KR20020055346A - 바이오매스 원료에 의한 메탄올 제조방법 및 그 장치 - Google Patents

바이오매스 원료에 의한 메탄올 제조방법 및 그 장치 Download PDF

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고바야시요시노리
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Abstract

(과제) 메탄올의 생성효율을 저하시키는 일 없이, 생성된 일산화탄소를 유효하게 사용할 수 있는 바이오매스 원료에 의한 메탄올 제조방법 및 그 장치를 제공한다.
(해결수단) 바이오매스 (1) 를 가스화시켜 발생한 생성가스 (2) 로부터 메탄올 (8) 을 제조하는 바이오매스 원료에 의한 메탄올 제조방법에 있어서, 태양광발전설비 (29) 나 풍력발전설비 (30) 로 발전한 전력에 의해 물 (3) 을 수전해장치 (24) 로 전기분해하여, 생성가스 (2) 중의 수소량을 일산화탄소량에 대하여 2 배 이상으로 되도록, 물 (3) 을 전기분해하여 발생한 수소가스 (5) 를 상기 원료가스 (2) 로 공급하여 메탄올 합성탑 (19) 에서 메탄올 (8) 을 제조하도록 하였다.

Description

바이오매스 원료에 의한 메탄올 제조방법 및 그 장치{METHOD OF BIOMASS GASIFICATION AND MATHANOL SYNTHESIS}
본 발명은 바이오매스 (biomass) 를 원료로 하여 메탄올을 제조하는 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
식물 등의 바이오매스를 원료로 하여 메탄올을 제조하는 바이오매스 원료에 의한 메탄올 제조는 다음과 같은 반응에 의해 실시된다.
CH2O ＋ 1/2O2→CO＋H2O(1)
CO＋H2O ←→H2＋CO2(2)
CO＋2H2→CH3OH(3)
즉, 바이오매스 (CH2O) 를 부분연소 또는 수증기 가스화시켜 생성된 일산화탄소 (CO) 와 수소가스 (H2) 를 반응시킴으로써 메탄올 (CH3OH) 을 제조하는 것이다.
그런데, 상기 반응에 있어서는 식 (2) 에서 알 수 있는 바와 같이, 일산화탄소의 생성량이 증가하면 수소가스의 생성량이 감소하고, 수소가스의 생성량이 증가하면 일산화탄소의 생성량이 감소하는 변위반응 (shift reaction) 을 일으키며, 통상 일산화탄소의 생성량이 많아지는 좌변측으로 변위하고 있다. 따라서, 메탄올 생성시의 수소량이 부족하고, 생성된 일산화탄소를 유효하게 사용할 수 없게 된다.
따라서, 계내에 물 (수증기) 을 공급함으로써, 상기 (2) 식을 우변측으로 변위시키는 반응으로 하여 필요충분한 양의 수소를 발생시키는 것을 생각할 수 있으나, 수증기의 공급량이 많아지면, 계내의 온도가 저하되고 반응속도가 지연되어 메탄올의 생성효율이 저하된다는 문제가 있었다.
이와 같은 점에서, 본 발명은 메탄올의 생성효율을 저하시키는 일 없이, 생성된 일산화탄소를 유효하게 사용할 수 있는 바이오매스 원료에 의한 메탄올 제조방법 및 그 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1 은 본 발명에 관한 바이오매스 원료에 의한 메탄올 제조장치의 실시형태의 개략구성도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
1 : 바이오매스2 : 생성가스
3 : 물4 : 산소가스
5 : 수소가스6 : 회분
7 : 세정수8 : 메탄올
9 : 배기가스11 : 건조기
12 : 호퍼13 : 분쇄기
14 : 가스화로14a : 열교환기
15 : 탈진장치16 : 스크러버
17 : 승압기18 : 열교환기
19 : 메탄올 합성탑20 : 열교환기
21 : 저장용기22,23 : 급수기
24 : 수전해장치25 : 산소가스탱크
26 : 수소가스탱크`27 : 보조산소가스원
28 : 이차전지`29 : 태양광발전설비
30 : 풍력발전설비31 : 교류/직류 변환기
상술한 과제를 해결하기 위한 1 번째 발명에 관한 바이오매스 원료에 의한 메탄올 제조방법은, 바이오매스를 가스화시켜 발생한 생성가스로부터 메탄올을 제조하는 바이오매스 원료에 의한 메탄올 제조방법에 있어서, 상기 생성가스에 수소가스를 공급하여 메탄올을 제조하도록 한 것을 특징으로 한다.
2 번째 발명에 관한 바이오매스 원료에 의한 메탄올 제조방법은, 1 번째 발명에 있어서, 상기 생성가스중의 일산화탄소의 양에 대한 수소가스의 양이 2 배 이상이 되도록 당해 생성가스에 수소가스를 공급하는 것을 특징으로 한다.
3 번째 발명에 관한 바이오매스 원료에 의한 메탄올 제조방법은, 1 번째 또는 2 번째 발명에 있어서, 물을 전기분해하여 발생한 수소가스를 상기 생성가스로 공급하도록 한 것을 특징으로 한다.
4 번재 발명에 관한 바이오매스 원료에 의한 메탄올 제조방법은, 3 번째 발명에 있어서, 물을 전기분해하여 발생한 산소가스를 상기 바이오매스의 가스화제 (가스化劑) 에 사용하도록 한 것을 특징으로 한다.
5 번째 발명에 관한 바이오매스 원료에 의한 메탄올 제조방법은, 4 번째 발명에 있어서, 물을 전기분해하여 발생한 수소가스 및 산소가스를 각각 일단 저장하고 나서 사용하도록 한 것을 특징으로 한다.
6 번째 발명에 관한 바이오매스 원료에 의한 메탄올 제조방법은, 3 번째 내지 5 번째 발명 중 어느 하나에 있어서, 자연에너지를 이용하여 얻어진 전력을 사용하여 상기 물을 전기분해하도록 한 것을 특징으로 한다.
7 번째 발명에 관한 바이오매스 원료에 의한 메탄올 제조방법은, 6 번째 발명에 있어서, 자연에너지를 이용하여 얻어진 전력을 일단 저장하고 나서 사용하도록 한 것을 특징으로 한다.
8 번째 발명에 관한 바이오매스 원료에 의한 메탄올 제조방법은, 6 번째 발명 또는 7 번째 발명에 있어서, 상기 자연에너지가 태양광에너지, 풍력에너지, 조력에너지, 수력에너지, 태양열에너지 중 적어도 1 종인 것을 특징으로 한다.
