KR20070024551A - 수소 플랜트에서의 냉각 방법 및 장치 - Google Patents

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에이치2젠 이노베이션즈 인코포레이티드
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Abstract

탄화수소 공급원료를 수용 및 처리하도록 구성되는 동시에 수소 함유 가스 스트림을 포함하는 습윤 개질제를 방출하도록 구성된 연료 개질 플랜트와, 습윤 개질제를 냉각시키도록 구성된 응축기를 포함하는 수소 플랜트에 관한 것이다. 수소 플랜트는 또한 냉각된 습윤 개질제를 수용하며, 습윤 개질제로부터 물을 제거하고, 건조 개질제를 배출하도록 구성된 물 분리기를 포함한다. 상기 수소 플랜트는 건조 개질제를 수용하며, 건조 개질제를 처리하고, 순소 수소 혹은 실질적으로 순수 수소를 배출하도록 구성된 수소 정제기를 더 포함한다. 응축기뿐만 아니라 습윤 개질제를 냉각하기 위해 수소 플랜트에는 보조 냉각 시스템이 마련되어 있다.

Description

수소 플랜트에서의 냉각 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR COOLING IN HYDROGEN PLANTS}
본 발명은 수소 플랜트에서 개질 가스를 냉각하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
수소는 20세기말 이래로 탄화수소 공급원료로부터 상업적으로 생산되어 왔다. 천연 가스, 프로판 등의 액화 석유 가스(LPG), 기타 탄화수소에 의해 연료가 보급되는 최신식의 수소 플랜트는 암모니아 합성, 석유 정제 및 다른 산업용의 중요한 수소 공급원이다. 이러한 수소 플랜트는 수소 공급원료를 "개질제(reformate)"라고 칭하는 수소 함유 가스 스트림으로 변환시키기 위한 "개질(reforming)이라 하는 처리 단계의 공통적 군(群)을 공유한다. 개질제 가스는 보통 그것이 개질 프로세스 플랜트로부터 유출할 때 적어도 25체적%의 수증기를 포함한다.
순수 수소 혹은 실질적으로 순수 수소는 개질제 가스로부터 제조된다. 이러한 수소는 비록 특정의 용도에서는 종종 더 높은 순도를 필요로 하고 때때로 총 불순물이 5ppm 미만일 것을 요구하기도 하지만 99% 정도로 낮은 순도를 가질 수 있다. 순수 수소 혹은 실질적으로 순수 수소의 제조는 일반적으로 압력 변동 흡 착(pressure swing adsorption: PSA)을 사용함으로써 달성된다. 개질제 가스는 정제 단계 이전에 상승된 온도로부터 실질적으로 냉각되어야 한다. 이러한 냉각은 물 포화 압력의 감소를 초래하고, 이에 따라 액체 상태의 물 응축으로 이르게 된다. 이러한 액체 상태의 물은 계속해서 정제 이전에 개질제 가스로부터 제거된다. 통상적인 시스템에서, 개질제 가스는 그 스트림의 온도 및 압력에서 포화 조건 혹은 그에 근접하게 조건에서 수소 정제 장치로 운반된다.
PSA 시스템에 사용된 흡수제는 수증기에 극히 민감하다. 과도한 수증기는 PSA 흡수제에 의해 매우 강력하게 흡수되어 효과적으로 그들을 불활성화시킨다. 따라서, PSA 시스템은 일반적으로 유한의 물 용량을 지닌 흡습제 기능을 갖도록 구성되어 있다. 개질제 가스의 허용 가능한 최대 온도는 요구되는 흡습제 수단의 크기를 결정한다. 일반적으로, 흡습제 수단은 PSA 용기 내에 포함되어, 수소 회수를 감소시키는 공극 체적을 생성한다. 따라서, PSA 장치에서 가능한 최고의 수소 회수 효율을 얻기 위해 최대 개질제 온도를 최소화시키는 것이 바람직하다.
탄소 산화물, 미반응 탄화수소, 질소, 및 다른 가스 등의 통상적인 개질제 불순물을 제거하기 위한 흡수제의 용량 및 선택은 또한 온도에 현저하게 좌우된다. 비록 극저온은 흡착제의 동적 파라미터에 부정적인 영향을 미치지만, 저온은 흡수제의 선택 및 용량을 크게 향상시킨다. 따라서, 주의 깊은 개질제 온도의 제어는 PSA 장치의 적절한 제어에 요구된다.
개질제 온도가 물의 응결점 이하로 떨어질 경우, 수소 플랜트의 배관은 얼음으로 막힐 수 있다. 이러한 막힘은 안전사고를 일으킬 수 있고, 얼음 봉쇄물을 제 거하기에 충분한 시간 동안 수소 플랜트를 정지시켜야 하는 결과는 초래한다. 따라서, 개질제는 물의 응결점 이하로 냉각되어서는 안 된다.
종래 기술의 수소 플랜트는 물 혹은 냉각 유체를 냉각시킴으로써 냉각된 응축기 시스템을 포함한다. 그 다음 이러한 열교환기는 물 냉각탑 혹은 기계식 냉동 장치 등의 냉각기 시스템에 연결된다. 이러한 시스템은 제작 및 가동에 따른 비용이 높다는 단점이 있다. 기계식 냉동 사이클은 작동을 위해 상당량의 에너지를 필요로 하며, 냉각탑 혹은 다른 증발식 냉각 시스템은 스케일 형성, 생물학적 막 오염(bio-fouling) 및 부식을 방지하기 위해 주의 깊은 유지 관리를 필요로 한다. 이러한 냉각 시스템은 또한 현저한 비용 및 폐기 부담을 부여하는 다량의 보충수를 필요로 한다. 몹시 추운 날씨 동안, 냉각탑과 증발식 냉각기는 개질제 응축기와 파이프 작업에 직면하는 동일한 얼음 형성 문제를 방지하기 위해 조심스러운 주의를 필요로 한다.
그 대안으로, 종래 기술에 따른 수소 플랜트는 개질제 응축기를 냉각시키기 위해 주변 공기에 의한 공기 냉각을 이용한다. 공기 냉각은 빈약한 온도 제어에 의해 주변 온도가 높을 수 있는 영역에서 제한된다. 이것은 적절한 기후를 갖는 영역, 낮은 수소 순도 요구 조건 혹은 높은 작동 온도를 견디는 PSA 흡착제에 대한 공기 냉각식 시스템의 적용은 제한된다.
