KR20110117809A - Purification system of high purity biogas for fuel cell and purification method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고순도 바이오가스 정제시스템 및 바이오가스 정제방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 고순도 바이오가스 정제시스템은, 바이오가스를 발생시키는 혐기성 소화부; 상기 혐기성 소화부에서 발생된 바이오가스를 가스연료로서 사용할 수 있도록 상기 바이오가스 내에 포함되어있는 수분, 황화수소성분(H2S) 및 실록산(Siloxane) 성분을 제거하는 전처리부; 및 상기 전처리부를 거친 바이오가스 내에 포함되어있는 이산화탄소를 흡착제(Molecular Sieve)를 통하여 제거하는 기체흡착부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a high purity biogas purification system and a biogas purification method.
High purity biogas purification system according to the present invention, the anaerobic digestion unit for generating biogas; A pretreatment unit for removing water, hydrogen sulfide (H 2 S) and siloxane (Siloxane) contained in the biogas so that the biogas generated in the anaerobic digestion unit can be used as a gas fuel; And a gas adsorption unit for removing carbon dioxide contained in the biogas, which has passed through the pretreatment unit, through an adsorbent (Molecular Sieve).

Figure P1020100037249
Figure P1020100037249

Description

고순도 바이오가스 정제시스템 및 바이오가스 정제방법{PURIFICATION SYSTEM OF HIGH PURITY BIOGAS FOR FUEL CELL AND PURIFICATION METHOD THEREOF}High Purity Biogas Purification System and Biogas Purification Method {PURIFICATION SYSTEM OF HIGH PURITY BIOGAS FOR FUEL CELL AND PURIFICATION METHOD THEREOF}

본 발명은 고순도 바이오가스 정제시스템 및 바이오가스 정제방법에 관한 것이다.The present invention relates to a high purity biogas purification system and a biogas purification method.

일반적으로, 현재 화석연료의 대체연료로서 가장 기대를 받고 있는 것 중의 하나가 바이오가스(bio gas)이며, 바이오가스는 천연가스와 더불어 가까운 장래에 충분히 실용화가 가능한 것으로 기대되고 있다. In general, one of the most anticipated biofuels as a substitute for fossil fuels is biogas, which is expected to be fully commercialized in the near future along with natural gas.

바이오가스는 축산 분뇨, 음식물 쓰레기, 하수처리장 슬러지(sludge)와 같이 바이오매스(biomass: 유기물)의 함량이 높은 유기성 폐기물을 발효시키면 자동으로 얻어지는 것으로, 원료물질인 유기성 폐기물은 인간 활동과 각종 산업 활동을 통해 끊임없이 발생되므로 충분하다 할 수 있다. Biogas is automatically obtained by fermenting organic wastes with high biomass content, such as livestock manure, food waste, and sludge in sewage treatment plants. Organic waste, a raw material, is used for human activities and various industrial activities. This is enough because it occurs constantly.

상세하게, 바이오가스는 다량의 유기물질을 함유하는 유기성 폐기물을 산소가 존재하지 않는 언에어로빅(anaerobic) 상태 하에서 혐기성 소화 처리하면 유기물질이 분해되어 생성되는 것으로, 주로 메탄, 이산화탄소, 황화수소 및 실록산 등으로 구성된다. 이렇게 생산된 바이오가스는 발전설비의 열원으로 사용하여 전기 및 온수를 생산하고 있다. In detail, biogas is produced by anaerobic digestion of organic waste containing a large amount of organic material under an aerobic state in which oxygen does not exist, and is mainly formed of methane, carbon dioxide, hydrogen sulfide and siloxane. It consists of. The biogas thus produced is used as a heat source for power generation facilities to produce electricity and hot water.

하지만, 바이오가스 중에 함유된 불순물인 황화수소는 산화철 및 활성탄을 이용한 건식탈황공정을 주로 이용하여 가스 중에 함유된 황화수소만을 정제하고 있을 뿐이며, 기존의 건식탈황공정은 일반적으로 탈황효율이 95%수준에 미치므로 2차적인 탈황공정을 필요로 함으로 시간과 비용 면에서 소모적이라는 문제점이 있었다. However, hydrogen sulfide, an impurity contained in biogas, is purified only by hydrogen sulfide contained in gas using a dry desulfurization process using iron oxide and activated carbon, and conventional dry desulfurization processes generally have a desulfurization efficiency of 95%. Therefore, there was a problem in that it requires a second desulfurization process in terms of time and cost.

또한, 일정한 주기로 활성탄 및 산화철을 교체해야 하며, 폐활성탄 및 폐산화철은 현재 매립처리하고 있지만, 향후에는 매립처리에 대한 환경규제가 시행될 예정이므로 건식탈황공정의 적용에 커다란 어려움이 따르게 된다는 문제점이 있다.In addition, activated carbon and iron oxide must be replaced at regular intervals, and waste activated carbon and iron oxide are currently landfilled, but in the future, environmental regulations for landfill disposal will be implemented, which leads to a great difficulty in applying the dry desulfurization process. have.

또한, 바이오가스 중에 함유되어 있는 황화수소는 발전설비에서 공기와의 연소시 환경규제 대기오염물질인 아황산 가스를 발생하게 되며, 설비부식을 초래하게 된다는 문제점이 있다.In addition, the hydrogen sulfide contained in the biogas generates a sulfite gas, which is an environmentally regulated air pollutant when combusted with air in a power generation facility, causing a problem of equipment corrosion.

이외에 바이오가스 중에는 실록산이 포함되어 있는데 공기와의 연소시 발전설비 내부표면에 실리콘피막을 형성하게 되어 배관폐쇄 및 열전달효율 감소를 초래하게 되어 운전 및 유지비용증가를 가져오게 되는 문제점이 있다.In addition, the siloxane is included in the biogas, which forms a silicon film on the inner surface of the power generation facility when it is burned with air, resulting in the closure of the pipe and the reduction of heat transfer efficiency, resulting in increased operation and maintenance costs.

또한, 바이오가스 시에 많은 양이 함유되어 있는 이산화탄소가 산화 작용을 방해함으로써 연소에 따른 발열량이 낮고, 그에 따라 전기 및 열 에너지로의 전환율이 낮다는 문제점이 있다. In addition, there is a problem in that the amount of heat generated by combustion is low because carbon dioxide, which contains a large amount of biogas, interferes with oxidative action, and thus the conversion rate into electricity and heat energy is low.

따라서, 현 시점에서는 바이오가스 중에 함유된 이산화탄소의 양을 보다 완벽하게 저감시켜 메탄가스의 순도를 최대한 높일 수 있는 기술이 필요되고 있다. Therefore, at this point in time, there is a need for a technology that can more fully reduce the amount of carbon dioxide contained in biogas to maximize the purity of methane gas.

상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 바이오가스 중에 함유되어있는 이산화탄소를 PSA공법 또는 멤브레인공법 또는 습식세정법을 이용하여 제거하여 효율적으로 정제하는 것에 의하여, 함유된 메탄가스의 순도를 최대한 높일 수 있고, 연소 시의 에너지 전환율이 우수한 고품질의 바이오가스를 생산할 수 있는 고순도 바이오가스 정제시스템 및 바이오가스 정제방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.In order to solve the above problems, the present invention is to remove the carbon dioxide contained in the biogas by using PSA method, membrane method or wet cleaning method to efficiently purify, thereby increasing the purity of the contained methane gas to the maximum It is an object of the present invention to provide a high-purity biogas purification system and a biogas purification method capable of producing high quality biogas with excellent energy conversion rate during combustion.

또한, 본 발명은, 발열량이 높은 저가의 고효율의 메탄가스를 에너지원으로 공급할 수 있게 할 수 있는 고순도 바이오가스 정제시스템 및 바이오가스 정제방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to provide a high-purity biogas purification system and a biogas purification method capable of supplying methane gas of low cost and high efficiency with high calorific value as an energy source.

본 발명의 일 실시예에 따른 고순도 바이오가스 정제시스템은, 바이오가스를 발생시키는 혐기성 소화부; 상기 혐기성 소화부에서 발생된 바이오가스를 가스연료로서 사용할 수 있도록 상기 바이오가스 내에 포함되어있는 수분, 황화수소성분(H2S) 및 실록산(Siloxane) 성분을 제거하는 전처리부; 및 상기 전처리부를 거친 바이오가스 내에 포함되어있는 이산화탄소를 흡착제(Molecular Sieve)를 통하여 제거하는 기체흡착부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.High purity biogas purification system according to an embodiment of the present invention, the anaerobic digestion unit for generating a biogas; A pretreatment unit for removing water, hydrogen sulfide (H 2 S) and siloxane (Siloxane) contained in the biogas so that the biogas generated in the anaerobic digestion unit can be used as a gas fuel; And a gas adsorption unit for removing carbon dioxide contained in the biogas, which has passed through the pretreatment unit, through an adsorbent (Molecular Sieve).

상기 전처리부와 상기 기체흡착부 사이에는 상기 전처리부를 거친 바이오가스를 승압시켜 상기 기체흡착부로 공급하는 압축기가 설치되고, 상기 기체흡착부의 후단에는 상기 기체흡착부를 거친 바이오가스를 저장하는 저장탱크가 설치되는 것을 특징으로 한다.A compressor is provided between the pretreatment unit and the gas adsorption unit to boost the biogas passing through the pretreatment unit and supply the biogas to the gas adsorption unit, and a storage tank for storing the biogas through the gas adsorption unit is installed at the rear end of the gas adsorption unit. It is characterized by.

