암모니아 운반선, 부유식 수소공급장치 및 수요처와의 관계를 나타낸 개념도이다.
도 2는 도 1의 부유식 수소공급장치의 구성요소를 나타낸 것이다.1 is a conceptual diagram showing the relationship between an ammonia carrier, a floating hydrogen supply device, and a demand place according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 shows the components of the floating hydrogen supply device of Figure 1.

이하에서는 본 발명의 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments introduced below are provided as examples to sufficiently convey the spirit of the present invention to those skilled in the art. The present invention is not limited to the embodiments described below and may be embodied in other forms. In order to clearly explain the present invention, parts irrelevant to the description are omitted from the drawings, and in the drawings, the width, length, thickness, etc. of components may be exaggerated for convenience. Like reference numbers indicate like elements throughout the specification.

도 1은 본 발명의 실시 예에 의한 암모니아 운반선, 부유식 수소공급장치 및 수요처와의 관계를 나타낸 개념도이고, 도 2는 도 1의 부유식 수소공급장치의 구성요소를 나타낸 것이다.1 is a conceptual diagram showing the relationship between an ammonia carrier, a floating hydrogen supply device and a demand place according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows the components of the floating hydrogen supply device of FIG.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 의한 부유식 수소공급장치(100)은 운반선(10)으로부터 암모니아를 공급받아 저온의 액상 암모니아 및 이의 증발가스를 저장하는 저장탱크(110)을 포함한다. 암모니아 운반선(10)은 대략 ―34℃의 상압의 액상 암모니아를 저장할 수 있으며, 부유식 수소공급장치(100)은 로딩암(미도시) 등 다양한 수단을 통해 암모니아 운반선(10)으로부터 암모니아를 공급받아 저장탱크(110)에 저장한다. Referring to FIG. 1, the floating hydrogen supply device 100 according to an embodiment of the present invention includes a storage tank 110 for receiving ammonia from a carrier 10 and storing low-temperature liquid ammonia and boil-off gas thereof. . The ammonia carrier 10 can store liquid ammonia at atmospheric pressure of about -34 ° C, and the floating hydrogen supply device 100 receives ammonia from the ammonia carrier 10 through various means such as a loading arm (not shown) It is stored in the storage tank 110.

도 2를 참조하면, 부유식 수소공급장치(100)은 저장탱크(110)로부터 공급받은 암모니아로부터 수소를 발생시키고, 육상의 수요처의 요구조건에 맞게 수소를 변환시켜 공급하는 구성들을 포함한다. 즉, 저장탱크(110), 저장탱크(110)의 증발가스를 가압하는 제1 압축기(111)가 마련되고, 제1 압축기(111)를 통과하여 가압된 증발가스를 공급하는 증발가스 공급라인(101), 저장탱크(110)의 액상 암모니아를 가압하는 제1 가압펌프(112)가 마련되고, 제1 가압펌프(112)를 통과하여 가압된 암모니아를 공급하는 암모니아 공급라인(102), 증발가스 공급라인(101) 및 암모니아 공급라인(102)으로부터 암모니아를 공급받아 반응시키는 암모니아 반응라인(103), 상술한 반응에 의해 생성된 수소를 육상의 수요처로 공급하는 수소 공급라인(107)을 포함하여 마련될 수 있다. 또한, 부유식 수소공급장치(100)는 후술할 버너(122)를 마련하여 반응기(120)로 열을 공급하는 열 공급라인(140), 버너(122)에 연료를 공급하기 위한 연료 공급라인(104), 가압된 증발가스를 후술할 믹서(121)로 공급하는 제1 연료 공급라인(104a)과, 기체성분을 믹서(121)로 공급하는 제2 연료 공급라인(104b)을 포함하여 마련될 수 있다.Referring to FIG. 2, the floating hydrogen supply device 100 generates hydrogen from ammonia supplied from the storage tank 110, and includes configurations for converting and supplying hydrogen to meet the requirements of land demand. That is, the storage tank 110 and the first compressor 111 for pressurizing the boil-off gas of the storage tank 110 are provided, and the boil-off gas supply line for supplying the pressurized boil-off gas through the first compressor 111 ( 101), a first pressurization pump 112 for pressurizing liquid ammonia in the storage tank 110 is provided, and an ammonia supply line 102 for supplying pressurized ammonia passing through the first pressurization pump 112, boil-off gas Including the ammonia reaction line 103 for receiving and reacting ammonia from the supply line 101 and the ammonia supply line 102, and the hydrogen supply line 107 for supplying hydrogen generated by the above reaction to a demand place on land, can be provided. In addition, the floating hydrogen supply device 100 provides a burner 122 to be described later, a heat supply line 140 for supplying heat to the reactor 120, and a fuel supply line for supplying fuel to the burner 122 ( 104), a first fuel supply line 104a for supplying pressurized boil-off gas to a mixer 121 to be described later, and a second fuel supply line 104b for supplying gaseous components to the mixer 121. can

저장탱크(110)는 저온의 액상 암모니아 및 이의 증발가스를 저장한다. 저장탱크(110)는 외부의 열 침입에 의한 액상 암모니아의 기화를 최소화할 수 있도록 단열 처리된 멤브레인 타입의 화물창으로 마련될 수 있다. 저장탱크(110)의 내부에는 가압펌프(112)가 마련되어 설정된 압력에 따라 저온의 액상 암모니아를 가압하여 외부로 내보낼 수 있다. The storage tank 110 stores low-temperature liquid ammonia and its evaporation gas. The storage tank 110 may be provided as an insulated membrane-type cargo hold to minimize vaporization of liquid ammonia due to external heat intrusion. A pressure pump 112 is provided inside the storage tank 110 to pressurize low-temperature liquid ammonia according to a set pressure and send it to the outside.