관련된 기술의 수소 플랜트 냉각 시스템의 한계는 성공적인 작동을 보장하기 위해 전작업 시간에 걸친 조작자의 감독 혹은 광범위의 자동화 및 제어를 필요로 한다. 이러한 단계는 비용을 초래하여, 비용과 복잡성이 허용하는 대용량에 탁월 한 특성을 가짐에도 불구하고 개질기계 수소 플랜트를 매우 작은 규모로 경제적으로 구현하는 것이 방해받고 있다.
수소 플랜트의 효율과 작동성을 향상시킨 노력의 일환으로, 본 발명자는 후술하는 바와 같이 다양한 개량을 실현하였다. 예컨대, 본 발명은 해당 분야의 다른 방법에 의해 야기된 높은 에너지 소모 및 작동상의 복잡성과 관련한 문제를 유발하지 않으면서 높은 주변 온도 조건에서 작동할 수 있는 정제 수소를 생산하는 개선된 수소 플랜트 및 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명은 탄화수소 공급원료를 수용 및 처리하도록 구성되는 동시에 수소 함유 가스 스트림을 포함하는 습윤 개질제를 방출하도록 구성된 연료 개질 플랜트와, 습윤 개질제를 냉각시키도록 구성된 응축기를 포함하는 수소 플랜트를 바람직하게 제공한다. 수소 플랜트는 또한 냉각된 습윤 개질제를 수용하며, 습윤 개질제로부터 물을 제거하고, 건조 개질제를 배출하도록 구성된 하나 이상의 물 분리기를 포함한다. 상기 수소 플랜트는 건조 개질제를 수용하며, 건조 개질제를 처리하고, 순수 수소 혹은 실질적으로 순수 수소를 배출하도록 구성된 수소 정제기를 더 포함한다. 본 발명은 응축기뿐만 아니라 습윤 개질제를 냉각하기 위해 보조 냉각 시스템을 포함한다.
본 발명의 하나의 양호한 실시예에 따르면, 보조 냉각 시스템은 보충의 냉각 유체를 사용하여 습윤 개질제로부터 열을 흡수하도록 구성된 제1 열교환 부분과, 보충의 냉각 유체로부터 지하의 환경으로 열을 방출하도록 구성된 제2의 지하 열교환 부분을 포함하는 지하 냉각 시스템(subterranean cooling system)이다.
본 발명의 또 다른 양호한 실시예에 있어서, 보조 냉각 시스템은 정제수 공급원에 연결된 입구와 연료 개질 플랜트의 정제수 입구에 연결된 출구를 포함한다. 이 실시예에 따르면, 정제수는 저온의 지하 환경을 열 싱크로서 이용하는 물 공급부에 의해 보조 냉각 시스템의 입구로 공급되어, 냉각된 물이 보조 냉각 시스템에서 냉각 유체로서 사용될 수 있다.
본 발명의 또 다른 양호한 실시예에 있어서, 수소 플랜트는 원수(原水)를 수용하도록 구성된 입구, 정제수를 배출하도록 구성된 제1 출구, 및 폐수를 배출하도록 구성된 제2 출구를 구비하는 물 정제기를 더 포함한다. 제1 출구는 연료 개질 플랜트의 정제수 입구에 연결된다. 보조 냉각 시스템은 입구와 출구를 포함하며, 그 입구는 물 정제기의 제2 출구에 연결된다. 상기 물 정제기는 예컨대, 역삼투압 정제기라도 좋다. 물 정제기의 입구는 저온의 지하 환경을 열 싱크로서 이용하는 물 공급부에 연결되도록 구성되는 것이 바람직할 수 있다.
또한, 본 발명은 탄화수소 함유 가스 스트림으로 포함하는 습윤 개질제를 생산하기 위해 탄화수소 공급원료를 처리하는 단계와, 응축기를 사용하여 습윤 개질제를 냉각하는 단계와, 보조 냉각 시스템을 사용하여 습윤 개질제를 냉각하는 단계를 포함하는 정제된 수소를 생산하기 위한 방법을 바람직하게 제공한다. 상기 방법은 또한 건조 개질제를 생산하기 위해 습윤 개질제로부터 액체 상태의 물을 제거하는 단계와, 순수 수소 혹은 실질적으로 순수 수소를 생산하기 위해 건조 개질제를 처리하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 하나의 양호한 실시예에 있어서, 보조 냉각 시스템은 습윤 개질제를 냉각시키기 위해 유체 마찰을 극복하는 데에 요구되는 것을 초과하는 에너지 입력을 필요로 하지 않는다.
본 발명의 또 다른 양호한 실시예에 따르면, 탄화수소 공급원료의 처리는 100℃ 이상의 온도에서 습윤 개질제를 방출하는 연료 개질제 플랜트를 사용하여 수행된다. 또 다른 양호한 실시예에 있어서, 건조 개질제는 압력 변동 흡착 시스템을 사용하여 처리되며, 건조 개질제가 압력 변동 흡착 시스템에 유입될 때의 온도는 응축기와 보조 냉각 시스템을 사용하여 제어된다. 양호하게는, 건조 개질제가 압력 변동 흡착 시스템에 유입될 때의 온도는 45℃ 이하이다. 보다 양호하게는, 건조 개질제가 압력 변동 흡착 시스템에 유입될 때의 온도는 25℃ 이하 0℃ 이상이다.
본 발명의 또 다른 양호한 실시예에 있어서, 보조 냉각 시스템은 보충의 냉각 유체를 사용하여 습윤 개질제로부터 열을 흡수하도록 구성된 제1 열교환 부분과, 보충의 냉각 유체로부터 지하의 환경으로 열을 방출하도록 구성된 제2의 지하 열교환 부분을 포함하는 지하 냉각 시스템이다.
본 발명의 또 다른 양호한 실시예에 따르면, 탄화수소 공급원료의 처리는 연료 개질 플랜트를 사용하여 수행되고, 보조 냉각 시스템은 정제수 공급원에 연결된 입구와 상기 연료 개질 플랜트의 정제수 입구에 연결된 출구를 포함한다. 이 실시예에 있어서, 정제수는 저온의 지화 환경을 열 싱크로서 이용하는 물 공급부에 의해 보조 냉각 시스템의 입구로 공급되어, 냉각된 물이 보조 냉각 시스템에서 냉각 유체로서 사용될 수 있다.