또한, 상술한 과제를 해결하기 위한 9 번째 발명에 관한 바이오매스 원료에 의한 메탄올 제조장치는, 바이오매스를 부분연소 또는 수증기가스화시켜 생성가스를 생성시키는 바이오매스 가스화수단과, 상기 생성가스로부터 메탄올을 제조하는 메탄올 합성수단을 구비한 바이오매스 원료에 의한 메탄올 제조장치에 있어서, 상기 생성가스에 수소가스를 공급하는 수소가스 공급수단을 설치한 것을 특징으로 한다.
10 번째 발명에 관한 바이오매스 원료에 의한 메탄올 제조장치는, 9 번째 발명에 있어서, 상기 수소가스 공급수단이, 상기 생성가스중의 일산화탄소의 양에 대한 수소가스의 양이 2 배 이상이 되도록 당해 생성가스에 수소가스를 공급하는 것을 특징으로 한다.
11 번째 발명에 관한 바이오매스 원료에 의한 메탄올 제조장치는, 9 번째 또는 10 번째 발명에 있어서, 상기 수소가스 공급수단이 물을 전기분해하는 수전해수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.
12 번째 발명에 관한 바이오매스 원료에 의한 메탄올 제조장치는, 11 번째 발명에 있어서, 상기 수전해수단으로 물을 전기분해하여 발생한 산소가스를 가스화제로 하여 상기 바이오매스 가스화수단으로 송급하도록 한 것을 특징으로 한다.
13 번째 발명에 관한 바이오매스 원료에 의한 메탄올 제조장치는, 12 번째 발명에 있어서, 상기 수소가스 공급수단이, 상기 수전해수단으로 물을 전기분해하여 발생한 수소가스를 일단 저장하는 수소가스 저장수단을 구비함과 동시에, 상기 수전해수단으로 물을 전기분해하여 발생한 산소가스를 일단 저장하는 산소가스 저장수단을 설치한 것을 특징으로 한다.
14 번째 발명에 관한 바이오매스 원료에 의한 메탄올 제조장치는, 11 번째내지 13 번째 발명 중 어느 하나에 있어서, 자연에너지에 의해 발전하여 상기 수전해수단을 작동시키는 자연에너지 발전수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.
15 번째 발명에 관한 바이오매스 원료에 의한 메탄올 제조장치는, 14 번째 발명에 있어서, 상기 자연에너지 발전수단이 전력을 일단 저장하는 축전수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.
16 번째 발명에 관한 바이오매스 원료에 의한 메탄올 제조장치는, 14 번째 또는 15 번째 발명에 있어서, 상기 자연에너지 발전수단이 태양광에너지, 풍력에너지, 조력에너지, 수력에너지, 태양열에너지 중 적어도 1 종을 이용하여 발전하는 것을 특징으로 한다.
발명의 실시형태
본 발명에 관한 바이오매스 원료에 의한 메탄올 제조방법 및 그 장치의 실시형태를 도 1 을 사용하여 설명한다. 그리고, 도 1 은 메탄올 제조장치의 개략구성도이다.
도 1 에 나타낸 바와 같이, 초목 등의 바이오매스 (1) 를 건조시키는 건조기 (11) 는 호퍼 (12) 의 받이구에 연결되어 있다. 호퍼 (12) 의 송출구는 건조된 바이오매스 (1) 를 분쇄하는 분쇄기 (13) 의 받이구에 연결되어 있다.
상기 분쇄기 (13) 의 송출구는, 바이오매스 (1) 를 부분연소 또는 수증기가스화시켜 생성가스 (2) 를 생성시키는 바이오매스 가스화수단인 가스화 로(爐) (14) 의 공급구에 연결되어 있다. 가스화로 (14) 의 송출구는, 생성가스 (2) 에서 회분 (灰分) (6) 을 제거하는 탈진장치 (15) 의 받이구에 연결되어 있다.탈진장치 (15) 의 가스송출구는, 세정수 (7) 를 분무하여 생성가스 (2) 를 세정냉각하는 스크러버 (scrubber) (16) 의 가스받이구에 연결되어 있다.
상기 스크러버 (16) 의 가스송출구는, 생성가스 (2) 로부터 메탄올 (8) 을 제조하는 메탄올 합성수단인 메탄올 합성탑 (19) 의 공급구에 승압기 (17) 및 열교환기 (18) 를 통해 연결되어 있다. 메탄올 합성탑 (19) 의 송출구는, 메탄올 (8) 을 저장하는 저장용기 (21) 에 상기 열교환기 (18) 및 열교환기 (20) 를 통해 연결되어 있다.
또한, 상기 가스화로 (14) 에는 열교환기 (14a) 를 통해 급수기 (22) 가 연결되어 있고, 급수기 (22) 에서 물 (3) 을 송급하면, 열교환기 (14a) 가 당해 물 (3) 을 가열해서 증기화하여 가스화로 (14) 내에 수증기가 공급되도록 이루어져 있다.
한편, 상기 가스화로 (14) 에는, 물 (3) 을 전기분해하여 산소가스 (4) 와 수소가스 (5) 를 생성시키는 수전해장치 (24) 의 산소가스 송출구가 연결되어 있다. 수전해장치 (24) 의 산소가스 송출구와 가스화로 (14) 의 사이에는, 산소가스 (4) 를 일단 저장하는 산소가스 저장수단인 산소가스탱크 (25) 가 설치되어 있다. 또한, 수전해장치 (24) 의 수소가스 송출구는 스크러버 (16) 의 가스송출구와 승압기 (17) 사이에 연결되어 있다. 수전해장치 (24) 의 수소가스 송출구와 승압기 (17) 의 사이에는, 수소가스 (5) 를 일단 저장하는 수소가스 저장수단인 수소가스탱크 (26) 가 설치되어 있다.
상기 수전해장치 (24) 에는 물 (3) 을 공급하는 급수기 (23) 가 연결되어 있다. 산소가스탱크 (25) 와 가스화로 (14) 의 사이에는, 부족한 산소가스 (4) 를 보완하는 보조산소가스원 (27) 이 연결되어 있다.