상기 기체흡착부의 후단에는, 상기 기체흡착부에 의하여 제거된 이산화탄소를 공급받아 외부로 배출시키는 배기진공펌프; 상기 배기진공펌프로부터 배출된 이산화탄소를 승압시키는 압축기; 및 상기 압축기에 의하여 압축된 이산화탄소를 저장하는 저장탱크;가 설치되는 것을 특징으로 한다.At the rear end of the gas adsorption unit, the exhaust vacuum pump for receiving the carbon dioxide removed by the gas adsorption unit to discharge to the outside; A compressor for boosting carbon dioxide discharged from the exhaust vacuum pump; And a storage tank storing carbon dioxide compressed by the compressor.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 고순도 바이오가스 정제시스템은, 바이오가스를 발생시키는 혐기성 소화부; 상기 혐기성 소화부에서 발생된 바이오가스를 가스연료로서 사용할 수 있도록 상기 바이오가스 내에 포함되어있는 수분, 황화수소성분(H2S) 및 실록산(Siloxane) 성분을 제거하는 전처리부; 및 상기 전처리부를 거친 바이오가스 내에 포함되어있는 이산화탄소를 외부로 배출하는 기체 투과성 멤브레인장치를 포함하는 기체투과부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the high purity biogas purification system according to another embodiment of the present invention, the anaerobic digestion unit for generating a biogas; A pretreatment unit for removing water, hydrogen sulfide (H 2 S) and siloxane (Siloxane) contained in the biogas so that the biogas generated in the anaerobic digestion unit can be used as a gas fuel; And a gas permeable part including a gas permeable membrane device for discharging carbon dioxide contained in the biogas passed through the pretreatment to the outside.

또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 고순도 바이오가스 정제시스템은, 바이오가스를 발생시키는 혐기성 소화부; 상기 혐기성 소화부에서 발생된 바이오가스를 가스연료로서 사용할 수 있도록 상기 바이오가스 내에 포함되어있는 수분, 황화수소성분(H2S) 및 실록산(Siloxane) 성분을 제거하는 전처리부; 및 상기 전처리부를 거친 바이오가스 내에 포함되어있는 이산화탄소를 흡수제에 흡수용해시키는 습식세정기를 포함하는 기체흡수부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the high purity biogas purification system according to another embodiment of the present invention, the anaerobic digestion unit for generating a biogas; A pretreatment unit for removing water, hydrogen sulfide (H 2 S) and siloxane (Siloxane) contained in the biogas so that the biogas generated in the anaerobic digestion unit can be used as a gas fuel; And a gas absorber including a wet cleaner for absorbing and dissolving carbon dioxide contained in the biogas, which has passed through the pretreatment unit, in the absorbent.

상기 흡수제는, 물 또는 아민계 이산화탄소 흡수제인 것을 특징으로 한다.The absorbent is characterized in that the water or amine-based carbon dioxide absorbent.

상기 전처리부는, 제1 열교환기, 탈황기, 압축기, 제1 필터, 제2 열교환기, 제3 열교환기, 실록산제거기 및 제2 필터가 차례로 설치되되, 상기 혐기성 소화부로부터 공급된 바이오가스의 수분을 상기 제1 열교환기를 통하여 제거하며, 상기 수분이 제거된 바이오가스 내에 포함되어 있는 황화수소(H2S) 성분을 상기 탈황기를 통하여 제거하고, 상기 황화수소 성분이 제거된 바이오가스를 상기 압축기를 통하여 승압시키며, 상기 승압된 바이오가스의 미세분진 및 불순물을 상기 제1 필터를 통하여 제거하고, 상기 미세분진 및 불순물이 제거된 바이오가스의 온도를 상기 제2 열교환기를 통하여 소정의 온도 이하로 냉각시키며, 상기 온도가 냉각된 바이오가스의 수분을 상기 제3 열교환기를 통하여 제거시키고, 상기 수분이 제거된 바이오가스를 상기 승압된 바이오가스와 상기 제2 열교환기를 통하여 열교환시켜 상기 수분이 제거된 바이오가스의 온도를 소정 온도 이상으로 상승시키며, 상기 온도가 상승된 바이오가스의 실록산(Siloxane) 성분을 상기 실록산제거기를 통하여 제거하고, 상기 실록산 성분이 제거된 바이오가스의 미세분진 및 불순물을 상기 제2 필터를 통하여 제거하는 것을 특징으로 한다.The pretreatment unit is provided with a first heat exchanger, a desulfurizer, a compressor, a first filter, a second heat exchanger, a third heat exchanger, a siloxane remover, and a second filter in sequence, and the moisture of the biogas supplied from the anaerobic digester. Is removed through the first heat exchanger, and the hydrogen sulfide (H 2 S) component contained in the biogas from which water is removed is removed through the desulfurizer, and the biogas from which the hydrogen sulfide component is removed is boosted through the compressor. And removing fine dust and impurities of the boosted biogas through the first filter, and cooling the temperature of the biogas from which the fine dust and impurities have been removed to a predetermined temperature or less through the second heat exchanger. The moisture of the cooled biogas is removed through the third heat exchanger, and the biogas from which the moisture is removed is boosted. Heat-exchanging the ion gas with the second heat exchanger to raise the temperature of the biogas from which the moisture has been removed to a predetermined temperature or more, and remove the siloxane component of the biogas from which the temperature is increased through the siloxane remover, The fine dust and impurities of the biogas from which the siloxane component has been removed may be removed through the second filter.

또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 고순도 바이오가스 정제방법은, (a)바이오가스를 발생시키는 가스발생단계; (b)상기 발생된 바이오가스를 가스연료로서 사용할 수 있도록 상기 바이오가스 내에 포함되어있는 수분, 황화수소성분(H2S) 및 실록산(Siloxane) 성분을 제거하는 전처리단계: (c)상기 (b)단계를 거친 바이오가스를 승압시키는 압축단계; (d)상기 (c)단계를 거친 바이오가스 내에 포함되어있는 이산화탄소를 PSA공법을 이용하여 제거하는 기체흡착단계; 및 (e)상기 (d)단계를 거친 바이오가스를 저장하는 저장단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the high purity biogas purification method according to another embodiment of the present invention, (a) a gas generating step of generating a biogas; (b) a pretreatment step of removing water, hydrogen sulfide (H 2 S) and siloxane components contained in the biogas to use the generated biogas as a gaseous fuel: (c) (b) A compression step of boosting the biogas which has been subjected to the step; (d) a gas adsorption step of removing carbon dioxide contained in the biogas passed through step (c) using the PSA method; And (e) a storage step of storing the biogas having passed through the step (d).

나아가, 상기 (d)단계는, (d-1)상기 제거된 이산화탄소를 공급받아 외부로 배출시키는 배출단계; (d-2)상기 배출된 이산화탄소를 승압시키는 압축단계; 및 (d-3)상기 (d-2)단계에서 승압된 이산화탄소를 저장하는 저장단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.Further, the step (d), (d-1) a discharge step of receiving the removed carbon dioxide and discharged to the outside; (d-2) a compression step of boosting the discharged carbon dioxide; And (d-3) storing the carbon dioxide boosted in the step (d-2).

또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 고순도 바이오가스 정제방법은, (a)바이오가스를 발생시키는 가스발생단계; (b)상기 발생된 바이오가스를 가스연료로서 사용할 수 있도록 상기 바이오가스 내에 포함되어있는 수분, 황화수소성분(H2S) 및 실록산(Siloxane) 성분을 제거하는 전처리단계: (c)상기 (b)단계를 거친 바이오가스를 승압시키는 압축단계; (d)상기 (c)단계를 거친 바이오가스 내에 포함되어있는 이산화탄소를 습식세정법 또는 아민세정법을 이용하여 제거하는 기체흡수단계; 및 (e)상기 (d)단계를 거친 바이오가스를 저장하는 저장단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the high purity biogas purification method according to another embodiment of the present invention, (a) a gas generating step of generating a biogas; (b) a pretreatment step of removing water, hydrogen sulfide (H 2 S) and siloxane components contained in the biogas to use the generated biogas as a gaseous fuel: (c) (b) A compression step of boosting the biogas which has been subjected to the step; (d) a gas absorption step of removing carbon dioxide contained in the biogas passed through step (c) using a wet cleaning method or an amine cleaning method; And (e) a storage step of storing the biogas having passed through the step (d).

상기 (b)단계는, (b-1)혐기성 소화부로부터 공급된 바이오가스의 수분을 제거하는 단계; (b-2)상기 수분이 제거된 바이오가스의 황화수소(H2S) 성분을 제거하는 단계; (b-3)상기 황화수소 성분이 제거된 바이오가스를 승압시키는 단계; (b-4)상기 승압된 바이오가스의 미세분진 및 불순물을 제거하는 단계; (b-5)상기 미세분진 및 불순물이 제거된 바이오가스의 온도를 소정의 온도 이하로 냉각시키는 단계; (b-6)상기 온도가 냉각된 바이오가스의 수분을 제거하는 단계; (b-7)상기 수분이 제거된 바이오가스를 상기 승압된 바이오가스와 열교환시켜 상기 수분이 제거된 바이오가스의 온도를 소정 온도 이상으로 상승시키는 단계; (b-8)상기 온도가 상승된 바이오가스의 실록산(Siloxane) 성분을 제거하는 단계; 및 (b-9)상기 실록산 성분이 제거된 바이오가스의 미세분진 및 불순물을 제거하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.Step (b), (b-1) removing the water of the biogas supplied from the anaerobic digestion; (b-2) removing the hydrogen sulfide (H 2 S) component of the water-removed biogas; (b-3) boosting the biogas from which the hydrogen sulfide component has been removed; (b-4) removing fine dust and impurities of the boosted biogas; (b-5) cooling the temperature of the biogas from which the fine dust and impurities have been removed to below a predetermined temperature; (b-6) removing moisture of the cooled biogas; (b-7) heat-exchanging the biogas from which the moisture has been removed with the boosted biogas to raise the temperature of the biogas from which the moisture has been removed above a predetermined temperature; (b-8) removing the siloxane component of the biogas at which the temperature is increased; And (b-9) removing the fine dust and impurities of the biogas from which the siloxane component has been removed.