본 발명의 추가적인 양호한 실시예에 따르면, 상기 방법은 원수를 정제하여, 탄화수소 공급원료의 처리에 사용하기 위해 정제수를 방출하고 보조 냉각 시스템에서 냉각 유체로 사용하기 위한 폐수를 방출하는 단계를 더 포함한다. 원수는 저온의 지하 환경을 열 싱크로서 이용하는 물 공급부에서 나오는 것이 바람직하다.
추가적으로, 본 발명은 압력 변동 흡착 장치에 사용되는 흡습제의 체적을 최소화시키는 방법을 바람직하게 제공한다. 이 방법은 압력 변동 흡착 장치에 유입되는 수소 함유 가스 스트림을 포함하는 개질제의 온도 및 물 함량을 제어하는 단계를 포함한다. 개질제의 온도 및 물 함량은 개질제를 냉각하기 위한 응축기, 개질제를 더 냉각하기 위한 보조 냉각 시스템, 및 냉각된 개질제로부터 물을 제거하기 위한 물 분리기를 사용하여 제어된다.
또한, 본 발명은 최적 증기 대 탄소 비율이 응축기만 단독으로 사용할 때 적용된 최적의 값보다 높게 상승하게 되는, 응축기 및 보조 냉각 시스템 양자를 사용하는 수소를 생성하기 위한 향상된 방법을 제공한다.
본 발명 및 본 발명의 부가적인 장점들의 보다 완벽한 이해는 아래의 상세한 설명 특히, 첨부 도면과 관련하여 참조하면 보다 쉽게 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명의 수소 플랜트의 양호한 제1 실시예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 수소 플랜트의 양호한 제2 실시예를 개략적으로 도시한 도 면이다.
도 3은 본 발명의 수소 플랜트의 양호한 제3 실시예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 수소 플랜트의 양호한 제4 실시예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 종래 기술의 수소 플랜트를 개략적으로 도시한 도면이다.
본 발명의 시스템은 수소 플랜트 내의 개질 가스를 냉각하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다. 예컨대, 본 발명은 에너지, 물, 유지 관리가 덜 요구되는 동시에 압력 변동 흡착(pressure swing adsorption: PSA) 설계 온도 이상이고 응축수의 응결점 이하의 주변 공기 온도에서 작동하는 압력 변동 흡착 타입의 수소 플랜트용 개질 가스 냉각 시스템과 방법에 관한 것이다.
이하에서는 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예가 설명될 것이다. 아래의 상세한 설명에서, 실질적으로 동일한 기능을 지닌 구성 요소와 장치는 동일한 참조 번호로 표기되며, 필요시에만 구체적인 설명을 반복할 것이다.
도 5에는 종래 기술의 수소 플랜트가 도시되어 있다. 도 5에 도시된 플랜트는 공급원료 연료 입구(212), 공기 입구(214) 및 정제수 입구(216)를 구비하는 연료 개질 플랜트(210)를 포함한다. 증기 개질기, 자열 개질기(autothermal reformer), 부분 산화 개질기, 열분해 개질기 혹은 다른 임의의 적절한 개질기 등의 다양한 형태의 연료 개질기가 사용된다. 연료 개질기(210)는 100℃ 이상의 온 도에서 수소, 미반응된 탄화수소, 탄소 산화물, 질소, 수증기 및 다양한 다른 소수 성분의 몇몇 조합을 포함하는 습윤 개질제 제품을 생산한다. 습윤 개질제는 도관(220)을 따라 이동하고, 입구(232)에서 출구(234)로 흐르는 열전달 유체와의 열교환에 의해 냉각될 응축기(230)로 주입된다. 냉각 유체는 통상적으로 냉각수, 주변 공기, 냉각 공기, 증기 냉동 사이클의 작동유, 혹은 다른 임의의 적절한 유체를 포함한다. 대부분의 시스템은 통상적으로 별도의 공정에 의해 설비 내에서 매우 정확하게 제어된 온도로 냉각된 냉각수를 이용한다.
냉각된 개질제는 응축기 입구에서의 개질제의 온도 이하의 감소된 온도에서 도관(240)을 통해 응축기를 유출하여, 응축된 액상과 기상 양자를 포함한다. 응축기 출구로부터 유출하는 냉각된 개질제는 물 분리기(250)로 유입되며, 그 분리기에서 액상 개질제가 응축수 즉, 재순환되어 연료 개질 플랜트(210)로 정제수로 입력될 수 있는 응축수로서 출구(252)를 통해 시스템으로부터 분리 및 리젝트된다. 건식 재질제는 도관(260)을 통해 물 분리기로부터 유출된다.
건조 개질제는 이 건조 개질제를 출구(272)에서 순소 수소 혹은 실질적으로 순수 수소 스트림으로 분리시키고 약간의 수소와 대부분의 다른 개질제 성분을 함유하는 가스 스트림을 리젝트하는 PSA 수소 정제기로 유입된다. 리젝트 가스는 도관(280)을 경유하여 이송되어 연료 개질 플랜트(210)에서 연료 가스로서 사용될 수 있다.
도 5에 도시된 수소 플랜트는 상기 배경 기술에서 설명한 타입의 문제점을 안고 있다.
도 1에는 공급원료 연료 입구(12), 공기 입구(14) 및 정제수 입구(16)를 구비하는 연료 개질 플랜트(10)를 포함하는 본 발명의 제1의 양호한 실시예가 도시되어 있다. 증기 개질기, 자열 개질기, 부분 산화 개질기, 열분해 개질기 혹은 다른 임의의 적절한 개질기 등의 다양한 형태의 연료 개질기가 사용될 수 있다. 특히 양호한 개질기로는 Lomax 등에 허여된 미국 특허 제6,623,719호 및 제6,497,856호에 개시되어 있으며, 특히 양호한 또 다른 개질기는 관련된 미국 특허 출원 제10/791,746호에 개시되어 있으며, 이들 모든 특허는 본 명세서에서 참조 문헌으로 인용되고 있다. 연료 개질기(10)는 100℃ 이상의 온도에서 수소, 미반응된 탄화수소, 탄소 산화물, 질소, 수증기 및 다양한 다른 소수 성분의 몇몇 조합을 포함하는 습윤 개질제 제품을 생산한다. 습윤 개질제는 도관(20)을 따라 이동하고, 입구(32)에서 출구(34)로 흐르는 열전달 유체와의 열교환에 의해 냉각될 응축기(30)로 주입된다. 냉각 유체는 통상적으로 냉각수, 주변 공기, 냉각 공기, 증기 냉각 사이클 작동유, 혹은 다른 임의의 적절한 유체를 포함한다. 냉각된 개질제는 응축기 입구에서의 개질제 온도보다 낮은 감소된 온도에서 도관(40)을 경유하여 응축기(30)로부터 유출된다.