상기 수전해장치 (24) 는, 전력을 일단 저장하는 축전수단인 이차전지 (28) 에 접속되어 있다. 이차전지 (28) 는, 태양광에너지를 이용하여 발전하는 자연에너지 발전수단인 태양광발전설비 (29) 로 접속함과 동시에, 풍력에너지를 이용하여 발전하는 자연에너지 발전수단인 풍력발전설비 (30) 에 교류/직류 변환기 (31) 를 통해 접속하고 있다.
그리고, 본 실시형태에서는 급수기 (23), 수전해장치 (24) 등에 의해 수전해수단을 구성하고, 당해 수전해수단, 수소가스탱크 (26) 등에 의해 수소가스 공급수단을 구성하고 있다.
이와 같은 메탄올 제조장치를 사용하는 메탄올 제조방법을 다음에 설명한다.
우선, 태양광발전설비 (29) 및 풍력발전설비 (30) 에 의해 발전하고, 얻어진 전력을 이차전지 (28) 에 일단 저장하고, 이 전력을 이용하여 수전해장치 (24) 를 작동시킴으로써 급수기 (23) 로부터의 물 (3) 을 전기분해하고, 발생한 산소가스 (4) 를 산소가스탱크 (25) 에 일단 저장함과 동시에 발생한 수소가스 (5) 를 수소가스탱크 (26) 에 일단 저장해 둔다.
계속해서, 바이오매스 (1) 를 건조기 (11) 에서 건조시켜 호퍼 (12) 내로 송급하고, 당해 호퍼 (12) 에서 분쇄기 (13) 로 공급하여 당해 바이오매스 (1) 를 분쇄하고, 가스화로 (14) 내로 공급함과 동시에 상기 산소가스탱크 (25) 에서 가스화로 (14) 내로 산소가스 (4) 를 공급하여 부분연소시키고, 그리고 급수기 (22) 에서물 (3) 을 송급하고, 열교환기 (14a) 로 가열하여 고온으로 된 수증기 (400 ∼ 500 ℃) 를 가스화로 (14) 내로 공급하면, 하기 화학식에 의해 나타낸 바와 같이 바이오매스 (CH2O) (1) 가 분해되어 생성가스 (CO, H2) (2) 가 발생한다.
CH2O＋1/2O2→CO＋H2O(1)
CO＋H2O ←→H2＋CO2(2)
그리고, 생성가스 (2) 는 상기 식 (2) 에서 알 수 있는 바와 같이, 일산화탄소의 생성량이 증가하면 수소가스의 생성량이 감소하고, 수소가스의 생성량이 증가하면 일산화탄소의 생성량이 감소하는 변위반응을 일으키며, 통상 일산화탄소의 생성량이 많아지는 좌변측으로 변위하고 있기 때문에, 메탄올 생성시의 수소량이 부족한 상태로 되어 있다.
이어서, 상기 가스화로 (14) 에서 생성된 생성가스 (2) 는, 탈진장치 (15) 로 송급되어 회분 (6) 등이 제거되고, 계속해서 스크러버 (16) 로 송급되어 세정수 (7) 가 분무되어 냉각세정된 후, 스크러버 (16) 를 통해 송출된다.
여기서, 생성가스 (2) 는, 상기 수소가스탱크 (26) 로부터 수소가스 (5) 가 보충되어 일산화탄소량에 대한 수소량이 2 배 이상으로 되도록 조정된다. 이 수소보충량은 바이오매스 (1) 의 조성을 미리 분석해 둠과 동시에, 가스화로 (14) 에서의 가스화조건 등을 고려함으로써 미리 설정할 수 있다. 또한, 스크러버 (16) 에서 송출된 생성가스 (2) 중의 일산화탄소량 및 수소량을 센서 등으로 각각 계측하고, 그 계측결과에 의거하여 당해 생성가스 (2) 중의 일산화탄소량에 대한수소량을 2 배 이상으로 하도록 수소가스탱크 (26) 로부터 수소가스 (5) 를 보충시키는 제어계를 설치할 수도 있다.
이와 같이 하여 일산화탄소량에 대하여 수소량이 2 배 이상으로 된 생성가스 (2) 는 승압기 (17) 로 승압되고, 열교환기 (18) 를 통해 메탄올 합성탑 (19) 내로 송급됨으로써, 하기 화학식에 나타낸 바와 같이 메탄올 (CH3OH) (8) 을 생성한다.
CO＋2H2→CH3OH(3)
상기 메탄올 (8) 은, 열교환기 (18,20) 를 통해 저장용기 (21) 내로 공급되어 저장되고, 배기가스 (9) 는 계외로 배출된다.
즉, 바이오매스 (1) 에서 생성된 생성가스 (2) 중의 일산화탄소에 대하여 부족한 수소가스 (5) 를 보충하고 나서 메탄올 (8) 을 제조하도록 한 것이다.
따라서, 생성가스 (2) 중의 일산화탄소를 남김없이 사용하여 메탄올 (8) 을 제조할 수 있다.
따라서, 이와 같은 메탄올 제조방법 및 장치에 의하면, 바이오매스 (1) 를 낭비없이 사용할 수 있으므로 자원을 유효하게 이용할 수 있음과 동시에, 메탄올 (8) 의 생성율을 대폭 향상시킬 수 있으므로 제조비용의 저감을 도모할 수 있다.
또한, 수소가스 (5) 를 얻을 때에, 물 (3) 을 전기분해하여 발생한 산소가스 (4) 를 가스화로 (14) 에서의 부분연소에 이용하고 있기 때문에, 물 (3) 을 낭비없이 사용할 수 있으므로, 자원을 유효하게 이용할 수 있음과 동시에 제조비용의 저감을 도모할 수 있다.
또한, 물 (3) 을 전기분해할 때에, 태양광발전설비 (29) 나 풍력발전설비 (30) 에서의 전력을 이용, 즉 자연에너지를 이용하도록 하였기 때문에, 에너지를 유효하게 이용할 수 있음과 동시에 제조비용의 저감을 도모할 수 있다.
또한, 자연에너지를 이용하여 발전한 전력을 이차전지 (28) 에 일단 저장하고 나서 사용하도록 하였기 때문에, 수전해장치 (24) 에 의한 물 (3) 의 전기분해를 안정되게 실시할 수 있다.
또한, 물 (3) 을 전기분해하여 얻어진 산소가스 (4) 및 수소가스 (5) 를 각 탱크 (25,26) 에 일단 저장하고 나서 사용하도록 하였기 때문에, 수전해장치 (24) 에 의한 물 (3) 의 전기분해를 일정조건으로 실시하면서도 이들 가스 (4,5) 를 각각 필요량만큼 용이하게 사용할 수 있다.