상기한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 바이오가스 중에 함유되어있는 이산화탄소를 PSA공법 또는 멤브레인공법 또는 습식세정법을 이용하여 제거하여 효율적으로 정제하는 것에 의하여, 함유된 메탄가스의 순도를 최대한 높일 수 있고, 연소 시의 에너지 전환율이 우수한 고품질의 바이오가스를 생산할 수 있다.As described above, according to the present invention, by purifying and efficiently purifying the carbon dioxide contained in the biogas using the PSA method, the membrane method or the wet cleaning method, the purity of the contained methane gas can be increased to the maximum, It is possible to produce high quality biogas with excellent energy conversion rate during combustion.

또한, 본 발명에 의하면, 발열량이 높은 저가의 고효율의 메탄가스를 에너지원으로 공급할 수 있게 할 수 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to supply a low-cost, high-efficiency methane gas having a high calorific value as an energy source.

이상과 같은 본 발명에 대한 해결하고자 하는 과제, 과제 해결 수단, 효과 외의 구체적인 사항들은 다음에 기재할 실시예 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Specific matters other than the problem to be solved, the problem solving means, and the effects of the present invention as described above are included in the following embodiments and the drawings. Advantages and features of the present invention and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail with the accompanying drawings. Like reference numerals refer to like elements throughout.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고순도 바이오가스 정제시스템의 구조를 나타내는 도면.
도 2a 및 2b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 고순도 바이오가스 정제방법을 나타내는 순서도.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 고순도 바이오가스 정제방법을 나타내는 순서도.
도 4는 도 2a 및 도 3의 전처리과정을 나타내는 순서도.1 is a view showing the structure of a high purity biogas purification system according to an embodiment of the present invention.
2a and 2b is a flow chart showing a high purity biogas purification method according to another embodiment of the present invention.
Figure 3 is a flow chart showing a high purity biogas purification method according to another embodiment of the present invention.
4 is a flow chart showing a preprocessing process of FIGS. 2A and 3.

이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 첨부된 도면은 본 발명의 내용을 보다 쉽게 개시하기 위하여 설명되는 것일 뿐, 본 발명의 범위가 첨부된 도면의 범위로 한정되는 것이 아님은 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 알 수 있을 것이다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the accompanying drawings are only described in order to more easily disclose the contents of the present invention, but the scope of the present invention is not limited to the scope of the accompanying drawings that will be readily available to those of ordinary skill in the art. You will know.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고순도 바이오가스 정제시스템의 구조를 나타내는 도면이다.1 is a view showing the structure of a high purity biogas purification system according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 고순도 바이오가스 정제시스템은, 혐기성 소화부(100), 전처리부(200), 기체흡착부(300)를 포함한다.As shown in FIG. 1, the high purity biogas purification system according to an embodiment of the present invention includes an anaerobic digestion unit 100, a pretreatment unit 200, and a gas adsorption unit 300.

혐기성 소화부(100)는, 축산 분뇨, 음식물 쓰레기, 하수처리장 슬러지와 같은 각종 유기성 폐기물을 발효시켜 메탄, 이산화탄소, 황화수소 및 실록산 등으로 구성된 바이오가스를 생성한다. 혐기성 소화부(100)는 그 구체적인 처리 방식이나 구성이 특별히 제한되지 않으며, 즉 현재 적용 중이거나 이후 개발되어 적용될 수 있는 모든 처리 방식이나 구성을 이용할 수 있다. 일 예로, 도시되어 있지는 않지만, 혐기성 소화부(100)는 고액 분리 등으로 적정하게 전처리된 유기성 폐기물을 투입받아 발효 분해시켜 바이오가스를 생성하는 소화조와, 소화조에서 생성된 바이오가스에 함유된 각종 미량의 유해물질을 제거하는 후처리부를 포함하도록 구성될 수 있다The anaerobic digestion unit 100 ferments various organic wastes such as livestock manure, food waste, and sewage treatment plant sludge to produce biogas composed of methane, carbon dioxide, hydrogen sulfide, siloxane, and the like. The anaerobic digestion unit 100 is not particularly limited in its specific treatment method or configuration, that is, any treatment method or configuration that may be currently applied or developed afterwards may be used. For example, although not shown, the anaerobic digestion unit 100 receives an organic waste that has been appropriately pretreated by solid-liquid separation and the like and fermentation and decomposition to generate biogas, and various trace amounts of biogas generated in the digestion tank. It can be configured to include a post-treatment unit for removing harmful substances of

전처리부(200)는, 혐기성 소화부(100)에서 발생된 바이오가스를 가스연료로서 사용할 수 있도록 바이오가스 내에 포함되어있는 수분, 황화수소성분(H2S) 및 실록산(Siloxane) 성분을 제거한다.The pretreatment unit 200 removes water, hydrogen sulfide (H 2 S), and siloxane (Siloxane) contained in the biogas so that the biogas generated in the anaerobic digestion unit 100 may be used as the gas fuel.

보다 구체적으로 설명하자면, 전처리부(200)는, 제1 열교환기(210), 탈황기(220), 압축기(230), 제1 필터(240), 제2 열교환기(250), 제3 열교환기(260), 실록산제거기(270) 및 제2 필터(280)가 차례로 설치되어 도시가스 또는 가스보일러에 공급되는 바이오가스를 정제한다. More specifically, the pretreatment unit 200 may include a first heat exchanger 210, a desulfurizer 220, a compressor 230, a first filter 240, a second heat exchanger 250, and a third heat exchanger. Group 260, siloxane remover 270, and second filter 280 are sequentially installed to purify the biogas supplied to the city gas or the gas boiler.

제1 열교환기(210)는, 바이오가스를 발생시키는 혐기성 소화부(100)로부터 공급된 바이오가스의 내부에 포함되어 있는 수분을 제거한다. 즉, 제1 열교환기(210)는 바이오가스 중에 포함되어 있는 이물질 제거 및 수분을 응축시켜 제거하기 위한 장치이다. 또한, 제1 열교환기(210)는, SUS 304를 재질로 하고, 수직형 열교환기를 사용한다. 이때, 제1 열교환기(210)의 용량은 300 CFM을 가지고, 입구측 온도가 최대 37℃이며, 내열온도가 80℃이고, 입구측 압력이 0.0001kg/㎠이상인 것이 바람직하다. 또한, 도시되어 있지는 않지만, 제1 열교환기(210)는, 데미스터(Demister) 및 드레인 펌프(Drain pump)가 더 설치된다. 이때, 데미스터는, 수분이 포화 상태에서 발생하는 가스가 수분을 품은 채 상승하여 이 데미스터와 충돌하고, 그때 품어있는 액체분자가 데미스터의 표면에 부딪혀서 액체방울이 되어 이물질과 함께 중력으로 낙하하게 되며 액체분자와 분리된 가스는 데미스터의 방해를 받지 않고 통과하게 하는 역할을 한다. 또한, 드레인 펌프는, 가스로부터 응축된 수분을 장착된 레벨 스위치(Level switch)의 동작에 따라 자동으로 운전이 되도록 하여 배출하는 역할을 하고, 그 펌프의 흡입측 배관에는 스트레이너를 장착하고 펌프 각각의 흡입, 토출구에 밸브 및 체크 밸브를 부착하여 구성된다. The first heat exchanger 210 removes water contained in the biogas supplied from the anaerobic digester 100 generating biogas. That is, the first heat exchanger 210 is a device for removing contaminants and condensation of moisture contained in the biogas. The first heat exchanger 210 is made of SUS 304 and uses a vertical heat exchanger. At this time, it is preferable that the capacity of the first heat exchanger 210 has 300 CFM, the inlet temperature is at most 37 ° C, the heat resistance temperature is 80 ° C, and the inlet pressure is at least 0.0001 kg / cm 2. In addition, although not shown, the first heat exchanger 210 is further provided with a demister and a drain pump. At this time, the demister rises with the moisture in the gas generated while the water is saturated, collides with the demister, and the liquid molecules contained there hit the surface of the demister so that it becomes a liquid drop and falls with gravity along with the foreign matter. And the gas separated from the liquid molecule plays a role to pass through without being disturbed by the demister. In addition, the drain pump serves to discharge the water condensed from the gas to be automatically operated according to the operation of the mounted level switch, and the suction pipe of the pump is equipped with a strainer, It consists of a valve and a check valve attached to the suction and discharge ports.

또한, 제1 열교환기(210)의 일측에는 제1 냉각기(215)가 설치된다. 제1 냉각기(215)는 제1 열교환기(210)에 공급된 바이오가스를 냉각시킨다. 이때, 제1 냉각기(215)는, 제습용 냉각기(Packaged Chiller)로서, 공랭식 칠러이고, 내부의 가스압력은 2.0 kg/㎠이며, 브라인 입구 및 출구 온도는 각각 4.5℃및 -1.0℃로 설정되는 것이 바람직하다. 또한, 도시되어 있지는 않지만, 제1 냉각기(215)는, 기기본체 및 케이스(Frame & Casing), 압축기(Compressor), 응축기(Condenser), 증발기(Evaporator), 팽창변 (Expansion Valve), 냉매배관 (Piping), 브라인 탱크(Brine Tank), 순환펌프(Circulation Pump), 자동제어(Automatic Control), 방진장치(Isolator)로 이루어진다. 이때, 상기한 바와 같은 제1 냉각기(215)의 구성은 후술하는 제2 냉각기(265)에도 동일하게 적용된다. 이와 같은 제1 냉각기(215) 및 제2 냉각기(265)의 구성은 본 발명의 특징은 아니고, 일반적인 공랭식 칠러의 구성에 해당되는 것으로서 이에 관한 기재는 생략하기로 한다.In addition, a first cooler 215 is installed at one side of the first heat exchanger 210. The first cooler 215 cools the biogas supplied to the first heat exchanger 210. At this time, the first cooler 215 is a dehumidified chiller (Packaged Chiller), an air-cooled chiller, the internal gas pressure is 2.0 kg / ㎠, the brine inlet and outlet temperature is set to 4.5 ℃ and -1.0 ℃, respectively It is preferable. In addition, although not shown, the first cooler 215 may include a main body and a case, a compressor, a compressor, a condenser, an evaporator, an expansion valve, and a refrigerant piping. ), Brine Tank, Circulation Pump, Automatic Control, and Isolator. At this time, the configuration of the first cooler 215 as described above is also applied to the second cooler 265 described later. The configuration of the first cooler 215 and the second cooler 265 is not a feature of the present invention, and corresponds to the configuration of a general air-cooled chiller, and description thereof will be omitted.