본 발명의 제1의 양호한 실시예는 열교환기(90), 도관(40)을 통한 습윤 개질제 입력, 냉각 유체 입구 도관(92), 및 냉각 유체 출구 도관(94)을 구비하는 추가적인 혹은 보조 냉각 시스템을 포함한다. 상기 보조 냉각 시스템은 응축기(30)와 협력하여 가동된다. 응축기(30)와 열교환기(90) 양자는 개질제 내에 적어도 부분적으로 유한 량의 응축을 일으킨다는 점에 주목해야 하다. 보조 냉각 시스템에서 냉각 유체가 냉각 유체 출구 도관(94)에서 냉각 유체 입구 도관(92)으로 다시 순환할 때, 그 유체는 지하 혹은 지중의 열교환기(96)를 통과하여 이동한다. 지하/지중 보조 냉각 시스템은 에너지를 덜 사용하고 공지의 표준형 응축기 냉각 시스템보다 더 효율적인 데, 그 이유는 토양 온도가 고온의 기후에서 대기 온도보다 낮고 냉각탑에서의 증발식 냉각을 통해 얻을 수 있는 온도(즉, 습구 온도)보다 낮게 되는 것이 유리하기 때문이다. 응축기와 협력하여 사용될 때, 상기 보조 냉각 시스템은 응축기의 용량 요구 조건을 줄이고 습윤 개질제의 유효한 냉각을 제공한다.
냉각된 개질제는 보조 냉각 시스템에서 개질제의 온도보다 낮은 감소된 온도에서 도관(98)을 경유하여 보조 냉각 시스템(90)을 빠져나가고 응축된 액상 및 기상 양자를 포함한다. 보조 냉각 시스템 출구로부터 유출하는 냉각된 개질제는 물 분리기(50)로 유입되며, 그 분리기에서 액상 개질제가 응축수 즉, 재순환되어 연료 개질 플랜트(10)로 정제수로 입력될 수 있는 응축수로서 출구(52)를 통해 상기 시스템으로부터 분리 및 리젝트된다. 건식 재질제는 도관(60)을 통해 물 분리기로부터 유출된다. 용어 "건조 개질제"란 개질제가 일반적으로 액체 상태의 물 액적으로부터 자유롭고 연료 개질 플랜트로부터 유출하는 개질제에 비해 건조하다는 의미로 사용된 용어이다. 그러나, "건조 개질제"는 일반적으로 국부 온도에서 물로 포화된다는 것에 주목해야 한다.
건조 개질제는 이 건조 개질제를 출구(72)에서 순소 수소 혹은 실질적으로 순수 수소 스트림으로 분리시키고 약간의 수소와 대부분의 다른 개질제 성분을 함유하는 가스 스트림을 리젝트하는 PSA 수소 정제기(70)로 유입된다. 리젝트된 가 스는 도관(80)을 경유하여 이송되어 연료 개질 플랜트(10)에서 연료 가스로서 사용될 수 있다.
양호하게는, PSA 수소 정제기로 입력되는 건조 개질제의 온도는 양호하게는 45℃, 보다 양호하게는 35℃, 가장 양호하게는 0℃ 이상 25℃ 이하가 바람직하다. 45℃에서, 개질제는 0.095 바아의 증기압을 수용할 수 있다. 35℃에서, 개질제는 단위 체적당 40% 이상 낮은 수증기의 단지 0.056 바아의 증기압을 수용할 수 있다. 25℃에서, 증기압은 단지 0.0317바아 일 수 있다. 15℃에서, 증기압은 0.017바아로 떨어진다. 따라서, 건조 개질제를 양호한 온도 범위 내에서 냉각시킴으로써, 수증기 부하의 극적인 감소가 달성될 수 있으며, 이는 향상된 수소 회수를 위한 PSA 수소 정제기(70)에서 건조용 시스템의 요구되는 성능을 현저하게 줄인다.
본 발명의 또 다른 변형례의 구조는 개질제로부터 열을 추출하는 단일의 열교환 유닛으로 응축기(30)와 보조 냉각 시스템(90) 양자를 합체시키는 혼합형 열교환기를 포함할 수 있다. 이러한 구조에서, 응축기(30)와 보조 냉각 시스템(90)은 임의의 양호한 방식으로 열을 배출하는 별도의 냉각 유체 회로를 구비할 것이다. 예컨대, 응축기(30)는 냉각탑을 사용함으로써 그 내부를 순환하는 냉각 유체로부터 열을 배출할 수 있는 반면에, 상기 보조 냉각 시스템(90)은 지하 열교환기를 사용하여 그 내부를 순환하는 냉각 유체로부터 열을 배출한다. 상기 혼합형 열교환기는 예컨대, 2개로 구성된 회로 땜납 혹은 용접 플레이트형 열교환기 혹은 다른 유사한 구조일 수 있다.
도 2에는 본 발명의 양호한 제2 실시예가 도시되어 있다. 도 2에 도시된 수 소 플랜트는 도 1에 도시된 전술한 실시예의 것과 동일한 일반적인 시스템을 사용한다. 그러나, 도 2의 양호한 제2 실시예에 있어서, 냉각 정제수는 입구(102)에서 보조 냉각 시스템(100)으로 입력되는 냉각 유체로서 사용된다. 그 다음, 출구 도관(104) 내의 냉각 유체의 출력은 정제수 입구(16)에서 연료 개질 플랜트(10)로 입력된다. 이러한 제2의 양호한 실시예는 정제수가 시 당국에서 관리하는 물 공급원, 산업 용수 공급원, 지하수 공급원, 신선한 물 공급원 등과 같은 공급원에서 혹은 물의 운반 중에 저온의 지하 환경을 열 싱크로서 사용하고 이에 따라 고온 기후의 시기 동안 주변의 공기보다 온도가 더 낮게 되는 그러한 물 공급부로부터 공급된다는 점에 장점을 지닌다. 습윤 개질제의 보충 냉각을 위해 이러한 정제수를 사용함으로써 본 발명의 PSA 회수율은 다른 시스템의 PSA 회수율보다 더 높게 향상된다. 추가적으로, 입구(102)로의 냉각 유체 입력은 지하 혹은 지중의 열교환기를 통해 혹은 냉각 유체가 이러한 열교환기 내에서 더 냉각될 수 있을 경우 보조 냉각 시스템(100)에 공급되기 이전에 배관의 길이를 따라 작동될 수 있다.