증발가스 공급라인(101) 및 암모니아 공급라인(102)은 저장탱크(110)에 존재하는 증발가스 및 액상 암모니아를 가압하여 암모니아 반응라인(103)으로 공급하도록 마련될 수 있다. 암모니아 반응라인(103)은 증발가스 공급라인(101)의 제1 압축기(111) 및 및 암모니아 공급라인(102)의 제1 가압펌프(112)로부터 가압된 증발가스 및 액상 암모니아를 공급받아 반응시키도록 마련된다. 여기서, 증발가스 공급라인(101)은 제1 압축기(111) 후단에 마련되어 가압된 증발가스를 냉각시키는 제1 쿨러(114)를 더 구비할 수 있으며, 암모니아 공급라인(102)은 제1 가압 펌프(112)의 후단에 마련되어 가압된 액상 암모니아를 가열시키는 히터(113)를 추가로 구비할 수 있다. 즉, 암모니아 반응라인(103)은 제1 쿨러(114)에 의해 냉각되어 응축된 증발가스를 공급받을 수 있고, 히터(113)에 의해 가열된 액상 암모니아를 공급받을 수 있다. 이를 위해, 증발가스 공급라인(101) 및 암모니아 공급라인(102)은 입구 측 단부가 저장탱크(110)의 내부에 연결되고, 증발가스 공급라인(101)의 출구 측 단부는 암모니아 공급라인(102)과 합류하여 후술할 제1 기액분리기(123)에 연결되되, 증발가스 공급라인(101)의 중단부에서는 제1 압축기(111)와 제1 쿨러(114)를 경유하고 암모니아 공급라인(102)의 중단부에서는 제1 가압펌프(112)와 히터(113)를 경유하도록 마련될 수 있다.The boil-off gas supply line 101 and the ammonia supply line 102 may be provided to pressurize boil-off gas and liquid ammonia present in the storage tank 110 and supply them to the ammonia reaction line 103 . The ammonia reaction line 103 receives pressurized boil-off gas and liquid ammonia from the first compressor 111 of the boil-off gas supply line 101 and the first pressure pump 112 of the ammonia supply line 102 and reacts them. A catalog is prepared. Here, the boil-off gas supply line 101 may further include a first cooler 114 provided at the rear end of the first compressor 111 to cool the pressurized boil-off gas, and the ammonia supply line 102 is a first pressurized pump. A heater 113 provided at the rear end of 112 to heat the pressurized liquid ammonia may be further provided. That is, the ammonia reaction line 103 may be supplied with boil-off gas cooled by the first cooler 114 and condensed, and may be supplied with liquid ammonia heated by the heater 113. To this end, the boil-off gas supply line 101 and the ammonia supply line 102 have their inlet ends connected to the inside of the storage tank 110, and the outlet-side end of the boil-off gas supply line 101 is the ammonia supply line 102. ) and is connected to the first gas-liquid separator 123 to be described later, and the ammonia supply line 102 passes through the first compressor 111 and the first cooler 114 at the stop of the boil-off gas supply line 101 In the middle part of may be provided to pass through the first pressure pump 112 and the heater 113.

제1 쿨러(114)는 제1 압축기(111)에 의해 가압된 증발가스를 냉각시키고, 상온의 액상 암모니아로 응축시킨다. 또한, 히터(113)는 제1 가압펌프(112)에 의해 가압된 저온의 액상 암모니아를 가열하여 상온의 액상 암모니아로 변환시킨다. 이때, 가압펌프(112)는 대략 ―34℃의 상압으로 저장된 액상 암모니아를 대략 10bar 이상으로 가압하여 히터(113)로 공급할 수 있다. 히터(113)는 예를 들어, 해수 또는 엔진 및 보일러 등의 폐열을 열 전달매체로 이용하여 저온의 액상 암모니아와 열교환시키는 열교환기로 마련될 수 있다. 구체적으로, 암모니아는 8bar 이상이 되어야 액화가 되므로, 가압펌프(112)를 통해 최소 10bar 이상으로 가압하여 보내주게 된다. 가압펌프(112)에 의해 가압된 저온의 액상 암모니아는 히터(113)를 거쳐 10bar의 상온의 액상 암모니아 상태가 되어 후술할 제1 기액분리기(123)에 공급될 수 있다. The first cooler 114 cools the boil-off gas pressurized by the first compressor 111 and condenses it into liquid ammonia at room temperature. In addition, the heater 113 heats the low-temperature liquid ammonia pressurized by the first pressure pump 112 to convert it into room-temperature liquid ammonia. At this time, the pressure pump 112 may pressurize the liquid ammonia stored at a normal pressure of about -34 ° C to about 10 bar or more and supply it to the heater 113. The heater 113 may be provided as a heat exchanger that exchanges heat with low-temperature liquid ammonia by using, for example, seawater or waste heat from engines and boilers as a heat transfer medium. Specifically, since ammonia is liquefied when it is 8 bar or more, it is sent after being pressurized to at least 10 bar or more through the pressure pump 112. The low-temperature liquid ammonia pressurized by the pressure pump 112 passes through the heater 113 to become a liquid ammonia at room temperature of 10 bar and can be supplied to the first gas-liquid separator 123 to be described later.