탈황기(220)는, 제1 열교환기(210)에 의하여 수분이 제거된 바이오가스 내에 포함되어 있는 황화수소(H2S) 성분을 제거한다. 이때, 탈황기(220)의 인입되는 가스의 인입농도 및 출구농도는 각각 10,000 ppmv 및 10 ppmv 이하인 것이 바람직하고, 탈황기(220)의 입구압력 및 출구압력은 각각 14.45 PSIA 및 14.02 PSIA이 되도록 설계되는 것이 바람직하다. 또한, 탈황기(220)의 입구온도 및 출구온도는 각각 10℃ 및 10℃인 것이 바람직하다. 그러나, 본 연료전지용 바이오가스 정제시스템에 이용되는 탈황기(220)의 농도, 압력, 온도 등은 상기한 바에 한정되는 것은 아니고, 제작자의 설계의도 및 목적에 따라 달라질 수 있음은 당업자에게 자명하다 할 것이다. 또한, 탈황기(220)는 소정 크기의 산화철이 혼합된 고형물 또는 활성탄 또는 약액세정 방법을 사용하여 황화수소를 제거한다. 이때, 산화철을 이용한 황화수소제거는 산화철 또는 활성탄을 이용하여 황화수소를 제거하는 것으로, 입자의 크기와 특성 등의 요소는 작업자의 설계의도 및 목적에 따라 조절될 수 있다.The desulfurizer 220 removes the hydrogen sulfide (H 2 S) component contained in the biogas from which water is removed by the first heat exchanger 210. At this time, the inlet concentration and outlet concentration of the gas introduced into the desulfurizer 220 is preferably 10,000 ppmv and 10 ppmv or less, respectively, the inlet pressure and outlet pressure of the desulfurizer 220 is designed to be 14.45 PSIA and 14.02 PSIA, respectively. It is desirable to be. In addition, the inlet temperature and the outlet temperature of the desulfurization unit 220 is preferably 10 ° C and 10 ° C, respectively. However, it is apparent to those skilled in the art that the concentration, pressure, temperature, etc. of the desulfurization unit 220 used in the biogas purification system for the fuel cell are not limited to the above, but may vary depending on the design intention and the purpose of the manufacturer. something to do. In addition, the desulfurization unit 220 removes hydrogen sulfide using a solid or an activated carbon or chemical liquid cleaning method in which iron oxide of a predetermined size is mixed. In this case, hydrogen sulfide removal using iron oxide is to remove hydrogen sulfide using iron oxide or activated carbon, and factors such as particle size and characteristics may be adjusted according to the design intention and purpose of the operator.

또한, 탈황기(220)는 제1 열교환기(210)와 압축기(230) 사이에 적어도 하나 이상(221, 222)으로 직렬로 설치되어, 제1 열교환기(210)에 의하여 수분이 제거된 바이오가스 내에 포함되어 있는 황화수소(H2S) 성분을 보다 효율적으로 제거될 수 있다.In addition, the desulfurizer 220 is installed in series at least one (221, 222) between the first heat exchanger 210 and the compressor 230, the bio-removed water by the first heat exchanger (210) Hydrogen sulfide (H 2 S) components contained in the gas can be removed more efficiently.

압축기(230)(Compressor)는, 황화수소 성분이 제거된 바이오가스를 압축기(230)를 통하여 승압시킨다. 이때, 압축기(230) 내부에 인입되는 유량은 최대 300 CFM이고, 그 입구 및 출구 압력이 각각 14.0 PSIA 및 32.6 PSIA이상으로 되도록 설계하는 것이 바람직하다. 또한, 압축기(230)의 입구 및 출구 온도는 10℃ 및 62℃로 되도록 설계하는 것이 바람직하다. The compressor 230 boosts the biogas from which the hydrogen sulfide component has been removed through the compressor 230. At this time, the flow rate introduced into the compressor 230 is a maximum of 300 CFM, it is preferable that the inlet and outlet pressure is designed to be 14.0 PSIA and 32.6 PSIA or more, respectively. In addition, the inlet and outlet temperatures of the compressor 230 are preferably designed to be 10 ° C and 62 ° C.

이때, 압축기(230)는, 전동기 직결식 밀폐형 스크롤 압축기로 구성되고, 베이스는 진동과 소음을 방지시킬 수 있는 방진고무를 부착할 수 있는 구조로 제작된다. 또한, 압축기(230) 내의 모터의 권선을 보호할 수 있는 과부하 보호용 장치가 내장되어 있다. 또한, 압축기(230)의 입구 및 출구 배관에는 점검이 용이하도록 서비스 밸브(Service Valve)가 각각 부착되어 있다. At this time, the compressor 230 is composed of a motor-type hermetic scroll compressor, the base is made of a structure capable of attaching the anti-vibration rubber that can prevent vibration and noise. In addition, there is a built-in overload protection device that can protect the winding of the motor in the compressor (230). In addition, a service valve is attached to the inlet and outlet pipes of the compressor 230 so as to facilitate inspection.

한편, 압축기(230)는, 응축기(Condenser), 증발기(Evaporator), 팽창변(Expansion Valve), 냉매배관, 브라인 탱크(Brine Tank), 순환펌프(Circulation Pump), 자동제어반 등의 구성을 포함하여 압축기의 성능을 향상시킬 수 있다. 이와 같이 압축기(230)를 구성하는 응축기, 증발기, 팽창변, 냉매배관, 브라인 탱크, 순환펌프, 자동제어반 등의 구성들은 일반적인 압축기에 구비되는 것들로서, 이에 관한 설명은 생략하기로 한다.The compressor 230 includes a condenser, an evaporator, an expansion valve, a refrigerant pipe, a brine tank, a circulation pump, an automatic control panel, and the like. Can improve the performance. As such, the condenser, the evaporator, the expansion valve, the refrigerant pipe, the brine tank, the circulation pump, and the automatic control panel constituting the compressor 230 are those provided in the general compressor, and description thereof will be omitted.

또한, 압축기(230)는 탈황기(220)와 제1 필터(240) 사이에 적어도 하나 이상으로 병렬로 설치되어, 황화수소 성분이 제거된 바이오가스를 보다 효율적으로 승압시킬 수 있다.In addition, the compressor 230 may be installed in parallel with at least one of the desulfurizer 220 and the first filter 240 to boost the biogas from which the hydrogen sulfide component has been removed.

제1 필터(240)는, 압축기(230)의 후단에 설치되어, 압축기(230)에 의하여 승압된 바이오가스를 공급받아 그 내부에 포함되어 있는 미세분진 및 불순물을 제거한다. 즉, 제1 필터(240)는 바이오가스 내에 포함된 입자상 고형 이물질을 제거한다. 이때, 바이오가스 내에 포함되어 있는 입자상 고형물질은, 도시가스 또는 가스보일러 설비 등에 마모물질을 형성하여 기기의 수명을 단축시킬 수 있으므로, 바이오가스를 연료로 공급하기 전에 미세분진 및 불순물을 제거되어야 할 필요가 있다. 제1 필터(240)는 원통형의 STS 304과 같은 유리섬유(Glass Fiber)로 구성되어, 최고사용압력이 125 psig(8.78 ㎏/㎠)이고, 온도가 -28 ~ 121 ℃로 되도록 설계되는 것이 바람직하다. 한편, 본 고순도 바이오가스 정제시스템에 있어서, 압축기(230)의 후단에 제1 필터(240)가 설치되는 것을 일 예로 하여 설명하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 압축기(230)의 전단에 제1 필터(240)를 설치하여, 탈황기(220)를 통해 출력되는 가스에 함유될 수 있는 고형입자를 제거함으로써, 고형입자로 인하여 압축기(230)가 마모되는 것을 방지할 수 있다.The first filter 240 is installed at the rear end of the compressor 230 to receive the biogas boosted by the compressor 230 to remove fine dust and impurities contained therein. That is, the first filter 240 removes particulate solid foreign matter contained in the biogas. At this time, the particulate solid contained in the biogas can reduce the life of the device by forming a wear material in the city gas or gas boiler facilities, etc. Therefore, it is necessary to remove fine dust and impurities before supplying the biogas as fuel. There is a need. The first filter 240 is composed of a glass fiber (Glass Fiber), such as cylindrical STS 304, the maximum operating pressure is 125 psig (8.78 ㎏ / ㎠), it is preferable that the temperature is designed to be -28 ~ 121 ℃ Do. Meanwhile, in the high purity biogas purification system, the first filter 240 is installed at the rear end of the compressor 230 as an example, but the present invention is not limited thereto. By installing the filter 240, by removing the solid particles that may be contained in the gas output through the desulfurizer 220, it is possible to prevent the compressor 230 is worn due to the solid particles.