도 3에는 본 발명의 양호한 제3 실시예가 도시되어 있다. 도 3에 도시된 수소 플랜트는 도 1 및 도 2에 도시된 전술한 실시예들의 것과 동일한 일반적인 시스템을 사용한다. 그러나, 도 3의 양호한 제3 실시예에 있어서, 저온의 원수가 입구(102)에서 보조 냉각 시스템(100)으로 입력되는 냉각 유체로서 사용된다. 그 다음, 출구 도관(107) 내의 냉각 유체의 출력은 도관(109)을 경유하여 연료 개질 플랜트(10)의 정제수 입력(16)으로 입력되기 이전에 역삼투압 정제기로서 별도의 정제기(108)를 통과한다. 이러한 실시예는 물 공급 장치에서 나온 원수가 시 당국에 서 관리하는 물 공급원, 산업 용수 공급원, 지하수 공급원, 신선한 물 공급원 등의 열 싱크로서 저온의 지하 환경을 사용하고, 고온 기후의 시기 동안 주변의 공기보다 대체로 온도가 더 낮다는 점에 장점을 지닌다. 습윤 개질제의 보충 냉각을 위해 이러한 정제수를 사용함으로써 본 발명의 PSA 회수율은 다른 시스템의 PSA 회수율보다 더 높게 향상된다.
도 4에는 본 발명의 양호한 제4 실시예가 도시되어 있다. 도 4에 도시된 수소 플랜트는 도 1 내지 도 3에 도시된 전술한 실시예의 것과 동일한 일반적인 시스템을 사용한다. 그러나, 제4 실시예에 있어서, 입구(130)로 공급된 저온의 원수는 도관(122)을 경유하여 연료 개질 플랜트(10)의 정제수 입력(16)으로 입력되고 리젝트된 불순한 물이 표준형 응축기 시스템과 협력하여 가동되는 보조 냉각 시스템(110)의 열교환기의 냉각수 입구(112)로 공급되기 이전에 역삼투압 정제기 등의 별도의 정제기(120)를 통과한다. 이러한 실시예는 물 공급 장치에서 나온 원수가 시 당국에서 관리하는 물 공급원, 산업 용수 공급원, 지하수 공급원, 신선한 물 공급원 등의 열 싱크로서 저온의 지중 환경을 사용하고 주변의 공기보다 대체로 온도가 더 낮다는 점에 장점을 지닌다.
본 발명의 열교환기는 국부적인 토양 온도가 주변 공기 온도보다 더 낮은 임의의 수소 플랜트에서 개질제를 냉각하기 위해 유리하게 사용될 수 있다. 제2 및 제3의 양호한 실시예에 있어서, 공급수 혹은 프로세스용 급수의 사용은 연료 개질 플랜트(10)의 열효율에서 바람직하지 못한 감소를 초래할 수 있다. 그 이유는, 도관(104, 107, 122)을 통해 이동하는 정제된 프로세스용 급수가 그것의 가능한 한 최저의 온도보다 높게 가열되기 때문이다. 그것이 프로세스 스트림을 냉각하기 위해 열교환 매체로서 사용될 경우, 열교환 효율은 감소될 것이다. 그러나, 불순한 폐수가 제4의 실시예에 사용될 경우, 효율 감소는 발생하지 않는다.
예시적인 경우의 예로는 미국 특허 제6,623,719호, 제6,497,856호 및 특허 출원 제10/791,746호의 증기 개질 프로세스를 들 수 있다. 이러한 프로세스에 있어서, 고온의 연소 생성물 혹은 연도가스는 발생하는 증기에 의해 냉각된다. 이러한 프로세스에서 연도가스는 일반적으로 프로세스 급수보다 더 높은 열 질량 플럭스를 지니는 데, 다시 말해서 그것은 1도의 온도 변화 당 더 높은 에너지를 포함한다. 따라서, 정제된 급수의 온도가 증가할 경우, 이와 일치하는 연도가스 방출 온도의 증가가 존재한다. 연도가스는 동일한 온도 증가에 대해 프로세스 급수보다 훨씬 더 높은 에너지를 포함하기 때문에, 개질 시스템의 순수 열 회수율은 감소한다.
일반적으로, 미국 특허 제6,623,719호의 프로세스에서 탄소 몰 흐름에 대한 증기 몰 흐름의 양호한 비율 내에서, 열효율은 낮은 비율의 증기 대 탄소에서 최적으로 된다. 이러한 최적의 비율은 연료, 양호한 범위 내에서 선택된 작동 압력 및 작동 온도에 따라 결정된다. 그러나, 본 발명의 보조 냉각 시스템이 사용될 경우, 증기 대 탄소의 최적 비율이 0.25:1 내지 1:1 사이로 증가한다는 놀라운 사실이 밝혀졌다. 이것은 더 높은 물 유량에서 개질 프로세스로 유입하는 더 낮은 예열된 정제수 온도에 기인한다. 따라서, 본 발명의 보조 냉각 시스템이 마련된 개질기 시스템은 유리하게 작동될 수 있기 때문에, 정제된 프로세스용 물 온도가 그렇지 않은 최적의 증기 대 탄소 비율에서 실질적으로 증가하게 되는 높은 주변 공기 온도의 시기 동안, 증기 대 탄소 비율은 개질기로 급송된 물의 온도를 줄이기 위해 양호하게 증가될 수 있다.
본 발명의 양호한 실시예를 설명한 본 명세서에 기술하고 도시된 예시적인 실시예는 어떠한 방법으로도 본 발명의 청구의 범위를 한정하려는 의도가 아니라는 것에 주목해야 한다.
본 발명의 다양한 수정 및 변형례는 전술한 교시의 관점에서 가능할 수 있다. 따라서, 첨부된 청구의 범위의 범주 내에서 본 발명은 본 명세서 구체적으로 기술한 것과 달리 실시될 수도 있다는 것으로 이해되어야 한다.