그리고, 본 발명에서 사용되는 바이오매스 (1) 로서는, 에너지원 또는 공업원료로서 이용할 수 있는 생물자원 (예컨대, 농업생산물이나 그 부산물, 목재, 식물 등) 을 들 수 있고, 구체적으로는 예컨대 단수수 (sweet sorghum), 네피아글라스, 스피룰리나 (spirulina) 등을 들 수 있다. 또한, 쌀겨, 톱밥, 간벌재 (間伐材) 등과 같은 농림계 폐기물도 들 수 있다. 또한, 번잡함을 피하기 위하여 바이오매스 (1) 의 조성을 CH2O 로서 설명하였으나, 바이오매스 (1) 의 조성은 일반적으로 (CxH2Oy)n(단, x 는 1.1 ∼ 1.2, y 는 0.8 ∼ 0.9) 로 표시된다.
또한, 가스화로 (14) 로 공급하는 바이오매스 (1) 의 평균입경은 0.05 ∼ 5 ㎜ 이면 바람직하다. 왜냐하면, 0.05 ㎜ 미만이면, 분쇄기 (13) 에서의 분쇄효율이 나빠지고, 5 ㎜ 를 넘으면, 내부까지 충분하게 부분연소시켜 열분해하기 어려워져서 가스화효율이 저하되기 때문이다.
또한, 가스화로 (14) 내에서의 바이오매스 (1) 의 가스화온도는 700 ∼ 1400 ℃ (보다 바람직하게는 800 ∼ 1000 ℃) 이면 바람직하다. 왜냐하면, 700 ℃ 미만이면, 양호하게 부분연소시키기가 어렵고, 1400 ℃ 를 넘으면, 바이오매스 (1) 자신이 연소되어 그을음 (soot) 등의 탄화수소의 발생율이 높아지기 때문이다.
또한, 가스화로 (14) 내에서의 바이오매스 (1) 의 가스화압력은, 특별히 한정되는 것은 아니나, 80 기압 전후이면, 가스화로 (14) 를 메탄올 합성탑 (19) 에 승압기 (17) 를 통하지 않고 접속할 수 있게 되지만, 가스화로 (14) 에 고내압성이 요구되어 가스화로 (14) 가 고가로 된다. 따라서, 1 ∼ 40 기압이면, 가스화로 (14) 에 요구되는 내압성이 일반적인 것으로 되기 때문에 바람직하고, 특히 1 ∼ 30 기압이면, 가스화로 (14) 를 비교적 소형의 것으로 할 수 있으므로 매우 바람직하다.
또한, 가스화로 (14) 내의 공탑 (空塔) 속도는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 0.1 ∼ 5 m/s 이면 바람직하다. 왜냐하면, 0.1 m/s 미만이면, 바이오매스 (1) 의 노내에서의 체류시간이 너무 길어서 바이오매스 (1) 가 탄화수소화되기 쉬워지고, 5 m/s 를 넘으면, 바이오매스 (1) 의 노내에서의 체류시간이 너무 짧아서 바이오매스 (1) 를 충분히 부분연소시켜 열분해시키기 어려워지기 때문이다.
특히, 바이오매스 (1) 의 평균입경이 0.05 ∼ 1 ㎜ 일 때에는 가스화로 (14) 내의 공탑속도를 0.4 ∼ 1 m/s 로 하고, 바이오매스 (1) 의 평균입경이 1 ∼ 5 ㎜일 때에는 가스화로 (14) 내의 공탑속도를 1 ∼ 5 m/s 로 하면, 바이오매스 (1) 를 최적의 조건으로 반송할 수 있으므로 매우 바람직하다.
또한, 본 실시형태에서는 자연에너지를 이용하여 발전하는 자연에너지 발전수단으로서, 태양광에너지를 이용하여 발전하는 태양광발전설비 (29) 와 풍력에너지를 이용하여 발전하는 풍력발전설비 (30) 를 병용하도록 하였으나, 그 발전능력에 따라서는 어느 일측만으로 하거나, 또한 조력에너지를 이용하여 발전하는 조력발전설비나, 수력에너지를 이용하여 발전하는 수력발전설비나, 태양열에너지를 이용하여 발전하는 태양열발전설비 등을 병용하여 전력을 얻도록 할 수도 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 가스화로 (14) 로 공급하는 수증기의 물 (3) 을 급수기 (22) 를 통해 송급하고, 수전해장치 (24) 로 공급하는 물 (3) 을 급수기 (23) 를 통해 송급하도록 하였으나, 가스화로 (14) 로 공급하는 수증기의 물 (3) 과 수전해장치 (24) 로 공급하는 물 (3) 을 동일한 급수기를 통해 송급할 수도 있다.
1 번째 발명에 관한 바이오매스 원료에 의한 메탄올 제조방법은, 바이오매스를 가스화시켜 발생한 생성가스로부터 메탄올을 제조하는 바이오매스 원료에 의한 메탄올 제조방법에 있어서, 상기 생성가스에 수소가스를 공급하여 메탄올을 제조하도록 하였기 때문에, 생성가스중의 일산화탄소를 남김없이 사용하여 메탄올을 제조할 수 있다. 따라서, 바이오매스를 낭비없이 사용할 수 있으므로 자원을 유효하게 이용할 수 있음과 동시에, 메탄올의 수율을 대폭 향상시킬 수 있으므로 제조비용의 저감을 도모할 수 있다.
2 번째 발명에 관한 바이오매스 원료에 의한 메탄올 제조방법은, 1 번째 발명에 있어서, 상기 생성가스중의 일산화탄소의 양에 대한 수소가스의 양이 2 배 이상으로 되도록 당해 생성가스에 수소가스를 공급하기 때문에, 일산화탄소 및 수소가스의 양쪽 모두를 남기는 일 없이 메탄올을 제조할 수 있으므로 자원을 유효하게 효율적으로 이용할 수 있다.
3 번째 발명에 관한 바이오매스 원료에 의한 메탄올 제조방법은, 1 번째 또는 2 번째 발명에 있어서, 물을 전기분해하여 발생한 수소가스를 상기 생성가스로 공급하도록 하였기 때문에, 수소가스를 간단히 공급할 수 있다.