암모니아 반응라인(103)은 증발가스 공급라인 및 암모니아 공급라인으로부터 공급된 암모니아를 기체성분 및 액체성분으로 분리시키는 제1 기액분리기(123)와, 제1 기액분리기(123)에 의해 분리된 액상 및 기상의 암모니아 중 적어도 하나를 공급받아 혼합유체를 생성하는 반응기(120)와, 제1 기액분리기(123)의 기체성분을 반응기(120)로 공급하는 기체성분 공급라인(105)과, 제1 기액분리기(123)의 액체성분을 반응기(120)로 공급하는 액체성분 공급라인(106)을 포함할 수 있다. 이 때, 반응기(120)는 제1 기액분리기(123)에 의해 분리된 액체성분 및 기체성분 중 적어도 하나를 공급받아 이를 수소와 질소로 분리시킨다. 또한, 기체성분 공급라인(105)은 제1 기액분리기(123)의 기체성분을 가압하여 고온, 고압으로 변환시키는 제2 압축기(125)을 구비하며, 액체성분 공급라인(106)은 제1 기액분리기(123)의 액체성분을 가압시키는 제2 가압펌프(124)와 액체성분을 예열시키는 예열히터(126)를 구비할 수 있다.The ammonia reaction line 103 is a first gas-liquid separator 123 for separating the ammonia supplied from the boil-off gas supply line and the ammonia supply line into a gas component and a liquid component, and the liquid phase and A reactor 120 for generating a mixed fluid by receiving at least one of gaseous ammonia, a gas component supply line 105 for supplying gas components of the first gas-liquid separator 123 to the reactor 120, and a first gas-liquid A liquid component supply line 106 for supplying the liquid components of the separator 123 to the reactor 120 may be included. At this time, the reactor 120 receives at least one of the liquid component and the gas component separated by the first gas-liquid separator 123 and separates it into hydrogen and nitrogen. In addition, the gas component supply line 105 includes a second compressor 125 that pressurizes the gas component of the first gas-liquid separator 123 and converts it to high temperature and high pressure, and the liquid component supply line 106 has a first gas-liquid A second pressure pump 124 for pressurizing the liquid component of the separator 123 and a preheating heater 126 for preheating the liquid component may be provided.

제1 기액분리기(123)는 증발가스 공급라인 및 암모니아 공급라인으로부터 공급된 암모니아를 수용하되 기체성분 및 액체성분으로 분리시킨다. 예를 들어, 저장탱크의 증발가스는 제1 압축기(111)에 의해 가압되고 제1 쿨러(114)에 의해 응축되어 상온의 액상 암모니아로 변환되며, 저장탱크(110)의 액상 암모니아는 제1 가압펌프(112)에 의해 가압되고 히터(113)에 의해 가열되어 상온의 액상 암모니아로 변환될 수 있다. 이 때, 제1 기액분리기(123)는 증발가스 공급라인(101) 및 암모니아 공급라인(102)을 통해 공급되는 상술한 상온의 액상 암모니아를 그 내부에 수용함으로써, 암모니아의 온도 및 압력의 변화를 차단시켜 안정적으로 상 분리를 수행할 수 있게 된다. The first gas-liquid separator 123 receives the ammonia supplied from the boil-off gas supply line and the ammonia supply line, but separates it into a gas component and a liquid component. For example, the boil-off gas in the storage tank is pressurized by the first compressor 111 and condensed by the first cooler 114 to be converted into room temperature liquid ammonia, and the liquid ammonia in the storage tank 110 is first pressurized. Pressurized by the pump 112 and heated by the heater 113 can be converted into liquid ammonia at room temperature. At this time, the first gas-liquid separator 123 accommodates therein the liquid ammonia at room temperature supplied through the boil-off gas supply line 101 and the ammonia supply line 102, thereby controlling the change in temperature and pressure of ammonia. By blocking, it is possible to stably perform phase separation.

액체성분 공급라인(106)은 제1 기액분리기(123)에서 분리된 액체성분을 제2 가압펌프(124) 및 예열히터(126)로 공급 및 경유시키도록 마련된다. 이를 위해 액체성분 공급라인(106)의 입구 측 단부는 제1 기액분리기(123)의 내부 하측에 연통되고, 출구 측 단부는 반응기(120)에 연결되되, 중단부에는 가압펌프(124) 및 예열히터(126)를 경유하도록 마련될 수 있다. 만약 액상의 암모니아를 공급받아 반응시킬 경우, 제1 기액분리기(123)에 의해 분리된 액체성분이 제2 가압펌프(124)에 의해 가압되고, 예열히터(126)에 의해 예열된 후 반응기(120)에서 반응이 이루어질 수 있다. 이 때, 예열히터(126)는 예를 들어, 전기히터로 마련될 수 있다.The liquid component supply line 106 is provided to supply and pass the liquid component separated in the first gas-liquid separator 123 to the second pressure pump 124 and the preheater 126 . To this end, the inlet side end of the liquid component supply line 106 communicates with the inner lower side of the first gas-liquid separator 123, and the outlet side end is connected to the reactor 120, but the pressurization pump 124 and preheating are connected to the middle part. It may be provided to pass through the heater 126 . If liquid ammonia is supplied and reacted, the liquid component separated by the first gas-liquid separator 123 is pressurized by the second pressure pump 124, preheated by the preheater 126, and then the reactor 120 ), the reaction can take place. In this case, the preheater 126 may be provided with, for example, an electric heater.