Claims (66)

  1. 탄화수소 공급원료를 수용 및 처리하도록 구성되는 동시에 수소 함유 가스 스트림을 포함하는 습윤 개질제를 방출하도록 구성된 연료 개질 플랜트와;
    습윤 개질제를 냉각시키도록 구성된 응축기와;
    습윤 개질제를 냉각하기 위한 보조 냉각 시스템과;
    냉각된 습윤 개질제를 수용하며, 습윤 개질제로부터 물을 제거하고, 건조 개질제를 배출하도록 구성된 물 분리기와;
    건조 개질제를 수용하고 처리하여, 순소 수소 혹은 실질적으로 순수 수소를 배출하도록 구성된 수소 정제기
    를 포함하는 것인 수소 플랜트.
  2. 제1항에 있어서, 상기 보조 냉각 시스템은 보충의 냉각 유체를 사용하여 습윤 개질제로부터 열을 흡수하도록 구성된 제1 열교환 부분과, 보충의 냉각 유체로부터 지하(地下)의 환경으로 열을 방출하도록 구성된 제2의 지하 열교환 부분을 포함하는 지하 냉각 시스템인 것인 수소 플랜트.
  3. 제2항에 있어서, 상기 응축기는 냉각 유체를 순환시키기 위한 응축기 회로를 포함하며, 상기 보조 냉각 시스템은 보충의 냉각 유체를 순환시키기 위한 부회로를 포함하고, 상기 응축기 회로와 상기 부회로는 분리된 것인 수소 플랜트.
  4. 제3항에 있어서, 상기 응축기와 상기 보조 냉각 시스템의 상기 제1 열교환 부분은 습윤 개질제를 냉각시키기 위한 일체형 열교환기를 사용하는 것인 수소 플랜트.
  5. 제3항에 있어서, 상기 보조 냉각 시스템은 정제수 공급원에 연결된 입구와 상기 연료 개질 플랜트의 정제수 입구에 연결된 출구를 포함하는 것인 수소 플랜트.
  6. 제1항에 있어서, 상기 보조 냉각 시스템은 정제수 공급원에 연결된 입구와 상기 연료 개질 플랜트의 정제수 입구에 연결된 출구를 포함하는 것인 수소 플랜트.
  7. 제6항에 있어서, 상기 보조 냉각 시스템의 상기 입구는 저온의 지하 환경을 열 싱크로서 이용하는 물 공급부에 연결되도록 구성되어, 이 물 공급부로부터의 물을 냉각 유체로서 사용하는 것인 수소 플랜트.
  8. 제1항에 있어서, 원수(原水)를 수용하도록 구성된 입구, 정제수를 배출하도록 구성된 제1 출구, 및 폐수를 배출하도록 구성된 제2 출구를 구비하는 물 정제기를 더 포함하며, 상기 제1 출구는 상기 연료 개질 플랜트의 정제수 입구에 연결되 고, 상기 보조 냉각 시스템은 입구와 출구를 포함하며, 보조 냉각 시스템의 입구는 상기 물 정제기의 상기 제2 출구에 연결되는 것인 수소 플랜트.
  9. 제8항에 있어서, 상기 물 정제기는 역삼투압 정제기를 포함하는 것인 수소 플랜트.
  10. 제8항에 있어서, 상기 물 정제기의 상기 입구는 저온의 지하 환경을 열 싱크로서 이용하는 물 공급부에 연결되도록 구성되는 것인 수소 플랜트.
  11. 제1항에 있어서, 원수를 수용하도록 구성된 입구와 정제수를 배출하도록 구성된 출구를 구비하는 물 정제기를 더 포함하며, 상기 출구는 상기 연료 개질 플랜트의 정제수 입구에 연결되며, 상기 보조 냉각 시스템은 물 공급 장치로부터 원수를 수용하도록 구성된 입구와, 상기 물 정제기의 상기 입구에 연결된 출구를 포함하는 것인 수소 플랜트.
  12. 제1항에 있어서, 연료 개질 플랜트는 증기 개질기, 자열 개질기(autothermal reformer), 부분 산화 개질기 및 열분해 개질기 중 하나 이상인 것인 수소 플랜트.
  13. 제1항에 있어서, 습윤 개질제를 냉각시키도록 구성된 상기 응축기는 냉각 유체를 공급하여 열교환기에서 습윤 개질제로부터 열을 흡수하도록 구성된 냉각기 시 스템을 사용하는 것인 수소 플랜트.
  14. 제13항에 있어서, 상기 냉각기 시스템은 물 냉각탑인 것인 수소 플랜트.
  15. 제13항에 있어서, 상기 냉각기 시스템은 기계식 냉동 장치인 것인 수소 플랜트.
  16. 제1항에 있어서, 상기 응축기는 주변 공기를 사용하여 습윤 개질제를 냉각시켜 열교환기에서 습윤 개질제로부터 열을 흡수하도록 구성되어 있는 것인 수소 플랜트.
  17. 제1항에 있어서, 상기 수소 정제기는 리젝트 가스를 배출하도록 구성되어 있으며, 상기 수소 플랜트는 리젝트 가스를 상기 연료 개질 플랜트로 공급하도록 구성된 도관을 더 포함하는 것인 수소 플랜트.
  18. 제1항에 있어서, 상기 연료 개질 플랜트는 탄화수소 공급원료를 받아들이도록 구성된 연료 입구, 공기 입구, 및 정제수 입구를 포함하는 것인 수소 플랜트.
  19. 제1항에 있어서, 상기 수소 정제기는 압력 변동 흡착 시스템인 것인 수소 플랜트.
  20. 수소 함유 가스 스트림을 포함하는 습윤 개질제를 생산하기 위해 탄화수소 공급원료를 수용 및 처리하기 위한 수단과;
    습윤 개질제를 냉각하기 위한 제1 냉각 수단과;
    습윤 개질제를 냉각하기 위한 제2 냉각 수단과;
    냉각된 습윤 개질제를 수용하여, 건조 개질제를 생산하도록 습윤 개질제로부터 물을 제거하기 위한 수단과;
    순소 수소 혹은 실질적으로 순수 수소를 생산하도록 건조 개질제를 수용하여 처리하는 수단
    을 포함하는 것인 수소 플랜트.
  21. 제20항에 있어서, 상기 제2 냉각 수단은 보충의 냉각 유체를 사용하여 습윤 개질제로부터 열을 흡수하도록 구성된 제1 열교환 부분과, 보충의 냉각 유체로부터 지하 환경으로 열을 방출하도록 구성된 제2의 지하 열교환 부분을 포함하는 지하 냉각 시스템인 것인 수소 플랜트.