제2 열교환기(250)는, 제1 필터(240)에 의하여 미세분진 및 불순물이 제거된 바이오가스의 온도를 소정의 온도 이하로 냉각시킨다. 제2 열교환기(250)는 그 후단에 설치되는 제3 열교환기(260)의 부하를 줄이기 위한 사전냉각 기능을 가진다. 이때, 소정 온도는 50℃인 것이 바람직하나, 이러한 온도는 바이오가스의 양에 따라 달라질 수 있음은 당업자에게는 자명할 것이다. 본 고순도 바이오가스 정제시스템의 제2 열교환기(250)는, 나선형의 열교환기(Spairal Heat Exchanger)로서, Gas To Gas 방식이고, 입구압력이 32.6/27.6 PSIA이며, 입구 및 출구 온도가 각각 62/7 ℃ 및 37/26 ℃로 되도록 설계하는 것이 바람직하다. The second heat exchanger 250 cools the temperature of the biogas from which fine dust and impurities have been removed by the first filter 240 to a predetermined temperature or less. The second heat exchanger 250 has a pre-cooling function to reduce the load of the third heat exchanger 260 installed at the rear end thereof. At this time, the predetermined temperature is preferably 50 ℃, it will be apparent to those skilled in the art that such a temperature may vary depending on the amount of biogas. The second heat exchanger 250 of the high purity biogas purification system is a spiral heat exchanger having a gas to gas type, an inlet pressure of 32.6 / 27.6 PSIA, and an inlet and outlet temperature of 62 /. It is preferred to design it to be 7 ° C and 37/26 ° C.

또한, 제2 열교환기(250)는, 후술하는 제3 열교환기(260)에 의하여 수분이 제거된 바이오가스와 압축기(230)에 의하여 승압된 바이오가스를 열교환시켜 수분이 제거된 바이오가스의 온도를 소정 온도 이상으로 상승시킨다. 즉, 제2 열교환기(250)는, 제3 열교환기(260)(Gas to water Heat Exchanger)를 거쳐 냉각된 바이오가스를 압축기(230)를 통과하여 승온된 바이오가스와의 열교환을 통해 바이오가스의 온도를 일정이상으로 올려준다. 이때, 소정 온도는 20℃인 것이 바람직하나, 이러한 온도는 바이오가스의 양에 따라 달라질 수 있음은 당업자에게는 자명할 것이다.In addition, the second heat exchanger 250 heat-exchanges the biogas from which water is removed by the third heat exchanger 260, which will be described later, and the biogas boosted by the compressor 230, to thereby remove the temperature of the biogas. Is raised above a predetermined temperature. That is, the second heat exchanger 250, the biogas cooled through the third heat exchanger 260 (Gas to water Heat Exchanger) through the heat exchange with the biogas heated through the compressor 230, the biogas Raise the temperature above a certain level. At this time, the predetermined temperature is preferably 20 ℃, it will be apparent to those skilled in the art that such a temperature may vary depending on the amount of biogas.

제3 열교환기(260)는, 제2 열교환기(250)에 의하여 온도가 냉각된 바이오가스의 내부에 포함되어 있는 수분을 제거한다. 본 고순도 바이오가스 정제시스템은, SUS 304를 재질로 하고, 수직형 열교환기를 사용한다. 이때, 제3 열교환기(260)는 입구측 온도가 최대 37℃이며, 내열온도가 80℃이고, 입구측 압력이 0.0001kg/㎠이상인 것이 바람직하다. 또한, 도시되어 있지는 않지만, 제3 열교환기(260)는, 상기한 제1 열교환기(210)에 대한 설명에서와 같이 데미스터(Demister) 및 드레인 펌프(Drain pump)가 더 설치된다.The third heat exchanger 260 removes moisture contained in the biogas cooled by the second heat exchanger 250. This high purity biogas purification system is made of SUS 304 and uses a vertical heat exchanger. At this time, the third heat exchanger 260 has a maximum inlet temperature of 37 ° C., a heat resistance temperature of 80 ° C., and an inlet pressure of at least 0.0001 kg / cm 2. In addition, although not shown, the third heat exchanger 260 is further provided with a demister and a drain pump as described for the first heat exchanger 210 described above.

또한, 제3 열교환기(260)의 일측에는 제2 냉각기(265)가 설치되고, 제2 냉각기(265)는 제2 열교환기(250)에 의하여 온도가 냉각된 바이오가스를 다시 냉각시킨다. In addition, a second cooler 265 is installed at one side of the third heat exchanger 260, and the second cooler 265 cools the biogas cooled by the second heat exchanger 250 again.

실록산제거기(270)는, 제2 열교환기(250)에 의하여 온도가 상승된 바이오가스 내에 포함되어 있는 실록산(Siloxane) 성분, 즉 규소화합물 성분을 제거하기 위한 설비이다. 즉, 실록산제거기(270)는, 제2 열교환기(250)에 의하여 온도가 상승된 바이오가스를 활성탄 다공성에 의한 물리 및 화학적 흡착현상에 의하여 실록산 성분이 정제된다. 이때, 실록산제거기(270)에 인입되어 출력되는 바이오가스의 농도는 각각 200 ~ 300 ppmv 및 1 ppmv 이하이고, 입구 및 출구압력은 각각 14.45 PSIA 및 14.02 PSIA이며, 입구 및 출구온도가 각각 26℃ 및 26℃가 되도록 설계되는 것이 바람직하다. The siloxane remover 270 is a facility for removing a siloxane component, that is, a silicon compound component, contained in a biogas whose temperature is increased by the second heat exchanger 250. That is, in the siloxane remover 270, the siloxane component is purified from the biogas heated by the second heat exchanger 250 by physical and chemical adsorption due to activated carbon porosity. At this time, the concentration of biogas introduced into and output from the siloxane remover 270 is 200 to 300 ppmv and 1 ppmv or less, respectively, and the inlet and outlet pressures are 14.45 PSIA and 14.02 PSIA, respectively, and the inlet and outlet temperatures are 26 ° C. and It is preferred to be designed to be 26 ° C.

또한, 실록산제거기(270)는, 제3 열교환기(260)와 제2 필터(280) 사이에 적어도 하나 이상(271, 272)으로 직렬로 설치되어, 제2 열교환기(250)에 의하여 온도가 상승된 바이오가스 내에 포함되어 있는 실록산(Siloxane) 성분을 보다 효율적으로 제거할 수 있다.In addition, the siloxane remover 270 is installed in series between at least one of the second heat exchanger 260 and the second filter 280 in at least one (271, 272), the temperature of the second heat exchanger (250) Siloxane components contained in the elevated biogas may be more efficiently removed.

제2 필터(280)는, 실록산제거기(270)에 의하여 실록산 성분이 제거된 바이오가스를 공급받아 그 내부에 포함되어 있는 미세분진 및 불순물을 제거한다. 즉, 제2 필터(280)는, 실록산제거기(270)의 후단에 설치되어, 바이오가스 내의 입자상 고형 이물질을 제거한다. The second filter 280 receives the biogas from which the siloxane component has been removed by the siloxane remover 270 and removes fine dust and impurities contained therein. That is, the second filter 280 is provided at the rear end of the siloxane remover 270 to remove particulate solid foreign matter in the biogas.

압축기(290)는 제2 필터(280)에 의하여 미세분진 및 불순물이 제거된 바이오가스를 공급받아 승압시킨 다음, 기체흡착부(300)로 공급한다. 즉, 압축기(290)는 제2 필터(280)의 후단에 설치되어, 기체흡착부(300)에서의 이산화탄소 제거효율을 향상시키기 위하여 바이오가스를 승압시킨다.The compressor 290 receives the biogas from which the fine dust and the impurities have been removed by the second filter 280 and then boosts the pressure, and then supplies the gas to the gas adsorption unit 300. That is, the compressor 290 is installed at the rear end of the second filter 280 to boost the biogas in order to improve the carbon dioxide removal efficiency in the gas adsorption unit 300.

기체흡착부(300)는, 상기와 같은 전처리부(200)를 거친 바이오가스 내에 포함되어있는 이산화탄소를 흡착제(Molecular Sieve)를 통하여 제거한다. 이때, 본 고순도 바이오가스 정제시스템에 사용되는 기체흡착부(300)는, PSA공법을 이용하여 바이오가스 내에 포함되어 있는 이산화탄소를 흡착하여 제거하는 PSA장치가 사용된다. 이때, PSA공법은 건식흡착방식에 해당되는 것으로서, 탄소분자흡착제(Carbon Molecular Sieve)를 통하여 바이오가스 내에 포함되어있는 이산화탄소를 흡착하는 방식이다. The gas adsorption unit 300 removes carbon dioxide contained in the biogas that has passed through the pretreatment unit 200 through the adsorbent (Molecular Sieve). At this time, the gas adsorption unit 300 used in the high-purity biogas purification system uses a PSA device for adsorbing and removing carbon dioxide contained in the biogas using the PSA method. At this time, the PSA method corresponds to a dry adsorption method, a method of adsorbing carbon dioxide contained in the biogas through a carbon molecular sieve (Carbon Molecular Sieve).

이러한 PSA(Pressure Swing Adsorption) 장치를 통하여 이산화탄소가 제거된 바이오가스는, 기체흡착부(300)의 후단에 설치된 저장탱크(310)로 공급된다. 도시되어 있지는 않지만, 저장탱크(310)에 저장된 바이오가스는 도시가스 또는 가스보일러 등의 연료로 사용되기 위하여 충전소에 공급(A)된다.Biogas from which carbon dioxide is removed through the pressure swing adsorption (PSA) device is supplied to a storage tank 310 installed at a rear end of the gas adsorption unit 300. Although not shown, the biogas stored in the storage tank 310 is supplied to the filling station for use as fuel such as city gas or gas boiler.

또한, PSA(Pressure Swing Adsorption) 장치를 통하여 제거된 이산화탄소는 배기진공펌프(400)로 공급되어 외부로 배출(B)되거나, 상기 배기진공펌프(400)로부터 배출된 이산화탄소를 압축기(500)를 통하여 압축시킨 다음, 저장탱크(600)에 저장(C)되거나, 또 다른 용도로 사용될 수도 있다. In addition, the carbon dioxide removed through the pressure swing adsorption (PSA) device is supplied to the exhaust vacuum pump 400 to be discharged to the outside (B), or the carbon dioxide discharged from the exhaust vacuum pump 400 through the compressor 500. After compression, it may be stored (C) in the storage tank 600, or may be used for another purpose.