기체성분 공급라인(105)은 제1 기액분리기(123)에서 분리된 기체성분을 제2 압축기(125)로 공급 및 경유시키도록 마련된다. 이를 위해 기체성분 공급라인(105)의 입구 측 단부는 제1 기액분리기(123)의 내부 상측에 연통되고, 출구 측 단부는 반응기(120)에 연결되되, 중단부에는 제2 압축기(125)를 경유하도록 마련될 수 있다. 만약 제1 기액분리기(123)에 의해 분리된 기체성분을 공급받아 반응시킬 경우, 반응기(120)에 포함된 제2 압축기(125)에 의해 해당 기체성분을 가압시켜 고온, 고압의 상태로 변환시킨 후, 변환된 기체성분이 반응기(120)으로 공급되어 반응이 이루어질 수 있다. The gas component supply line 105 is provided to supply and pass the gas components separated in the first gas-liquid separator 123 to and through the second compressor 125 . To this end, the inlet side end of the gas component supply line 105 communicates with the inner upper side of the first gas-liquid separator 123, and the outlet side end is connected to the reactor 120, and the second compressor 125 is installed at the interruption portion. It can be arranged to pass through. if When the gas component separated by the first gas-liquid separator 123 is supplied and reacted, the corresponding gas component is pressurized by the second compressor 125 included in the reactor 120 and converted to a high temperature and high pressure state. , the converted gas component may be supplied to the reactor 120 and reacted.

전술한 바와 같이, 반응기(120)는 제1 기액분리기(123)에 의해 분리된 액상 및 기상의 암모니아 중 적어도 하나를 공급받아 혼합유체를 생성한다. 즉, 액체성분 공급라인(106) 상에 마련된 제2 가압펌프(124) 및 예열히터(126)와, 기체성분 공급라인(105) 상에 마련된 제2 압축기(125)는 반응기(120)에서 반응하는 암모니아의 상태가 액체성분인지 또는 기체성분인지에 따라 선택적으로 사용 가능하다. 이 때, 예열히터(126) 및 제2 압축기(125)에 의해 상술한 액체성분 및 기체성분에 열이 공급될 수 있고, 이는 후술할 버너(122)에 의해 반응기(120)로 공급되는 열을 추가적으로 보충해줄 수 있게 된다. 결과적으로 예열히터(126) 및 제2 압축기(125)에 의해 버너(122)의 용량이 효과적으로 감축될 수 있다.As described above, the reactor 120 receives at least one of liquid and gaseous ammonia separated by the first gas-liquid separator 123 to generate a mixed fluid. That is, the second pressure pump 124 and the preheater 126 provided on the liquid component supply line 106 and the second compressor 125 provided on the gas component supply line 105 react in the reactor 120. It can be selectively used depending on whether the state of ammonia is a liquid component or a gas component. At this time, heat may be supplied to the above-described liquid component and gas component by the preheater 126 and the second compressor 125, which reduces the heat supplied to the reactor 120 by the burner 122 to be described later. You can supplement additionally. As a result, the capacity of the burner 122 can be effectively reduced by the preheater 126 and the second compressor 125 .

반응기(120)는 예를 들어, 기상 및 액상의 암모니아 중 적어도 하나를 크래킹 반응시켜 수소와 질소로 분해하는 암모니아 크래커로 마련될 수 있다. 보다 구체적으로, 암모니아 크래커는 반응 촉매를 암모니아에 접촉시킴으로써, 일어나고 75 % 수소 및 나머지 25 % 질소를 함유하는 혼합물로 암모니아를 분해할 수 있다. 이 때 반응 온도는 예를 들어, 500 ℃ 내지 900 ℃의 범위일 수 있다. 상술한 개질 촉매로는 Ni 촉매가 사용될 수 있다. 또한, 반응기(120)는 예를 들어, 개질시켜 수소와 질소로 분해시키는 개질기로 마련될 수 있다. 보다 구체적으로, 반응기(120) 내부의 개질 촉매에 암모니아를 주입시키면 개질 반응이 일어난다. 이때 반응온도는 개질 촉매에 따라 다르지만, 본 발명의 실시 예에서는 300℃ 내지 800℃ 범위일 수 있다. 상술한 개질 촉매로는 Ru 촉매가 사용될 수 있다. The reactor 120 may be provided with, for example, an ammonia cracker that decomposes at least one of gaseous and liquid ammonia into hydrogen and nitrogen through a cracking reaction. More specifically, an ammonia cracker can occur by contacting a reaction catalyst with ammonia and crack ammonia into a mixture containing 75% hydrogen and the remaining 25% nitrogen. At this time, the reaction temperature may be in the range of, for example, 500 °C to 900 °C. A Ni catalyst may be used as the reforming catalyst described above. In addition, the reactor 120 may be provided with, for example, a reformer that reforms and decomposes into hydrogen and nitrogen. More specifically, when ammonia is injected into the reforming catalyst inside the reactor 120, a reforming reaction occurs. At this time, the reaction temperature varies depending on the reforming catalyst, but may be in the range of 300 ° C to 800 ° C in an embodiment of the present invention. As the reforming catalyst described above, a Ru catalyst may be used.