4 번재 발명에 관한 바이오매스 원료에 의한 메탄올 제조방법은, 3 번째 발명에 있어서, 물을 전기분해하여 발생한 산소가스를 상기 바이오매스의 가스화제에 사용하도록 하였기 때문에, 자원을 유효하게 이용할 수 있고, 제조비용의 저감을 도모할 수 있다.
5 번째 발명에 관한 바이오매스 원료에 의한 메탄올 제조방법은, 4 번째 발명에 있어서, 물을 전기분해하여 발생한 수소가스 및 산소가스를 각각 일단 저장하고 나서 사용하도록 하였기 때문에, 물의 전기분해를 일정조건으로 실시하면서도 이들 가스를 각각 필요량만큼 용이하게 사용할 수 있다.
6 번째 발명에 관한 바이오매스 원료에 의한 메탄올 제조방법은, 3 번째 내지 5 번째 발명 중 어느 하나에 있어서, 자연에너지를 이용하여 얻어진 전력을 사용하여 상기 물을 전기분해하도록 하였기 때문에, 에너지를 유효하게 이용할 수 있고, 제조비용의 저감을 도모할 수 있다.
7 번째 발명에 관한 바이오매스 원료에 의한 메탄올 제조방법은, 6 번째 발명에 있어서, 자연에너지를 이용하여 얻어진 전력을 일단 저장하고 나서 사용하도록 하였기 때문에, 물의 전기분해를 안정되게 실시할 수 있다.
8 번째 발명에 관한 바이오매스 원료에 의한 메탄올 제조방법은, 6 번째 발명 또는 7 번째 발명에 있어서, 상기 자연에너지가 태양광에너지, 풍력에너지, 조력에너지, 수력에너지, 태양열에너지 중 적어도 1 종이기 때문에, 자연에너지를 전력으로 용이하게 변환할 수 있다.
또한, 9 번째 발명에 관한 바이오매스 원료에 의한 메탄올 제조장치는, 바이오매스를 부분연소 또는 수증기가스화시켜 생성가스를 생성시키는 바이오매스 가스화수단과, 상기 생성가스로부터 메탄올을 제조하는 메탄올 합성수단을 구비한 바이오매스 원료에 의한 메탄올 제조장치에 있어서, 상기 생성가스에 수소가스를 공급하는 수소가스 공급수단을 설치한 점에서, 생성가스중의 일산화탄소를 남김없이 사용하여 메탄올을 제조할 수 있기 때문에, 바이오매스를 낭비없이 사용할 수 있으므로 자원을 유효하게 이용할 수 있음과 동시에, 메탄올의 수율을 대폭 향상시킬 수 있으므로 제조비용의 저감을 도모할 수 있다.
10 번째 발명에 관한 바이오매스 원료에 의한 메탄올 제조장치는, 9 번째 발명에 있어서, 상기 수소가스 공급수단이, 상기 생성가스중의 일산화탄소의 양에 대한 수소가스의 양을 2 배 이상으로 하도록 당해 생성가스에 수소가스를 공급하기 때문에, 일산화탄소 및 수소가스의 양자 모두를 남기는 일 없이 메탄올을 제조할수 있으므로 자원을 유효하게 효율적으로 이용할 수 있다.
11 번째 발명에 관한 바이오매스 원료에 의한 메탄올 제조장치는, 9 번째 또는 10 번째 발명에 있어서, 상기 수소가스 공급수단이 물을 전기분해하는 수전해수단을 구비하고 있기 때문에, 수전해수단으로 물을 전기분해하여 발생한 수소가스를 상기 생성가스로 공급할 수 있으므로, 수소가스를 간단히 공급할 수 있다.
12 번째 발명에 관한 바이오매스 원료에 의한 메탄올 제조장치는, 11 번째 발명에 있어서, 상기 수전해수단으로 물을 전기분해하여 발생한 산소가스를 가스화제로 하여 상기 바이오매스 가스화수단으로 송급하도록 하였기 때문에, 자원을 유효하게 이용할 수 있고, 제조비용의 저감을 도모할 수 있다.
13 번째 발명에 관한 바이오매스 원료에 의한 메탄올 제조장치는, 12 번째 발명에 있어서, 상기 수소가스 공급수단이, 상기 수전해수단으로 물을 전기분해하여 발생한 수소가스를 일단 저장하는 수소가스 저장수단을 구비함과 동시에, 상기 수전해수단으로 물을 전기분해하여 발생한 산소가스를 일단 저장하는 산소가스 저장수단을 설치한 점에서, 이들 탱크로부터 각 가스를 각각 필요량 송급할 수 있기 때문에, 물의 전기분해를 일정조건으로 실시하면서도 이들 가스를 각각 필요량만큼 용이하게 사용할 수 있다.
14 번째 발명에 관한 바이오매스 원료에 의한 메탄올 제조장치는, 11 번째 내지 13 번째 발명 중 어느 하나에 있어서, 자연에너지에 의해 발전하여 상기 수전해수단을 작동시키는 자연에너지 발전수단을 구비하고 있기 때문에, 자연에너지를 이용하여 얻어진 전력을 사용하여 물을 전기분해할 수 있으므로, 에너지를 유효하게 이용할 수 있음과 동시에 제조비용의 저감을 도모할 수 있다.
15 번째 발명에 관한 바이오매스 원료에 의한 메탄올 제조장치는, 14 번째 발명에 있어서, 상기 자연에너지 발전수단이 전력을 일단 저장하는 축전수단을 구비하고 있기 때문에, 축전수단으로 저장한 전력으로 수전해수단을 작동시킬 수 있으므로 물의 전기분해를 안정되게 실시할 수 있다.
16 번째 발명에 관한 바이오매스 원료에 의한 메탄올 제조장치는, 14 번째 또는 15 번째 발명에 있어서, 상기 자연에너지 발전수단이 태양광에너지, 풍력에너지, 조력에너지, 수력에너지, 태양열에너지 중 적어도 1 종을 이용하여 발전하기 때문에, 자연에너지를 전력으로 용이하게 변환할 수 있다.

Claims (24)

  1. 바이오매스를 가스화시켜 발생한 생성가스로부터 메탄올을 제조하는 바이오매스 원료에 의한 메탄올 제조방법에 있어서,
    상기 생성가스에 수소가스를 공급하여 메탄올을 제조하도록 한 것을 특징으로 하는 바이오매스 원료에 의한 메탄올 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 생성가스중의 일산화탄소의 양에 대한 수소가스의 양이 2 배 이상으로 되도록 당해 생성가스에 수소가스를 공급하는 것을 특징으로 하는 하는 바이오매스 원료에 의한 메탄올 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 물을 전기분해하여 발생한 수소가스를 상기 생성가스로 공급하도록 한 것을 특징으로 하는 바이오매스 원료에 의한 메탄올 제조방법.