  22. 제21항에 있어서, 상기 제1 냉각 수단은 냉각 유체를 순환시키기 위한 회로를 포함하며, 상기 제2 냉각 수단은 보충의 냉각 유체를 순환시키기 위한 부회로를 포함하고, 상기 회로와 상기 부회로는 분리된 것인 수소 플랜트.
  23. 제22항에 있어서, 상기 제1 냉각 수단과 상기 제2 냉각 수단의 상기 제1 열교환 부분은 습윤 개질제를 냉각하기 위한 일체형 열교환기를 사용하는 것인 수소 플랜트.
  24. 제22항에 있어서, 상기 제2 냉각 수단은 정제수 공급원에 연결된 입구와, 탄화수소 공급원료를 수용하여 처리하는 상기 수단의 정제수 입구에 연결된 출구를 포함하는 것인 수소 플랜트.
  25. 제20항에 있어서, 상기 제2 냉각 수단은 정제수 공급원에 연결된 입구와 탄화수소 공급원료를 수용하여 처리하는 상기 수단의 정제수 입구에 연결된 출구를 포함하는 것인 수소 플랜트.
  26. 제25항에 있어서, 상기 제2 냉각 수단의 상기 입구는 저온의 지하 환경을 열 싱크로서 이용하는 물 공급부에 연결되도록 구성되어, 이 물 공급부로부터의 물을 냉각 유체로서 사용하는 것인 수소 플랜트.
  27. 제20항에 있어서, 원수를 수용하도록 구성된 입구, 정제수를 배출하도록 구성된 제1 출구, 및 폐수를 배출하도록 구성된 제2 출구를 구비하는 물 정제 수단을 더 포함하며, 상기 제1 출구는 탄화수소 공급원료를 수용하여 처리하는 상기 수단의 정제수 입구에 연결되고, 상기 제2 냉각 수단은 입구와 출구를 포함하며, 제2 냉각 수단의 입구는 상기 물 정제 수단의 상기 제2 출구에 연결되는 것인 수소 플랜트.
  28. 제27항에 있어서, 상기 물 정제 수단의 상기 입구는 저온의 지하 환경을 열 싱크로서 이용하는 물 공급부에 연결되도록 구성되는 것인 수소 플랜트.
  29. 제20항에 있어서, 원수를 수용하도록 구성된 입구와 정제수를 배출하도록 구성된 출구를 구비하는 물 정제 수단을 더 포함하며, 상기 제1 출구는 탄화수소 공급원료를 수용하여 처리하는 상기 수단의 정제수 입구에 연결되며, 상기 제2 냉각 수단은 물 공급부로부터 원수를 수용하도록 구성된 입구와 상기 물 정제 수단의 상기 입구에 연결된 출구를 포함하는 것인 수소 플랜트.
  30. 제20항에 있어서, 상기 제1 냉각 수단은 냉각 유체를 공급하여 열교환기에서 습윤 개질제로부터 열을 흡수하도록 구성된 냉각기 시스템을 사용하는 것인 수소 플랜트.
  31. 제30항에 있어서, 상기 냉각기 시스템은 물 냉각탑인 것인 수소 플랜트.
  32. 제30항에 있어서, 상기 냉각기 시스템은 기계식 냉동 장치인 것인 수소 플랜트.
  33. 제20항에 있어서, 상기 제1 냉각 수단은 열교환기에서 습윤 개질제로부터 열을 흡수하도록 주변 공기를 사용하는 것인 수소 플랜트.
  34. 제20항에 있어서, 건조 개질제를 수용하여 처리하는 상기 수단은 리젝트 가스를 추가로 생산하며, 상기 수소 플랜트는 리젝트 가스를 상기 탄화수소 공급원료를 수용하여 처리하는 상기 수단에 공급하도록 구성된 도관을 더 포함하는 것인 수소 플랜트.
  35. 정제된 수소를 생산하기 위한 방법으로서:
    탄화수소 함유 가스 스트림으로 포함하는 습윤 개질제를 생산하기 위해 탄화수소 공급원료를 처리하는 단계와;
    응축기를 사용하여 습윤 개질제를 냉각하는 단계와;
    보조 냉각 시스템을 사용하여 습윤 개질제를 냉각하는 단계와;
    건조 개질제를 생산하기 위해 습윤 개질제로부터 액체 상태의 물을 제거하는 단계와;
    순소 수소 혹은 실질적으로 순수 수소를 생산하기 위해 건조 개질제를 처리하는 단계
    를 포함하는 것인 정제 수소 생산 방법.
  36. 제35항에 있어서, 보조 냉각 시스템은 습윤 개질제를 냉각시키기 위해 유체 마찰을 극복하는 데에 요구되는 것을 초과하는 에너지 입력을 필요로 하지 않는 것인 정제 수소 생산 방법.
  37. 제35항에 있어서, 탄화수소 공급원료의 처리는 100℃ 이상의 온도에서 습윤 개질제를 방출하는 연료 개질 플랜트를 사용하여 수행되는 것인 정제 수소 생산 방법.
  38. 제35항에 있어서, 건조 개질제는 압력 변동 흡착 시스템을 사용하여 처리되며, 건조 개질제가 압력 변동 흡착 시스템에 유입될 때의 온도는 응축기와 보조 냉각 시스템을 사용하여 제어되는 것인 정제 수소 생산 방법.
  39. 제38항에 있어서, 건조 개질제가 압력 변동 흡착 시스템에 유입될 때의 온도는 45℃ 이하인 것인 정제 수소 생산 방법.
  40. 제38항에 있어서, 건조 개질제가 압력 변동 흡착 시스템에 유입될 때의 온도는 35℃ 이하인 것인 정제 수소 생산 방법.
  41. 제38항에 있어서, 건조 개질제가 압력 변동 흡착 시스템에 유입될 때의 온도는 25℃ 이하 0℃ 이상인 것인 정제 수소 생산 방법.
  42. 제35항에 있어서, 상기 보조 냉각 시스템은 보충의 냉각 유체를 사용하여 습윤 개질제로부터 열을 흡수하도록 구성된 제1 열교환 부분과, 보충의 냉각 유체로부터 지하 환경으로 열을 방출하도록 구성된 제2의 지하 열교환 부분을 포함하는 지하 냉각 시스템인 것인 정제 수소 생산 방법.