한편, 반응기(120)에서 일어나는 반응은 흡열반응으로서 외부에서 열을 공급해 주어야 한다. 즉, 부유식 수소공급장치(100)는 연료를 연소시키는 버너(122)가 마련되고 버너(122)의 연소반응에 의해 발생된 열을 반응기(120)로 공급하는 열 공급라인(140), 제1 압축기(111)에 의해 가압된 증발가스 및 제1 기액분리기(123)의 기체성분의 일부를 혼합시키는 믹서(121)가 마련되고 믹서(121)에 의해 혼합된 암모니아를 연료로 하여 버너(122)에 공급하는 연료 공급라인(104), 가압된 증발가스를 믹서(121)로 공급하는 제1 연료 공급라인(104a) 및 기체성분을 믹서(121)로 공급하는 제2 연료 공급라인(104b)을 포함하여 마련될 수 있다. Meanwhile, the reaction occurring in the reactor 120 is an endothermic reaction, and heat must be supplied from the outside. That is, the floating hydrogen supply device 100 is provided with a burner 122 for burning fuel, and a heat supply line 140 for supplying heat generated by the combustion reaction of the burner 122 to the reactor 120, 1 A mixer 121 for mixing the boil-off gas pressurized by the compressor 111 and a part of the gas components of the first gas-liquid separator 123 is provided, and the burner 122 uses the ammonia mixed by the mixer 121 as fuel. ) A fuel supply line 104 for supplying, a first fuel supply line 104a for supplying pressurized boil-off gas to the mixer 121, and a second fuel supply line 104b for supplying gaseous components to the mixer 121 It can be provided including.

열 공급라인(140)을 통해 버너(122)가 연료를 연소시킴으로써 발생되는 열이 반응기(120)에 공급될 수 있으며, 이 때, 반응기(120)의 반응조건에 맞게 버너(122)를 작동시킴으로써 열 공급을 수행할 수 있다. 이러한 열 공급에 의해 300℃ 내지 800℃ 범위로 반응온도가 유지될 수 있다. 상술한 연료는 예를 들어, 반응기(120)에서 생성된 수소일 수 있다. 또는, 상술한 연료는 예를 들어, 믹서(121)로부터 공급받은 암모니아일 수 있다. 보다 구체적으로, 믹서(121)는 제1 압축기(111)에 의해 가압되어 제1 연료 공급라인(104a)을 통해 공급된 증발가스 및 제1 기액분리기(123)에 의해 분리되어 제2 연료 공급라인(104b)을 통해 공급된 기체성분을 혼합한 암모니아를 제공하고, 버너(122)는 연료 공급라인(104)을 통해 공급받은 상술한 암모니아를 연료로서 사용할 수 있다. 여기서, 제1 연료 공급라인(104a)은 유량 조절기(115)를 추가로 구비하여, 제1 압축기(111)로부터 믹서(121)로 공급되는 가스의 양을 조절할 수 있다. Heat generated by the burner 122 burning fuel may be supplied to the reactor 120 through the heat supply line 140, and at this time, by operating the burner 122 according to the reaction conditions of the reactor 120 Heat supply can be performed. The reaction temperature can be maintained in the range of 300 ° C to 800 ° C by this heat supply. The aforementioned fuel may be hydrogen generated in the reactor 120, for example. Alternatively, the fuel described above may be, for example, ammonia supplied from the mixer 121. More specifically, the mixer 121 is pressurized by the first compressor 111 and is separated by the boil-off gas supplied through the first fuel supply line 104a and the first gas-liquid separator 123 to the second fuel supply line Ammonia is provided by mixing the gas components supplied through 104b, and the burner 122 can use the ammonia supplied through the fuel supply line 104 as fuel. Here, the first fuel supply line 104a may further include a flow controller 115 to adjust the amount of gas supplied from the first compressor 111 to the mixer 121 .

수소 공급라인(107)은 반응기(120)에 의해 생성된 혼합유체로부터 수소를 분리시키는 수소 분리부(130)와, 분리된 수소를 육상의 수요처로 공급하는 수요처 공급라인(L)을 포함한다. 반응기(120)를 통해 질소와 수소가 생성되고, 질소는 외부로 배출시키되, 수소는 육상의 수요처로 공급하기 위해 수소 분리부(130)에서 분리될 필요가 있다. 즉, 반응기(120)에서 암모니아가 100％ 수소와 질소로 분해되는 것이 아니며, 반응기(120) 후단부에서 질소, 수소 외에 분해되지 않은 암모니아도 포함된 혼합유체로서 존재하게 되고, 혼합유체 내 암모니아를 제거할 필요가 있다. The hydrogen supply line 107 includes a hydrogen separator 130 that separates hydrogen from the mixed fluid produced by the reactor 120 and a supply line L for supplying the separated hydrogen to a customer on land. Nitrogen and hydrogen are produced through the reactor 120, and the nitrogen is discharged to the outside, but the hydrogen needs to be separated in the hydrogen separation unit 130 to be supplied to a demand place on land. That is, ammonia is not 100% decomposed into hydrogen and nitrogen in the reactor 120, and exists as a mixed fluid containing undecomposed ammonia in addition to nitrogen and hydrogen at the rear end of the reactor 120, and ammonia in the mixed fluid need to be removed

수소 분리부(130)는 반응기(120)에 의해 생성된 혼합유체를 냉각시키는 제2 쿨러(131)와, 제2 쿨러(131)에 의해 냉각된 혼합유체를 기체성분 및 액체성분으로 분리시키는 제2 기액분리기(133)와, 제2 기액분리기(133)에 의해 분리된 기체상태의 질소 및 수소의 혼합기체에 존재하는 암모니아 기체를 제거하기 위한 암모니아 제거부(135a) 및 수소만을 정제하기 위한 수소 정제부(135b)를 구비한 필터부(135)를 포함한다. The hydrogen separation unit 130 includes a second cooler 131 that cools the mixed fluid generated by the reactor 120 and a second cooler 131 that separates the mixed fluid cooled by the second cooler 131 into a gas component and a liquid component. 2 gas-liquid separator 133, and ammonia removal unit 135a for removing ammonia gas present in the mixed gas of gaseous nitrogen and hydrogen separated by the second gas-liquid separator 133 and hydrogen for purifying only hydrogen It includes a filter unit 135 having a purification unit 135b.