  4. 제 2 항에 있어서, 물을 전기분해하여 발생한 수소가스를 상기 생성가스로 공급하도록 한 것을 특징으로 하는 바이오매스 원료에 의한 메탄올 제조방법.
  5. 제 3 항에 있어서, 물을 전기분해하여 발생한 산소가스를 상기 바이오매스의 가스화제에 사용하도록 한 것을 특징으로 하는 바이오매스 원료에 의한 메탄올 제조방법.
  6. 제 4 항에 있어서, 물을 전기분해하여 발생한 산소가스를 상기 바이오매스의 가스화제에 사용하도록 한 것을 특징으로 하는 바이오매스 원료에 의한 메탄올 제조방법.
  7. 제 5 항에 있어서, 물을 전기분해하여 발생한 수소가스 및 산소가스를 각각 일단 저장하고 나서 사용하도록 한 것을 특징으로 하는 바이오매스 원료에 의한 메탄올 제조방법.
  8. 제 6 항에 있어서, 물을 전기분해하여 발생한 수소가스 및 산소가스를 각각 일단 저장하고 나서 사용하도록 한 것을 특징으로 하는 바이오매스 원료에 의한 메탄올 제조방법.
  9. 제 3 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 자연에너지를 이용하여 얻어진 전력을 사용하여 상기 물을 전기분해하도록 한 것을 특징으로 하는 바이오매스 원료에 의한 메탄올 제조방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 자연에너지를 이용하여 얻어진 전력을 일단 저장하고 나서 사용하도록 한 것을 특징으로 하는 바이오매스 원료에 의한 메탄올 제조방법.
  11. 제 9 항에 있어서, 상기 자연에너지가 태양광에너지, 풍력에너지, 조력에너지, 수력에너지, 태양열에너지 중 적어도 1 종인 것을 특징으로 하는 바이오매스 원료에 의한 메탄올 제조방법.
  12. 제 10 항에 있어서, 상기 자연에너지가 태양광에너지, 풍력에너지, 조력에너지, 수력에너지, 태양열에너지 중 적어도 1 종인 것을 특징으로 하는 바이오매스 원료에 의한 메탄올 제조방법.
  13. 바이오매스를 부분연소 또는 수증기가스화시켜 생성가스를 생성시키는 바이오매스 가스화수단과, 상기 생성가스로부터 메탄올을 제조하는 메탄올 합성수단을 구비한 바이오매스 원료에 의한 메탄올 제조장치에 있어서, 상기 생성가스에 수소가스를 공급하는 수소가스 공급수단을 설치한 것을 특징으로 하는 바이오매스 원료에 의한 메탄올 제조장치.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 수소가스 공급수단이, 상기 생성가스중의 일산화탄소의 양에 대한 수소가스의 양을 2 배 이상으로 하도록 당해 생성가스에 수소가스를 공급하는 것을 특징으로 하는 바이오매스 원료에 의한 메탄올 제조장치.
  15. 제 13 항에 있어서, 상기 수소가스 공급수단이 물을 전기분해하는 수전해수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 바이오매스 원료에 의한 메탄올 제조장치.
  16. 제 14 항에 있어서, 상기 수소가스 공급수단이 물을 전기분해하는 수전해수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 바이오매스 원료에 의한 메탄올 제조장치.
  17. 제 15 항에 있어서, 상기 수전해수단으로 물을 전기분해하여 발생한 산소가스를 가스화제로 하여 상기 바이오매스 가스화수단으로 송급하도록 한 것을 특징으로 하는 바이오매스 원료에 의한 메탄올 제조장치.
  18. 제 16 항에 있어서, 상기 수전해수단으로 물을 전기분해하여 발생한 산소가스를 가스화제로 하여 상기 바이오매스 가스화수단으로 송급하도록 한 것을 특징으로 하는 바이오매스 원료에 의한 메탄올 제조장치.
  19. 제 17 항에 있어서, 상기 수소가스 공급수단이, 상기 수전해수단으로 물을 전기분해하여 발생한 수소가스를 일단 저장하는 수소가스 저장수단을 구비함과 동시에, 상기 수전해수단으로 물을 전기분해하여 발생한 산소가스를 일단 저장하는 산소가스 저장수단을 설치한 것을 특징으로 하는 바이오매스 원료에 의한 메탄올 제조장치.
  20. 제 18 항에 있어서, 상기 수소가스 공급수단이, 상기 수전해수단으로 물을 전기분해하여 발생한 수소가스를 일단 저장하는 수소가스 저장수단을 구비함과 동시에, 상기 수전해수단으로 물을 전기분해하여 발생한 산소가스를 일단 저장하는 산소가스 저장수단을 설치한 것을 특징으로 하는 바이오매스 원료에 의한 메탄올 제조장치.
  21. 제 15 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서, 자연에너지에 의해 발전하여 상기 수전해수단을 작동시키는 자연에너지 발전수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 바이오매스 원료에 의한 메탄올 제조장치.
  22. 제 21 항에 있어서, 상기 자연에너지 발전수단이 전력을 일단 저장하는 축전수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 바이오매스 원료에 의한 메탄올 제조장치.
  23. 제 21 항에 있어서, 상기 자연에너지 발전수단이 태양광에너지, 풍력에너지, 조력에너지, 수력에너지, 태양열에너지 중 적어도 1 종을 이용하여 발전하는 것을 특징으로 하는 바이오매스 원료에 의한 메탄올 제조장치.