  43. 제42항에 있어서, 상기 응축기는 냉각 유체를 순환시키기 위한 응축기 회로를 포함하며, 상기 보조 냉각 시스템은 보충의 냉각 유체를 순환시키기 위한 부회로를 포함하고, 상기 응축기 회로와 상기 부회로는 분리된 것인 정제 수소 생산 방법.
  44. 제43항에 있어서, 탄화수소 공급원료의 처리는 연료 개질 플랜트를 사용하여 수행되고, 상기 보조 냉각 시스템은 정제수 공급원에 연결된 입구와 상기 연료 개질 플랜트의 정제수 입구에 연결된 출구를 포함하는 것인 정제 수소 생산 방법.
  45. 제35항에 있어서, 탄화수소 공급원료의 처리는 연료 개질 플랜트를 사용하여 수행되고, 상기 보조 냉각 시스템은 정제수 공급원에 연결된 입구와 상기 연료 개질 플랜트의 정제수 입구에 연결된 출구를 포함하는 것인 정제 수소 생산 방법.
  46. 제45항에 있어서, 상기 보조 냉각 시스템의 상기 입구는 저온의 지하 환경을 열 싱크로서 이용하는 물 공급부에 연결되도록 구성되어, 이 물 공급부로부터의 물을 냉각 유체로서 사용하는 것인 정제 수소 생산 방법.
  47. 제35항에 있어서, 원수를 정제하여, 탄화수소 공급원료의 처리에 사용하기 위해 정제수를 방출하고 보조 냉각 시스템에서 냉각 유체로 사용하기 위해 폐수를 배출하는 단계를 더 포함하는 것인 정제 수소 생산 방법.
  48. 제47항에 있어서, 원수는 저온의 지하 환경을 열 싱크로서 이용하는 물 공급 부에서 나오는 것인 정제 수소 생산 방법.
  49. 제35항에 있어서, 상기 응축기는 열교환기에서 습윤 개질제로부터 열을 흡수하기 위해 냉각 유체를 공급하도록 구성된 냉각기 시스템인 것인 정제 수소 생산 방법.
  50. 제49항에 있어서, 상기 냉각기 시스템은 물 냉각탑인 것인 정제 수소 생산 방법.
  51. 제49항에 있어서, 상기 냉각기 시스템은 기계식 냉동 장치인 것인 정제 수소 생산 방법.
  52. 제35항에 있어서, 상기 응축기는 열교환기에서 습윤 개질제로부터 열을 흡수하도록 주변 공기를 사용하는 것인 정제 수소 생산 방법.
  53. 제35항에 있어서, 상기 건조 개질제를 처리하는 단계는 리젝트 가스를 생산하며, 상기 리젝트 가스는 상기 탄화수소 공급원료의 처리에 사용되는 것인 정제 수소 생산 방법.
  54. 압력 변동 흡착 장치에 사용되는 흡습제의 체적을 최소화시키는 방법으로서:
    압력 변동 흡착 장치에 유입되는 수소 함유 가스 스트림을 포함하는 개질제의 온도 및 물 함량을 제어하는 단계를 포함하며,
    개질제의 온도 및 물 함량은 개질제를 냉각하기 위한 응축기, 개질제를 더 냉각하기 위한 보조 냉각 시스템, 및 냉각된 개질제로부터 물을 제거하기 위한 물 분리기를 사용하여 제어되는 것인 흡습제 체적 최소화 방법.
  55. 제54항에 있어서, 보조 냉각 시스템은 습윤 개질제를 냉각시키기 위해 유체 마찰을 극복하는 데에 요구되는 것을 초과하는 에너지 입력을 필요로 하지 않는 것인 흡습제 체적 최소화 방법.
  56. 제54항에 있어서, 개질제가 압력 변동 흡착 시스템에 유입될 때의 온도는 45℃ 이하인 것인 흡습제 체적 최소화 방법.
  57. 제54항에 있어서, 개질제가 압력 변동 흡착 시스템에 유입될 때의 온도는 35℃ 이하인 것인 흡습제 체적 최소화 방법.
  58. 제54항에 있어서, 개질제가 압력 변동 흡착 시스템에 유입될 때의 온도는 25℃ 이하 0℃ 이상인 것인 흡습제 체적 최소화 방법.
  59. 제54항에 있어서, 상기 보조 냉각 시스템은 보충의 냉각 유체를 사용하여 습윤 개질제로부터 열을 흡수하도록 구성된 제1 열교환 부분과, 보충의 냉각 유체로부터 지하의 환경으로 열을 방출하도록 구성된 제2의 지하 열교환 부분을 포함하는 지하 냉각 시스템인 것인 흡습제 체적 최소화 방법.
  60. 제59항에 있어서, 상기 응축기는 냉각 유체를 순환시키기 위한 응축기 회로를 포함하며, 상기 보조 냉각 시스템은 보충의 냉각 유체를 순환시키기 위한 부회로를 포함하고, 상기 응축기 회로와 상기 부회로는 분리된 것인 흡습제 체적 최소화 방법.
  61. 제54항에 있어서, 상기 보조 냉각 시스템은 정제수 공급원에 연결된 입구를 포함하며, 보조 냉각 시스템의 입구는 저온의 지하 환경을 열 싱크로서 이용하는 물 공급부에 연결되도록 구성되어 물 공급부로부터의 물을 냉각 유체로서 사용하는 것인 흡습제 체적 최소화 방법.
  62. 제54항에 있어서, 상기 보조 냉각 시스템은 정제수 공급원에 연결된 입구를 포함하며, 상기 물 정제기는 저온의 지하 환경을 열 싱크로서 이용하는 물 공급부로부터 원수를 수용하도록 구성된 입구를 포함하는 것인 흡습제 체적 최소화 방법.
  63. 제54항에 있어서, 상기 응축기는 냉각 유체를 공급하여 열교환기에서 개질제로부터 열을 흡수하도록 구성된 냉각기 시스템인 것인 흡습제 체적 최소화 방법.
  64. 제63항에 있어서, 상기 냉각기 시스템은 물 냉각탑인 것인 흡습제 체적 최소화 방법.
  65. 제63항에 있어서, 상기 냉각기 시스템은 기계식 냉동 장치인 것인 흡습제 체적 최소화 방법.
  66. 제54항에 있어서, 상기 응축기는 열교환기에서 습윤 개질제로부터 열을 흡수하도록 주변 공기를 사용하는 것인 흡습제 체적 최소화 방법.
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