본 고순도 바이오가스 정제시스템은, 기체흡착부(300)인 PSA장치를 이용하여 바이오가스 내에 포함되어 있는 이산화탄소를 제거하고 있기 때문에, 장치가 차지하는 소요면적이 작으면서 시스템 가동시 즉각적으로 가동이 가능하게 되어 정제효율을 향상시킬 수 있게 된다.Since the high purity biogas purification system removes carbon dioxide contained in the biogas by using the PSA device, which is the gas adsorption unit 300, the required area occupied by the device can be immediately operated when the system is operated. It is possible to improve the purification efficiency.

도시되어 있지는 않지만, 상술한 기체흡착부와 같은 역할을 하는 기체투과부(300)를 설치한 고순도 바이오가스 정제시스템은, 기체 투과성 멤브레인 장치를 이용하여 바이오가스 내에 포함되어있는 이산화탄소를 제거하여 고순도의 바이오가스를 제조할 수 있다. 여기서, 멤브레인 장치는, 바이오가스 내에 포함되어있는 메탄가스 및 이산화탄소의 입자크기에 대하여 바이오가스가 통과되는 분리막의 공극의 크기를 조절하여 메탄가스만을 통과시키는 장치이다. Although not shown, the high-purity biogas purification system provided with the gas permeation unit 300, which serves as the gas adsorption unit, removes the carbon dioxide contained in the biogas by using a gas permeable membrane device to obtain high purity bio. Gas can be prepared. Here, the membrane device is a device that passes only the methane gas by adjusting the size of the pores of the separator through which the biogas passes through the particle size of the methane gas and carbon dioxide contained in the biogas.

또한, 도시되어 있지는 않지만, 상술한 기체흡착부와 같은 역할을 하는 기체흡수부(300)를 설치한 고순도 바이오가스 정제시스템은, 습식세정기를 이용하여 바이오가스 내에 포함되어 있는 이산화탄소를 흡수제에 의하여 흡수용해시켜 제거하여 고순도의 바이오가스를 제조할 수 있다. 이때, 습식세정기는 물(H2O)을 이산화탄소 흡수제로 사용하는 습식세정기(Wet Scrubber)와, 아민계 이산화탄소 흡수제를 이산화탄소 흡수제로 사용하는 아민세정기(Amine Scrubber)가 사용될 수 있다. In addition, although not shown, the high-purity biogas purification system provided with the gas absorption unit 300 serving as the above-described gas adsorption unit, absorbs the carbon dioxide contained in the biogas by the absorbent using a wet cleaner. It can be dissolved and removed to prepare a high purity biogas. In this case, the wet scrubber may be a wet scrubber using water (H 2 O) as a carbon dioxide absorbent, and an amine scrubber using an amine-based carbon dioxide absorbent as a carbon dioxide absorbent.

습식세정기(Wet Scrubber)는, 전처리부(200)에 의하여 처리된 바이오가스를 순환냉각수에 접촉시켜 이산화탄소를 정제(Stripping)시키게 된다. 이때, 습식세정기를 통과한 바이오가스는 건조된 후, 충전소에 공급된다. The wet scrubber contacts the circulating cooling water with the biogas treated by the pretreatment unit 200 to purify carbon dioxide. At this time, the biogas passing through the wet cleaner is dried and then supplied to the filling station.

또한, 아민세정기(Amine Scrubber)는 전처리부(200)에 의하여 처리된 바이오가스를 순환냉각수에 접촉시킨 다음, 열을 가하여 이산화탄소를 배출시키게 된다. 이때, 아민세정기를 통과한 바이오가스는 건조 및 압축과정을 거친 후에 충전소에 공급된다.In addition, the amine scrubber contacts the circulating cooling water with the biogas treated by the pretreatment unit 200, and then heats to discharge carbon dioxide. At this time, the biogas passing through the amine cleaner is supplied to the filling station after the drying and compression process.

따라서, 이러한 기체흡착부 또는 기체흡수부 또는 기체투과부(300)를 거친 바이오가스는, 99%정도의 고순도의 메탄가스 성분을 함유하게 되어, 고순도의 메탄가스 성분을 필요로 하는 도시가스 또는 가스보일러의 에너지원으로 사용될 수 있다. 나아가, 이러한 저가이자 고효율의 특성을 가지는 고품질의 바이오가스를 도시가스 또는 가스보일러의 에너지원으로 사용할 수 있다.Therefore, the biogas which has passed through the gas adsorption unit or the gas absorption unit or the gas permeation unit 300 contains about 99% of the high purity methane gas component, and the city gas or the gas boiler which requires the high purity methane gas component. Can be used as an energy source. Furthermore, high quality biogas having such low cost and high efficiency characteristics may be used as an energy source of city gas or gas boiler.

도 2a 내지 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 고순도 바이오가스 정제방법을 나타내는 도면이다. 즉, 도 2a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 고순도 바이오가스 정제방법을 나타내는 순서도이고, 도 2b는 도 2a의 (d)단계에서 제거된 이산화탄소의 처리방법을 나타내는 순서도이며, 도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 고순도 바이오가스 정제방법을 나타내는 순서도이고, 도 4는 도 2a 및 도 3의 전처리과정을 나타내는 순서도이다.2a to 4 is a view showing a high purity biogas purification method according to another embodiment of the present invention. That is, Figure 2a is a flow chart showing a high purity biogas purification method according to another embodiment of the present invention, Figure 2b is a flow chart showing a method of treating carbon dioxide removed in step (d) of Figure 2a, Figure 3 4 is a flowchart illustrating a method of purifying a high purity biogas according to another embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a flowchart illustrating a pretreatment process of FIGS. 2A and 3.

도 2a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 고순도 바이오가스 정제방법은, (a)바이오가스를 발생시키는 가스발생단계(S100), (b)상기 발생된 바이오가스를 가스연료로서 사용할 수 있도록 상기 바이오가스 내에 포함되어있는 수분, 황화수소성분(H2S) 및 실록산(Siloxane) 성분을 제거하는 전처리단계(S200), (c)상기 (b)단계(S200)를 거친 바이오가스를 승압시키는 압축단계(S300), (d)상기 (c)단계(S300)를 거친 바이오가스 내에 포함되어있는 이산화탄소를 PSA공법을 이용하여 제거하는 기체흡착단계(S400), (e)상기 (d)단계(S400)를 거친 바이오가스를 저장하는 저장단계(S500)를 포함한다.As shown in Figure 2a, a high-purity biogas purification method according to another embodiment of the present invention, (a) a gas generation step of generating biogas (S100), (b) the generated biogas as gas fuel The biogas that has undergone the pre-treatment step (S200), (c) the step (b) (S200) to remove the water, hydrogen sulfide component (H 2 S) and siloxane (Siloxane) components contained in the biogas to be used. Compression step of boosting (S300), (d) the gas adsorption step (S400), (e) the (c) to remove the carbon dioxide contained in the biogas passed through the step (c) (S300) using the PSA method It includes a storage step (S500) for storing the biogas passed through step (S400).

따라서, 상기와 같은 과정을 거친 바이오가스는, 바이오가스 내에 포함되어있는 이산화탄소를 PSA공법을 이용하여 제거하여 99%정도의 고순도의 바이오가스(즉, 메탄가스) 성분을 함유하게 됨으로써, 고순도의 바이오가스 성분을 필요로 하는 도시가스 또는 가스보일러의 에너지원으로 사용될 수 있다.Therefore, the biogas, which has undergone the above process, contains about 99% of high purity biogas (ie, methane gas) by removing carbon dioxide contained in the biogas using the PSA method. It can be used as an energy source for city gas or gas boilers that require gas components.

도 2b에 도시된 바와 같이, 도 2a의 (d)단계에서 제거된 이산화탄소의 처리방법은, (d-1)상기 (d)단계(S400)에서 제거된 이산화탄소를 공급받아 외부로 배출시키는 배출단계(S410), (d-2)상기 (d-1)단계(S410)에서 배출된 이산화탄소를 승압시키는 압축단계(S420), (d-3)상기 (d-2)단계(S420)에서 승압된 이산화탄소를 저장하는 저장단계(S430)를 포함한다.As shown in Figure 2b, the treatment method of carbon dioxide removed in step (d) of Figure 2a, (d-1) the discharge step of receiving the carbon dioxide removed in step (d) (S400) and discharged to the outside (S410), (d-2) Compression step for boosting the carbon dioxide discharged in the step (d-1) (S410) (S420), (d-3) Stepped up in the step (d-2) (S420) It includes a storage step (S430) for storing the carbon dioxide.

상기와 같은 과정을 통하여 바이오가스로부터 제거된 이산화탄소는, 별도의 저장탱크에 회수 및 저장되어 소화 또는 냉각 등의 다른 용도로 사용될 수도 있다.Carbon dioxide removed from the biogas through the above process, may be recovered and stored in a separate storage tank may be used for other purposes such as digestion or cooling.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 고순도 바이오가스 정제방법은, (a)바이오가스를 발생시키는 가스발생단계(S100a), (b)상기 발생된 바이오가스를 가스연료로서 사용할 수 있도록 상기 바이오가스 내에 포함되어있는 수분, 황화수소성분(H2S) 및 실록산(Siloxane) 성분을 제거하는 전처리단계(S200a), (c)상기 (b)단계(S200a)를 거친 바이오가스를 승압시키는 압축단계(S300a), (d)상기 (c)단계(S300a)를 거친 바이오가스 내에 포함되어있는 이산화탄소를 습식세정법 또는 아민세정법을 이용하여 제거하는 기체흡수단계(S400a), (e)상기 (d)단계(S400a)를 거친 바이오가스를 저장하는 저장단계(S500a)를 포함한다.As shown in Figure 3, the high purity biogas purification method according to another embodiment of the present invention, (a) gas generation step of generating a biogas (S100a), (b) the generated biogas gas fuel Biogas that passed through the pre-treatment step (S200a), (c) step (b) (S200a) to remove the water, hydrogen sulfide component (H 2 S) and siloxane (Siloxane) components contained in the biogas to be used as Compression step to boost the pressure (S300a), (d) the gas absorption step (S400a), (e) to remove the carbon dioxide contained in the biogas passed through the step (c) (S300a) using a wet cleaning method or an amine cleaning method (e) It includes a storage step (S500a) for storing the biogas passed through the step (d) (S400a).