  24. 제 22 항에 있어서, 상기 자연에너지 발전수단이 태양광에너지, 풍력에너지, 조력에너지, 수력에너지, 태양열에너지 중 적어도 1 종을 이용하여 발전하는 것을 특징으로 하는 바이오매스 원료에 의한 메탄올 제조장치.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101527785B1 (ko) * 2013-08-21 2015-06-12 한국에너지기술연구원 위치에너지 기반 발전 시스템
KR20210138821A (ko) * 2020-05-11 2021-11-22 비엔지코리아(주) 바이오매스를 저온열분해에 의한 연료용 수성가스 제조방법

Families Citing this family (59)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ID30387A (id) * 2000-02-29 2001-11-29 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Tanur gasifikasi biomassa dan sistem sintetis metanol yang menggunakan gas yang dihasilkan melalui gasifikasi biomassa
JP3806416B2 (ja) * 2003-05-28 2006-08-09 三菱重工業株式会社 除塵装置、有機系燃料のガス化システムおよびメタノール合成システム
US20040265158A1 (en) * 2003-06-30 2004-12-30 Boyapati Krishna Rao Co-producing hydrogen and power by biomass gasification
JP4487175B2 (ja) * 2003-10-28 2010-06-23 正康 坂井 バイオマスからのメタノール製造方法
US7456226B2 (en) * 2003-12-13 2008-11-25 Sascha Schroeder Method and installation for producing liquid energy carriers from a solid carbon carrier
JP3848949B2 (ja) * 2004-02-20 2006-11-22 三菱重工業株式会社 除塵装置、有機系燃料のガス化システムおよび液体燃料合成システム
CA2496839A1 (en) * 2004-07-19 2006-01-19 Woodland Chemical Systems Inc. Process for producing ethanol from synthesis gas rich in carbon monoxide
FR2893033B1 (fr) * 2005-11-04 2012-03-30 Inst Francais Du Petrole Procede de production de gaz de synthese a partir de matiere carbonee et d'energie electrique.
JP2009532483A (ja) 2006-04-05 2009-09-10 ウッドランド バイオフュールズ インコーポレイテッド 合成ガスを介してバイオマスをエタノールに変換するための方法
US7566351B2 (en) * 2006-04-21 2009-07-28 Zeropoint Clean Tech, Inc. Process for producing electrical power and potable water from biomass
WO2008033812A2 (en) * 2006-09-11 2008-03-20 Purdue Research Foundation System and process for producing synthetic liquid hydrocarbon
JP4981439B2 (ja) * 2006-12-28 2012-07-18 三菱重工業株式会社 固体燃料ガス化ガス利用プラント
JP5136831B2 (ja) * 2007-08-17 2013-02-06 バイオマスエナジー株式会社 バイオマスから炭化水素を製造する装置
MX2010004518A (es) 2007-10-25 2010-07-29 Landmark Structures I Lp Sistema y metodo para la digestion anaerobica de biomasas.
US7911071B2 (en) * 2007-11-06 2011-03-22 Devine Timothy J Systems and methods for producing, shipping, distributing, and storing hydrogen
US8366902B2 (en) * 2008-03-24 2013-02-05 Battelle Energy Alliance, Llc Methods and systems for producing syngas
US20110185634A1 (en) * 2008-05-07 2011-08-04 Michael Prestel Device and Method for the Electrothermal-Chemical Gasification of Biomass
US20100038257A1 (en) * 2008-08-16 2010-02-18 Chester Sohn Method and apparatus for electolysis-assisted generation of hydrogen
FR2938838B1 (fr) * 2008-11-27 2012-06-08 Arkema France Procede de fabrication d'un methacrylate de methyle derive de la biomasse
CN101440019B (zh) * 2008-11-27 2011-11-30 江苏省信息化研究中心 大规模非并网风电直接应用于生产甲醇的方法
FR2940801B1 (fr) * 2009-01-06 2012-08-17 Arkema France Procede de fabrication d'un methacrylate de methyle derive de la biomasse
RU2489523C2 (ru) 2009-02-17 2013-08-10 МАКЭЛИСТЭР ТЕКНОЛОДЖИЗ, ЭлЭлСи Устройство и способ регулирования зародышеобразования во время электролиза
JP5411299B2 (ja) 2009-02-17 2014-02-12 マクアリスター テクノロジーズ エルエルシー 電解セルおよびその使用方法
US9040012B2 (en) 2009-02-17 2015-05-26 Mcalister Technologies, Llc System and method for renewable resource production, for example, hydrogen production by microbial electrolysis, fermentation, and/or photosynthesis
JP5153711B2 (ja) * 2009-03-31 2013-02-27 三井造船株式会社 ガス化装置、ガス化方法、および液体燃料製造設備
US8275489B1 (en) 2009-04-21 2012-09-25 Devine Timothy J Systems and methods for deployment of wind turbines
DE102009055976A1 (de) * 2009-11-27 2011-06-01 Choren Industries Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Erzeugung eines Synthesegases aus Biomasse durch Flugstrom-Vergasung
CN101775447B (zh) * 2010-01-27 2012-07-18 中国农业大学 电解水离子体系预处理生物质原料的方法
US8784661B2 (en) 2010-02-13 2014-07-22 Mcallister Technologies, Llc Liquid fuel for isolating waste material and storing energy
WO2011100732A2 (en) * 2010-02-13 2011-08-18 Mcalister Roy E System and method for renewable resource production, for example, hydrogen production by microbial electrolysis, fermentation, and/or photosynthesis
EP2534225A4 (en) 2010-02-13 2014-03-19 Mcalister Technologies Llc INDUSTRIAL STORAGE, SPECIFICATION AND TRANSPORT OF FUELS
US8070835B2 (en) 2010-02-13 2011-12-06 Mcalister Technologies, Llc Multi-purpose renewable fuel for isolating contaminants and storing energy
DE102010028181A1 (de) * 2010-04-26 2011-10-27 Siemens Aktiengesellschaft Produktionsanlage für Chemierohstoffe oder Brennstoffe sowie ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Produktionsanlage
JP5737567B2 (ja) * 2010-09-27 2015-06-17 東京電力株式会社 再生可能エネルギー多段利用システム
IT1402494B1 (it) * 2010-10-19 2013-09-13 Massardo Sistemi per la sintesi di combustibili gassosi e liquidi da elettrolizzatore integrato con sistema per la decomposizione termica in ossigeno di biomasse e/o carbone.