제2 쿨러(131)는 반응기(120)에 의해 생성된 혼합유체를 냉각시킨다. 반응기(120)의 후단부의 온도는 수백도 이상일 수 있으며, 이에 수소 분리부(130)의 제2 쿨러(131)를 통해 냉각을 수행한다. 이를 통해 수십 기압의 개질된 가스의 온도가 떨어지게 되며, 암모니아가 응축된다. 즉, 반응기(120)로 공급되는 20℃, 50bar의 암모니아가 반응기(120) 바로 후단부에서는 수백도의 온도를 가진 50bar의 암모니아 기체 상태가 된다. 이러한 암모니아 기체는 제2 쿨러(131)를 거쳐 수십도의 온도로 조절됨으로써 육상 수요처로의 공급조건을 충족시킬 수 있다. 이때 혼합유체 내부에서 질소와 수소는 그대로 기체상태를 가지고 있고, 암모니아만 액체 상태로 존재하게 된다. The second cooler 131 cools the mixed fluid generated by the reactor 120 . The temperature of the rear end of the reactor 120 may be hundreds of degrees or more, and thus cooling is performed through the second cooler 131 of the hydrogen separator 130. Through this, the temperature of the reformed gas of several tens of atmospheres is lowered, and ammonia is condensed. That is, ammonia at 20° C. and 50 bar supplied to the reactor 120 becomes a gaseous state of ammonia at 50 bar with a temperature of hundreds of degrees at the immediately rear end of the reactor 120. The ammonia gas is controlled to a temperature of several tens of degrees through the second cooler 131, so that supply conditions to land consumers can be satisfied. At this time, nitrogen and hydrogen remain in a gaseous state in the mixed fluid, and only ammonia exists in a liquid state.

제2 기액분리기(133)는 혼합유체를 기체성분의 질소와 수소 및 액체성분의 암모니아로 분리시킬 수 있다. 한편, 제2 기액분리기(133)에 의해 분리된 액체성분은 액체성분 회수라인(108)을 통해 제1 기액분리기(123)로 재 공급될 수 있다. 이를 위해, 액체성분 회수라인(108)은 그 입구 측 단부가 제2 기액분리기(133)의 내부 하측에 연결되고, 출구 측 단부가 제1 기액분리기(123)의 내부 하측에 연결될 수 있다.The second gas-liquid separator 133 may separate the mixed fluid into nitrogen and hydrogen of gas components and ammonia of liquid components. Meanwhile, the liquid component separated by the second gas-liquid separator 133 may be re-supplied to the first gas-liquid separator 123 through the liquid component recovery line 108 . To this end, the liquid component recovery line 108 may have an inlet end connected to the inner lower side of the second gas-liquid separator 133 and an outlet side end connected to the inner lower side of the first gas-liquid separator 123.

필터부(135)는 제2 기액분리기(133)에 의해 분리된 기체상태의 질소 및 수소의 혼합기체로부터 수소만을 정제하도록 마련된다. 즉, 제2 기액분리기(133)에 의해 분리된 기체상태의 질소 및 수소에도 소량의 암모니아 기체가 존재하므로 암모니아 제거부(135a)에 의해 이를 제거한다. 암모니아 제거부(135a)로는 예를 들어, 흡착제일 수 있다. 보다 구체적으로, 흡착제로서는 MgCl2, CaCl2, SrCl2 중 하나 이상이 사용될 수 있다. 각 흡착제는 작동 온도가 다르며, 제2 쿨러(131) 후단부의 온도에 따라 다르게 선택되어 사용될 수 있다. 구체적으로 MgCl2는 140℃~400℃, CaCl2는 30℃~230℃, SrCl2는 20℃~150℃의 작동 온도를 가지며, 제2 쿨러(131) 후단부의 온도에 따라 선택되어 사용될 수 있다. 또한, 암모니아 제거부(135a)로는 예를 들어, 분리막일 수 있다. 구체적으로, 암모니아 분자 크기가 수소 및 질소 분자보다 작은 것을 이용하여, 상술한 분리막에 혼합기체를 통과시킴으로써 암모니아만을 걸러낼 수 있다.The filter unit 135 is provided to purify only hydrogen from the mixed gas of gaseous nitrogen and hydrogen separated by the second gas-liquid separator 133 . That is, since a small amount of ammonia gas exists in the gaseous nitrogen and hydrogen separated by the second gas-liquid separator 133, it is removed by the ammonia removal unit 135a. The ammonia removal unit 135a may be, for example, an adsorbent. More specifically, as the adsorbent, one or more of MgCl 2 , CaCl 2 , and SrCl 2 may be used. Each adsorbent has a different operating temperature, and may be selected and used differently according to the temperature of the rear end of the second cooler 131. Specifically, MgCl 2 has an operating temperature of 140 ° C to 400 ° C, CaCl 2 is 30 ° C to 230 ° C, and SrCl 2 is 20 ° C to 150 ° C, and may be selected and used according to the temperature of the rear end of the second cooler 131. . In addition, the ammonia removal unit 135a may be, for example, a separation membrane. Specifically, it is possible to filter out only ammonia by passing the mixed gas through the above-described separation membrane using an ammonia molecule having a smaller molecular size than that of hydrogen and nitrogen molecules.