따라서, 상기와 같은 과정을 거친 바이오가스는, 바이오가스 내에 포함되어있는 이산화탄소를 습식세정법 또는 아민세정법을 이용하여 제거하여 99%정도의 고순도의 메탄가스 성분을 함유하게 됨으로써, 고순도의 메탄가스 성분을 필요로 하는 도시가스 또는 가스보일러의 에너지원으로 사용될 수 있다.Therefore, the biogas, which has undergone the above process, removes the carbon dioxide contained in the biogas using a wet cleaning method or an amine cleaning method to contain a high purity methane gas component of about 99%, thereby providing a high purity methane gas component. It can be used as energy source of city gas or gas boiler as needed.

한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 도 2a 및 도 3의 (b)전처리단계(S200, S200a)는, (b-1)혐기성 소화부로부터 공급된 바이오가스의 수분을 제거하는 단계(S210), (b-2)상기 수분이 제거된 바이오가스의 황화수소(H2S) 성분을 제거하는 단계(S220), (b-3)상기 황화수소 성분이 제거된 바이오가스를 승압시키는 단계(S230), (b-4)상기 승압된 바이오가스의 미세분진 및 불순물을 제거하는 단계(S240), (b-5)상기 미세분진 및 불순물이 제거된 바이오가스의 온도를 소정의 온도 이하로 냉각시키는 단계(S250); (b-6)상기 온도가 냉각된 바이오가스의 수분을 제거하는 단계(S260), (b-7)상기 수분이 제거된 바이오가스를 상기 승압된 바이오가스와 열교환시켜 상기 수분이 제거된 바이오가스의 온도를 소정 온도 이상으로 상승시키는 단계(S270), (b-8)상기 온도가 상승된 바이오가스의 실록산(Siloxane) 성분을 제거하는 단계(S280), (b-9)상기 실록산 성분이 제거된 바이오가스의 미세분진 및 불순물을 제거하는 단계(S290)를 포함한다.On the other hand, as shown in Figure 4, (b) pretreatment steps (S200, S200a) of Figures 2a and 3, step (b-1) removing the moisture of the biogas supplied from the anaerobic digestion (S210) (b-2) removing the hydrogen sulfide (H 2 S) component of the biogas from which the water is removed (S220), (b-3) boosting the biogas from which the hydrogen sulfide component is removed (S230), (b-4) removing fine dust and impurities of the boosted biogas (S240), (b-5) cooling the temperature of the biogas from which the fine dust and impurities have been removed to a predetermined temperature or less ( S250); (b-6) removing the moisture of the cooled biogas (S260), (b-7) exchanging the biogas from which the moisture has been removed with the boosted biogas to remove the moisture from the biogas The step of raising the temperature of the temperature above a predetermined temperature (S270), (b-8) removing the siloxane (Siloxane) component of the biogas is raised temperature (S280), (b-9) the siloxane component is removed It includes a step (S290) of removing the fine dust and impurities of the biogas.

따라서, 상기와 같은 과정을 거친 바이오가스는, 바이오가스 중에 함유되어있는 황화수소 및 실록산을 경제적인 정제공정을 통하여 황화수소 및 실록산의 2차 정제 없이 제거하고 있기 때문에, 바이오가스 중 메탄성분의 함유량을 높일 수 있다.Therefore, the biogas, which has undergone the above process, removes hydrogen sulfide and siloxane contained in the biogas without secondary purification of hydrogen sulfide and siloxane through an economical purification process, thereby increasing the content of methane component in the biogas. Can be.

상기한 바와 같이, 본 고순도 바이오가스 정제시스템 및 바이오가스 정제방법에 의하면, 바이오가스 중에 함유되어있는 이산화탄소를 PSA공법 또는 멤브레인공법 또는 습식세정법을 이용하여 제거하여 효율적으로 정제하는 것에 의하여, 함유된 메탄가스의 순도를 최대한 높일 수 있고, 연소 시의 에너지 전환율이 우수한 고품질의 바이오가스를 생산할 수 있다. 또한, 본 고순도 바이오가스 정제시스템 및 바이오가스 정제방법에 의하면, 발열량이 높은 저가의 고효율의 메탄가스를 에너지원으로 공급할 수 있게 된다.As described above, according to the high-purity biogas purification system and the biogas purification method, the methane contained by removing carbon dioxide contained in the biogas efficiently using PSA method, membrane method, or wet cleaning method for efficient purification. It is possible to increase the purity of the gas as much as possible, and to produce high quality biogas with excellent energy conversion rate during combustion. In addition, according to the high purity biogas purification system and the biogas purification method, it is possible to supply low-cost, high-efficiency methane gas having a high calorific value as an energy source.

이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.As described above, it is to be understood that the technical structure of the present invention can be embodied in other specific forms without departing from the spirit and essential characteristics of the present invention.

그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타나며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Therefore, the exemplary embodiments described above are to be understood as illustrative and not restrictive in all respects, and the scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the detailed description, and the meaning and scope of the claims and their All changes or modifications derived from equivalent concepts should be construed as being included in the scope of the present invention.

Claims (11)