AU2011362998A1 (en) 2010-12-08 2013-07-04 Mcalister Technologies, Llc System and method for preparing liquid fuels
FR2971789B1 (fr) * 2011-02-22 2013-02-22 Areva Methode de production de methanol ou d'hydrocarbures a partir d'une matiere carbonee, avec une etape de reformage dont les conditions de fontionnement sont ajustees selectivement
WO2013025658A2 (en) 2011-08-12 2013-02-21 Mcalister Technologies, Llc Energy and/or material transport including phase change
RU2478604C1 (ru) * 2012-02-28 2013-04-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технологический университет" Способ получения метанола
US9416077B2 (en) 2012-09-14 2016-08-16 Sundrop Fuels, Inc. Renewable carbon content in methanol and other products from gasification of biomass
US9127244B2 (en) 2013-03-14 2015-09-08 Mcalister Technologies, Llc Digester assembly for providing renewable resources and associated systems, apparatuses, and methods
US9133011B2 (en) 2013-03-15 2015-09-15 Mcalister Technologies, Llc System and method for providing customized renewable fuels
CN104371780B (zh) * 2014-11-03 2016-06-08 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 风、光弃电和工业有机废水用于煤制天然气的系统及方法
KR20180118651A (ko) * 2016-02-01 2018-10-31 란자테크 뉴질랜드 리미티드 통합형 발효 및 전해 공정
CN105861070A (zh) * 2016-06-15 2016-08-17 安徽新生力生物科技有限公司 一种生物质气化合成甲醇二甲醚的工艺
CN106748646A (zh) * 2016-12-14 2017-05-31 李卫教 一种电能存储处理方法及系统
US10960349B2 (en) * 2017-12-04 2021-03-30 Cri, Ehf System for separating gas
CN110862838A (zh) * 2018-08-27 2020-03-06 襄阳中诚检测科技有限公司 一种化学产品提供系统
JP2020161225A (ja) 2019-03-25 2020-10-01 株式会社Ｓｏｋｅｎ 電気化学装置
DE102019115094A1 (de) * 2019-06-05 2020-12-10 Martin Pätzug Energiegewinnungsverfahren und Rekultivierungsverfahren für Industriefolgelandschaften
JP7446124B2 (ja) * 2020-02-20 2024-03-08 三菱重工業株式会社 合成物生産システム
JP7036852B2 (ja) 2020-03-19 2022-03-15 本田技研工業株式会社 燃料製造システム
JP7036853B2 (ja) 2020-03-19 2022-03-15 本田技研工業株式会社 燃料製造システム
JP7098675B2 (ja) 2020-03-19 2022-07-11 本田技研工業株式会社 燃料製造システム
JP7150099B1 (ja) * 2021-06-07 2022-10-07 本田技研工業株式会社 燃料製造システム
JP7192036B1 (ja) 2021-06-07 2022-12-19 本田技研工業株式会社 燃料製造システム
JP2023011307A (ja) 2021-07-12 2023-01-24 東洋エンジニアリング株式会社 合成燃料の製造方法
CN113944544A (zh) * 2021-11-08 2022-01-18 华北电力大学 一种基于可再生能源与氢能甲醇化的能源系统及能源利用方法
JP2024010687A (ja) * 2022-07-13 2024-01-25 三菱重工業株式会社 燃料製造設備及び燃料製造方法

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2809082A1 (de) * 1977-05-03 1978-11-16 Stone & Webster Eng Corp Verfahren zum erzeugen von methanol und gegebenenfalls benzin aus muell, biomasse und/oder klaerschlamm und wasser
FR2506322A1 (fr) 1981-05-20 1982-11-26 Bertin & Cie Procede et installation pour la gazeification ultra-rapide de charbon ou de la biomasse
US4993348A (en) * 1987-08-20 1991-02-19 Wald Leonard H Apparatus for harvesting energy and other necessities of life at sea
JP2948344B2 (ja) 1991-04-25 1999-09-13 三菱重工業株式会社 有機物の熱分解方法
JP2948345B2 (ja) 1991-05-02 1999-09-13 三菱重工業株式会社 有機物の熱分解方法
DE4130718A1 (de) * 1991-09-14 1993-03-18 Metallgesellschaft Ag Verfahren zur erzeugung eins synthesegases fuer die methanolsynthese
FR2684313B1 (fr) 1991-12-03 1994-01-28 Institut Francais Petrole Procede et dispositif pour la fabrication de gaz de synthese et application.
JP3009536B2 (ja) 1992-04-14 2000-02-14 三菱重工業株式会社 有機物を主体とする廃棄物のガス化方法
JP3009541B2 (ja) 1992-05-15 2000-02-14 三菱重工業株式会社 廃棄物のガス化方法
US5344848A (en) 1993-05-27 1994-09-06 Meyer Steinberg Process and apparatus for the production of methanol from condensed carbonaceous material
DE4438902A1 (de) * 1994-10-31 1996-05-02 Forschungszentrum Juelich Gmbh Verfahren zur Produktion von Sekundärenergieträgern
US5512255A (en) * 1994-12-06 1996-04-30 Wright Malta Corporation Apparatus for producing methanol
JPH10153165A (ja) * 1996-11-21 1998-06-09 Tatsuno Co Ltd 電力供給システム
US6133328A (en) * 2000-02-22 2000-10-17 Lightner; Gene E. Production of syngas from a biomass
ID30387A (id) * 2000-02-29 2001-11-29 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Tanur gasifikasi biomassa dan sistem sintetis metanol yang menggunakan gas yang dihasilkan melalui gasifikasi biomassa

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101527785B1 (ko) * 2013-08-21 2015-06-12 한국에너지기술연구원 위치에너지 기반 발전 시스템
KR20210138821A (ko) * 2020-05-11 2021-11-22 비엔지코리아(주) 바이오매스를 저온열분해에 의한 연료용 수성가스 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
CN1244527C (zh) 2006-03-08
AU764528C (en) 2006-10-12
MY124906A (en) 2006-07-31
NZ516213A (en) 2003-10-31
JP2002193858A (ja) 2002-07-10
TWI230195B (en) 2005-04-01
AU9718901A (en) 2002-07-04
NO20016367L (no) 2002-07-01
CN1362393A (zh) 2002-08-07
DE60143602D1 (de) 2011-01-20
DK1219585T3 (da) 2011-03-07
EP1219585A2 (en) 2002-07-03
NO333260B1 (no) 2013-04-22
HU0105333D0 (en) 2002-02-28
NO20016367D0 (no) 2001-12-27
US6645442B2 (en) 2003-11-11
EP1219585B1 (en) 2010-12-08
HUP0105333A3 (en) 2006-11-28
EP1219585A3 (en) 2003-11-19
US20020087037A1 (en) 2002-07-04
ATE490952T1 (de) 2010-12-15
RU2214387C2 (ru) 2003-10-20
CA2366106A1 (en) 2002-06-28
HUP0105333A2 (hu) 2003-02-28
AU764528B2 (en) 2003-08-21

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