이후, 암모니아 제거부(135a)를 통과한 혼합기체로부터 수소만을 정제하기 위해, 수소 정제부(135b)가 사용될 수 있다. 수소 정제부(135b)는 예를 들어, 가압스윙흡착(Pressure Swing Adsorption)을 이용한 장치일 수 있다. 보다 구체적으로, 흡착제를 포함하는 흡착베드 내에 암모니아 제거부(135a)를 통과한 혼합유체를 공급하고 흡착베드 내에 흡착된 질소를 대기압 상태에서 탈착, 배축시킴으로써, 수소만을 분리할 수 있다. 또한, 수소 정제부(135b)는 예를 들어, 분리막일 수 있다. 구체적으로, 수소 분자 크기가 질소보다 작은 것을 이용하여, 암모니아 제거부(135a)를 통과한 혼합기체를 상술한 분리막에 통과시킴으로써 수소만을 걸러낼 수 있다.Then, in order to purify only hydrogen from the mixed gas passing through the ammonia removal unit 135a, the hydrogen purification unit 135b may be used. The hydrogen purification unit 135b may be, for example, a device using pressure swing adsorption. More specifically, only hydrogen can be separated by supplying the mixed fluid that has passed through the ammonia removal unit 135a to the adsorption bed containing the adsorbent and desorbing and decondensing the nitrogen adsorbed in the adsorption bed under atmospheric pressure. In addition, the hydrogen purification unit 135b may be, for example, a separation membrane. Specifically, by using the fact that the molecular size of hydrogen is smaller than that of nitrogen, only hydrogen can be filtered out by passing the mixed gas that has passed through the ammonia removal unit 135a through the above-described separation membrane.

필터부(135)에 의해 분리된 수소는 수요처 공급라인(L)을 통해 육상의 수요처로 공급된다. 여기서, 도시하지는 않았으나, 수요처의 요구조건에 따라 필터부(135) 후단에 가압부 및 쿨러 등의 수단이 추가적으로 마련될 수 있다. 수요처는 예를 들어, 수요처공급라인(L)을 통해 공급받은 수소를 공기 중 산소와 반응시켜 전기 에너지 등을 생산하는 등 다양하게 이용할 수 있는 설비들을 포함할 수 있다.Hydrogen separated by the filter unit 135 is supplied to a land-based consumer through a consumer supply line (L). Here, although not shown, means such as a pressurizing unit and a cooler may be additionally provided at the rear end of the filter unit 135 according to requirements of the customer. The demand source may include, for example, facilities that can be used in various ways, such as producing electric energy by reacting hydrogen supplied through the demand source supply line L with oxygen in the air.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.As described above, although the present invention has been described by the limited embodiments and drawings, the present invention is not limited thereto, and the technical spirit of the present invention and the following by those skilled in the art to which the present invention belongs Of course, various modifications and variations are possible within the scope of equivalents of the claims to be described.

10: 암모니아 운반선 100: 부유식 수소공급장치
101: 증발가스 공급라인 102: 암모니아 공급라인
103: 암모니아 반응라인 104: 연료 공급라인
104a: 제1 연료 공급라인 104b: 제2 연료 공급라인
105: 기체성분 공급라인 106: 액체성분 공급라인
107: 수소 공급라인 108: 액체성분 회수라인
110: 저장탱크 111: 제1 압축기
112: 제1 가압펌프 113: 히터
114: 제1 쿨러 115: 유량조절기
120: 반응기 121: 믹서
122: 버너 123: 제1 기액분리기
124: 제2 가압펌프 125: 제2 압축기
130: 수소 분리부 131: 제2 쿨러
133: 제2 기액분리기 135: 정제부
140: 열 공급라인 L: 수요처공급라인10: ammonia carrier 100: floating hydrogen supply device
101: boil-off gas supply line 102: ammonia supply line
103: ammonia reaction line 104: fuel supply line
104a: first fuel supply line 104b: second fuel supply line
105: gas component supply line 106: liquid component supply line
107: hydrogen supply line 108: liquid component recovery line
110: storage tank 111: first compressor
112: first pressure pump 113: heater
114: first cooler 115: flow regulator
120: reactor 121: mixer
122: burner 123: first gas-liquid separator
124: second pressure pump 125: second compressor
130: hydrogen separator 131: second cooler
133: second gas-liquid separator 135: purification unit
140: heat supply line L: demand supply line

Claims (7)