바이오가스를 발생시키는 혐기성 소화부(100);
상기 혐기성 소화부(100)에서 발생된 바이오가스를 가스연료로서 사용할 수 있도록 상기 바이오가스 내에 포함되어있는 수분, 황화수소성분(H2S) 및 실록산(Siloxane) 성분을 제거하는 전처리부(200); 및
상기 전처리부(200)를 거친 바이오가스 내에 포함되어있는 이산화탄소를 흡착제(Molecular Sieve)를 통하여 제거하는 기체흡착부(300);를 포함하는 것을 특징으로 하는 고순도 바이오가스 정제시스템.Anaerobic digestion unit 100 for generating a biogas;
A pretreatment unit 200 for removing water, hydrogen sulfide component (H 2 S) and siloxane (Siloxane) components contained in the biogas so that the biogas generated in the anaerobic digestion unit 100 can be used as a gas fuel; And
And a gas adsorption unit (300) for removing carbon dioxide contained in the biogas that has passed through the pretreatment unit (200) through an adsorbent (Molecular Sieve). 제1항에 있어서,
상기 전처리부(200)와 상기 기체흡착부(300) 사이에는 상기 전처리부(200)를 거친 바이오가스를 승압시켜 상기 기체흡착부(300)로 공급하는 압축기(290)가 설치되고,
상기 기체흡착부(300)의 후단에는 상기 기체흡착부(300)를 거친 바이오가스를 저장하는 저장탱크(310)가 설치되는 것을 특징으로 하는 고순도 바이오가스 정제시스템.The method of claim 1,
A compressor 290 is provided between the pretreatment unit 200 and the gas adsorption unit 300 to boost the biogas passed through the pretreatment unit 200 and supply the biogas to the gas adsorption unit 300.
High purity biogas purification system, characterized in that the storage tank 310 for storing the biogas passed through the gas adsorption unit 300 is installed at the rear end of the gas adsorption unit 300. 제1항에 있어서,
상기 기체흡착부(300)의 후단에는,
상기 기체흡착부(300)에 의하여 제거된 이산화탄소를 공급받아 외부로 배출시키는 배기진공펌프(400);
상기 배기진공펌프(400)로부터 배출된 이산화탄소를 승압시키는 압축기(500); 및
상기 압축기(500)에 의하여 압축된 이산화탄소를 저장하는 저장탱크(600);가 설치되는 것을 특징으로 하는 고순도 바이오가스 정제시스템.The method of claim 1,
At the rear end of the gas adsorption unit 300,
An exhaust vacuum pump 400 which receives the carbon dioxide removed by the gas adsorption unit 300 and discharges it to the outside;
A compressor (500) for boosting carbon dioxide discharged from the exhaust vacuum pump (400); And
High-purity biogas purification system, characterized in that installed; storage tank (600) for storing the carbon dioxide compressed by the compressor (500). 바이오가스를 발생시키는 혐기성 소화부(100);
상기 혐기성 소화부(100)에서 발생된 바이오가스를 가스연료로서 사용할 수 있도록 상기 바이오가스 내에 포함되어있는 수분, 황화수소성분(H2S) 및 실록산(Siloxane) 성분을 제거하는 전처리부(200); 및
상기 전처리부(200)를 거친 바이오가스 내에 포함되어있는 이산화탄소를 외부로 배출하는 기체 투과성 멤브레인장치를 포함하는 기체투과부(300);를 포함하는 것을 특징으로 하는 고순도 바이오가스 정제시스템.Anaerobic digestion unit 100 for generating a biogas;
A pretreatment unit 200 for removing water, hydrogen sulfide component (H 2 S) and siloxane (Siloxane) components contained in the biogas so that the biogas generated in the anaerobic digestion unit 100 can be used as a gas fuel; And
And a gas permeation part (300) comprising a gas permeable membrane device for discharging carbon dioxide contained in the biogas passed through the pretreatment part (200) to the outside. 바이오가스를 발생시키는 혐기성 소화부(100);
상기 혐기성 소화부(100)에서 발생된 바이오가스를 가스연료로서 사용할 수 있도록 상기 바이오가스 내에 포함되어있는 수분, 황화수소성분(H2S) 및 실록산(Siloxane) 성분을 제거하는 전처리부(200); 및
상기 전처리부(200)를 거친 바이오가스 내에 포함되어있는 이산화탄소를 흡수제에 흡수용해시키는 습식세정기를 포함하는 기체흡수부(300);를 포함하는 것을 특징으로 하는 고순도 바이오가스 정제시스템.Anaerobic digestion unit 100 for generating a biogas;
A pretreatment unit 200 for removing water, hydrogen sulfide component (H 2 S) and siloxane (Siloxane) components contained in the biogas so that the biogas generated in the anaerobic digestion unit 100 can be used as a gas fuel; And
And a gas absorber (300) comprising a wet cleaner for absorbing and dissolving carbon dioxide contained in the biogas passed through the pretreatment unit (200) into an absorbent. 제5항에 있어서,
상기 흡수제는, 물(H20) 또는 아민계 이산화탄소 흡수제인 것을 특징으로 하는 고순도 바이오가스 정제시스템.The method of claim 5,
The absorbent is a high purity biogas purification system, characterized in that the water (H 2 O) or amine-based carbon dioxide absorbent. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전처리부(200)는, 제1 열교환기(210), 탈황기(220), 압축기(230), 제1 필터(240), 제2 열교환기(250), 제3 열교환기(260), 실록산제거기(270) 및 제2 필터(280)가 차례로 설치되되,
상기 혐기성 소화부(100)로부터 공급된 바이오가스의 수분을 상기 제1 열교환기(210)를 통하여 제거하며, 상기 수분이 제거된 바이오가스 내에 포함되어 있는 황화수소(H2S) 성분을 상기 탈황기(220)를 통하여 제거하고, 상기 황화수소 성분이 제거된 바이오가스를 상기 압축기(230)를 통하여 승압시키며, 상기 승압된 바이오가스의 미세분진 및 불순물을 상기 제1 필터(240)를 통하여 제거하고, 상기 미세분진 및 불순물이 제거된 바이오가스의 온도를 상기 제2 열교환기(250)를 통하여 소정의 온도 이하로 냉각시키며, 상기 온도가 냉각된 바이오가스의 수분을 상기 제3 열교환기(260)를 통하여 제거시키고, 상기 수분이 제거된 바이오가스를 상기 승압된 바이오가스와 상기 제2 열교환기(250)를 통하여 열교환시켜 상기 수분이 제거된 바이오가스의 온도를 소정 온도 이상으로 상승시키며, 상기 온도가 상승된 바이오가스의 실록산(Siloxane) 성분을 상기 실록산제거기(270)를 통하여 제거하고, 상기 실록산 성분이 제거된 바이오가스의 미세분진 및 불순물을 상기 제2 필터(280)를 통하여 제거하는 것을 특징으로 하는 고순도 바이오가스 정제시스템.The method according to any one of claims 1 to 5,
The pretreatment unit 200 may include a first heat exchanger 210, a desulfurizer 220, a compressor 230, a first filter 240, a second heat exchanger 250, a third heat exchanger 260, The siloxane remover 270 and the second filter 280 are sequentially installed,
The water of the biogas supplied from the anaerobic digestion unit 100 is removed through the first heat exchanger 210 and the hydrogen sulfide (H 2 S) component contained in the biogas from which the water is removed is desulfurizer. Removing through the 220, boosting the biogas from which the hydrogen sulfide component is removed through the compressor 230, removing fine dust and impurities of the boosted biogas through the first filter 240, and The temperature of the biogas from which the fine dust and impurities have been removed is cooled to a temperature below a predetermined temperature through the second heat exchanger 250, and the moisture of the cooled biogas is cooled to the third heat exchanger 260. And heat exchange the biogas from which the moisture has been removed through the boosted biogas and the second heat exchanger 250 to turn on the temperature of the biogas from which the moisture has been removed. Above the degree, the siloxane (Siloxane) component of the biogas of which the temperature is raised is removed through the siloxane remover 270, and the fine dust and impurities of the biogas from which the siloxane component is removed are removed from the second filter ( High purity biogas purification system, characterized in that the removal through. (a)바이오가스를 발생시키는 가스발생단계(S100);
(b)상기 발생된 바이오가스를 가스연료로서 사용할 수 있도록 상기 바이오가스 내에 포함되어있는 수분, 황화수소성분(H2S) 및 실록산(Siloxane) 성분을 제거하는 전처리단계(S200):
(c)상기 (b)단계(S200)를 거친 바이오가스를 승압시키는 압축단계(S300);
(d)상기 (c)단계(S300)를 거친 바이오가스 내에 포함되어있는 이산화탄소를 PSA공법을 이용하여 제거하는 기체흡착단계(S400); 및
(e)상기 (d)단계(S400)를 거친 바이오가스를 저장하는 저장단계(S500);를 포함하는 것을 특징으로 하는 고순도 바이오가스 정제방법.(a) generating gas (S100) for generating biogas;
(b) a pretreatment step (S200) of removing water, hydrogen sulfide (H 2 S) and siloxane (Siloxane) components contained in the biogas so that the generated biogas can be used as gas fuel;
(c) a compression step (S300) of boosting the biogas having passed through step (b) (S200);
(d) a gas adsorption step (S400) of removing carbon dioxide contained in the biogas passed through step (c) (S300) using the PSA method; And
(e) a storage step (S500) of storing the biogas having passed through the step (d) (S400); high purity biogas purification method comprising a. 제8항에 있어서,
상기 (d)단계(S400)는,
(d-1)상기 제거된 이산화탄소를 공급받아 외부로 배출시키는 배출단계(S410);
(d-2)상기 배출된 이산화탄소를 승압시키는 압축단계(S420); 및
(d-3)상기 (d-2)단계(S420)에서 승압된 이산화탄소를 저장하는 저장단계(S430);를 포함하는 것을 특징으로 하는 고순도 바이오가스 정제방법.The method of claim 8,
Step (d) (S400),
(d-1) a discharge step of receiving the removed carbon dioxide and discharging it to the outside (S410);
(d-2) a compression step (S420) of boosting the discharged carbon dioxide; And
(d-3) a storage step (S430) for storing the carbon dioxide boosted in the step (d-2) (S420); high purity biogas purification method comprising a. (a)바이오가스를 발생시키는 가스발생단계(S100a);
(b)상기 발생된 바이오가스를 가스연료로서 사용할 수 있도록 상기 바이오가스 내에 포함되어있는 수분, 황화수소성분(H2S) 및 실록산(Siloxane) 성분을 제거하는 전처리단계(S200a):
(c)상기 (b)단계(S200a)를 거친 바이오가스를 승압시키는 압축단계(S300a);
(d)상기 (c)단계(S300a)를 거친 바이오가스 내에 포함되어있는 이산화탄소를 습식세정법 또는 아민세정법을 이용하여 제거하는 기체흡수단계(S400a); 및
(e)상기 (d)단계(S400a)를 거친 바이오가스를 저장하는 저장단계(S500a);를 포함하는 것을 특징으로 하는 고순도 바이오가스 정제방법.(a) generating gas (S100a) for generating biogas;
(b) a pretreatment step (S200a) of removing water, hydrogen sulfide (H 2 S) and siloxane (Siloxane) components contained in the biogas so that the generated biogas can be used as gas fuel;
(c) a compression step (S300a) for boosting the biogas having passed through step (b) (S200a);
(d) a gas absorption step (S400a) of removing carbon dioxide contained in the biogas passed through step (c) (S300a) using a wet cleaning method or an amine cleaning method; And
(e) a storage step (S500a) of storing the biogas having passed the step (d) (S400a); high purity biogas purification method comprising a. 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 (b)단계(S200, S200a)는,
(b-1)혐기성 소화부로부터 공급된 바이오가스의 수분을 제거하는 단계(S210);
(b-2)상기 수분이 제거된 바이오가스의 황화수소(H2S) 성분을 제거하는 단계(S220);
(b-3)상기 황화수소 성분이 제거된 바이오가스를 승압시키는 단계(S230);
(b-4)상기 승압된 바이오가스의 미세분진 및 불순물을 제거하는 단계(S240);
(b-5)상기 미세분진 및 불순물이 제거된 바이오가스의 온도를 소정의 온도 이하로 냉각시키는 단계(S250);
(b-6)상기 온도가 냉각된 바이오가스의 수분을 제거하는 단계(S260);
(b-7)상기 수분이 제거된 바이오가스를 상기 승압된 바이오가스와 열교환시켜 상기 수분이 제거된 바이오가스의 온도를 소정 온도 이상으로 상승시키는 단계(S270);
(b-8)상기 온도가 상승된 바이오가스의 실록산(Siloxane) 성분을 제거하는 단계(S280); 및
(b-9)상기 실록산 성분이 제거된 바이오가스의 미세분진 및 불순물을 제거하는 단계(S290);를 포함하는 것을 특징으로 하는 고순도 바이오가스 정제방법.The method according to any one of claims 8 to 10,
Step (b) (S200, S200a),
(b-1) removing water of the biogas supplied from the anaerobic digestion unit (S210);
(b-2) removing the hydrogen sulfide (H 2 S) component of the biogas from which the water is removed (S220);
(b-3) boosting the biogas from which the hydrogen sulfide component has been removed (S230);
(b-4) removing fine dust and impurities of the boosted biogas (S240);
(b-5) cooling the temperature of the biogas from which the fine dust and impurities have been removed (S250);
(b-6) removing the moisture of the cooled biogas (S260);
(b-7) heat-exchanging the biogas from which the moisture is removed with the boosted biogas to raise the temperature of the biogas from which the moisture has been removed (S270);
(b-8) removing the siloxane component of the biogas at which the temperature is increased (S280); And
(b-9) removing the fine dust and impurities of the biogas from which the siloxane component has been removed (S290); high purity biogas purification method comprising a.
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