액상 암모니아 및 이의 증발가스를 저장하는 저장탱크;
상기 저장탱크의 증발가스를 가압하는 제1 압축기가 마련되고, 상기 제1 압축기에 의해 가압된 증발가스를 공급하는 증발가스 공급라인;
상기 저장탱크의 액상 암모니아를 가압하는 제1 가압펌프가 마련되고, 상기 제1 펌프에 의해 가압된 액상 암모니아를 공급하는 암모니아 공급라인;
상기 증발가스 공급라인 및 암모니아 공급라인으로부터 공급받은 암모니아를 반응시키는 암모니아 반응라인; 및
상기 반응에 의해 생성된 수소를 육상의 수요처로 공급하는 수소 공급라인;을 포함하고,
상기 암모니아 반응라인은
상기 증발가스 공급라인 및 암모니아 공급라인으로부터 공급된 암모니아를 수용하되 기체성분 및 액체성분으로 분리시키는 제1 기액분리기와, 상기 제1 기액분리기의 기체성분 및 액체성분 중 적어도 어느 하나를 공급받아 혼합유체를 생성하는 반응기와, 상기 제1 기액분리기의 기체성분을 상기 반응기로 공급하는 기체성분 공급라인과, 상기 제1 기액분리기의 액체성분을 상기 반응기로 공급하는 액체성분 공급라인을 포함하고,
연료를 연소시키는 버너의 연소반응에 의해 발생된 열을 상기 반응기로 공급하는 열 공급라인과,
제1 연료 공급라인을 통해 공급받은 상기 가압된 증발가스와 제2 연료 공급라인을 통해 공급받은 상기 제1 기액분리기의 기체성분을 혼합시키는 믹서와,
상기 믹서에 의해 혼합된 암모니아를 상기 버너에 상기 연료로 공급하는 연료 공급라인이 마련된 부유식 수소공급장치.A storage tank for storing liquid ammonia and its boil-off gas;
A boil-off gas supply line having a first compressor for pressurizing boil-off gas in the storage tank and supplying boil-off gas pressurized by the first compressor;
an ammonia supply line having a first pressure pump for pressurizing the liquid ammonia in the storage tank and supplying the liquid ammonia pressurized by the first pump;
An ammonia reaction line for reacting ammonia supplied from the boil-off gas supply line and the ammonia supply line; and
A hydrogen supply line for supplying the hydrogen generated by the reaction to a demand place on land;
The ammonia reaction line
A first gas-liquid separator for receiving the ammonia supplied from the boil-off gas supply line and the ammonia supply line and separating it into a gas component and a liquid component, and a mixed fluid receiving at least one of the gas component and liquid component of the first gas-liquid separator A reactor for generating a gas component, a gas component supply line for supplying a gas component of the first gas-liquid separator to the reactor, and a liquid component supply line for supplying a liquid component of the first gas-liquid separator to the reactor,
A heat supply line for supplying heat generated by a combustion reaction of a burner that burns fuel to the reactor;
A mixer for mixing the pressurized boil-off gas supplied through the first fuel supply line and the gas component of the first gas-liquid separator supplied through the second fuel supply line;
A floating hydrogen supply device provided with a fuel supply line for supplying the ammonia mixed by the mixer as the fuel to the burner. 제1항에 있어서,
상기 기체성분 공급라인은
상기 제1 기액분리기의 기체성분을 가압하여 고온, 고압으로 변환시키는 제2 압축기를 구비하는 부유식 수소공급장치.According to claim 1,
The gas component supply line is
A floating hydrogen supply device having a second compressor that pressurizes the gas component of the first gas-liquid separator and converts it to high temperature and high pressure. 제2항에 있어서,
상기 액체성분 공급라인은
상기 제1 기액분리기의 액체성분을 가압시키는 제2 가압펌프와, 상기 제2 가압펌프에 의해 가압된 액체성분을 예열시키는 예열히터를 구비하는 부유식 수소공급장치.According to claim 2,
The liquid component supply line
A floating hydrogen supply device having a second pressure pump for pressurizing the liquid component of the first gas-liquid separator, and a preheater for preheating the liquid component pressurized by the second pressure pump. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 증발가스 공급라인은
상기 제1 압축기에 의해 가압된 증발가스를 냉각시키는 제1 쿨러를 더 포함하고,
상기 암모니아 공급라인은
상기 제1 가압펌프에 의해 가압된 액상 암모니아를 가열시키는 히터를 더 포함하는 부유식 수소공급장치.According to claim 1,
The boil-off gas supply line is
Further comprising a first cooler for cooling the boil-off gas pressurized by the first compressor,
The ammonia supply line
Floating hydrogen supply device further comprising a heater for heating the liquid ammonia pressurized by the first pressure pump. 삭제delete 삭제delete
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102315763B1 (en) * 2020-11-05 2021-10-21 (주)씨이에스 Production system of purified hydrogen gas by decomposing ammonia gas
KR102538533B1 (en) * 2021-03-18 2023-06-02 삼성중공업 주식회사 Gas treatment system of hydrogen carrier
WO2023244125A2 (en) * 2022-06-15 2023-12-21 Stena Power & Lng Solutions As System for offshore production of fuel
KR20240033947A (en) 2022-09-06 2024-03-13 한국에너지기술연구원 Production apparatus and method for high purity hydrogen using ammonia
FR3139793A1 (en) * 2022-09-21 2024-03-22 Louis Dreyfus Armateurs Vessel for hydrogen production

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015502310A (en) * 2011-10-21 2015-01-22 ザ サイエンス アンド テクノロジー ファシリティーズ カウンシルＴｈｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｆａｃｉｌｉｔｉｅｓ Ｃｏｕｎｃｉｌ Method for producing hydrogen from ammonia
JP2017148745A (en) 2016-02-25 2017-08-31 ダイハツ工業株式会社 Method for decomposing ammonia
JP2018037213A (en) 2016-08-30 2018-03-08 ダイハツ工業株式会社 Fuel cell system

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7867300B2 (en) 2001-03-02 2011-01-11 Intelligent Energy, Inc. Ammonia-based hydrogen generation apparatus and method for using same
KR102315028B1 (en) * 2015-02-25 2021-10-20 대우조선해양 주식회사 Test System And Method For Partial Reliquefaction Process Pilot Apparatus Of Boil-Off Gas
KR101883858B1 (en) * 2016-07-27 2018-08-01 현대중공업 주식회사 liquefaction system of boil-off gas and ship having the same

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015502310A (en) * 2011-10-21 2015-01-22 ザ サイエンス アンド テクノロジー ファシリティーズ カウンシルＴｈｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｆａｃｉｌｉｔｉｅｓ Ｃｏｕｎｃｉｌ Method for producing hydrogen from ammonia
JP2017148745A (en) 2016-02-25 2017-08-31 ダイハツ工業株式会社 Method for decomposing ammonia
JP2018037213A (en) 2016-08-30 2018-03-08 ダイハツ工業株式会社 Fuel cell system

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