KR20150080990A - 바이오 가스의 정제 시스템 및 그 제어방법 - Google Patents

바이오 가스의 정제 시스템 및 그 제어방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20150080990A
KR20150080990A KR1020140000505A KR20140000505A KR20150080990A KR 20150080990 A KR20150080990 A KR 20150080990A KR 1020140000505 A KR1020140000505 A KR 1020140000505A KR 20140000505 A KR20140000505 A KR 20140000505A KR 20150080990 A KR20150080990 A KR 20150080990A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
biogas
module
concentration
temperature
biomethane
Prior art date
Application number
KR1020140000505A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101604731B1 (ko
Inventor
이교성
오광석
이근우
연승현
민지홍
오영삼
김기동
최경식
최종수
Original Assignee
현대건설주식회사
한국가스공사
맑은서울자동차 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대건설주식회사, 한국가스공사, 맑은서울자동차 주식회사 filed Critical 현대건설주식회사
Priority to KR1020140000505A priority Critical patent/KR101604731B1/ko
Publication of KR20150080990A publication Critical patent/KR20150080990A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101604731B1 publication Critical patent/KR101604731B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C7/00—Purification; Separation; Use of additives
    • C07C7/12—Purification; Separation; Use of additives by adsorption, i.e. purification or separation of hydrocarbons with the aid of solids, e.g. with ion-exchangers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C7/00—Purification; Separation; Use of additives
    • C07C7/144—Purification; Separation; Use of additives using membranes, e.g. selective permeation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C9/00—Aliphatic saturated hydrocarbons
    • C07C9/02—Aliphatic saturated hydrocarbons with one to four carbon atoms
    • C07C9/04—Methane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

본 발명은, 바이오 가스에 포함된 이산화탄소 일부가 멤브레인에서 1차적으로 분리된 후, 상기 멤브레인에서 분리되지 않고 남은 이산화탄소가 압력변동흡착모듈에서 추가로 분리되도록 구성됨으로써, 고품질의 바이오 메탄의 생성이 가능할 뿐만 아니라, 상기 압력변동흡착모듈에서 분리해야하는 이산화탄소 양이 줄어들기 때문에, 상기 압력변동흡착모듈의 용량 및 설비 규모를 축소할 수 있으므로 건설비용을 절감할 수 있는 효과가 있다. 또한, 멤브레인을 통과한 바이오 메탄의 메탄 농도가 설정 농도 이상이면, 압력변동흡착모듈을 바이패스하도록 구성됨으로써, 바이오 메탄의 생산 시간을 단축할 수 있는 이점이 있다. 또한, 최초 유입되는 바이오 가스의 온도에 따라 냉각기를 작동시켜, 대기 온도나 바이오 가스의 온도 변화에 따른 정제 성능의 저하가 방지될 수 있으므로, 정제 성능이 향상되어 바이오 메탄의 생산량이 증가될 수 있고, 바이오 메탄의 품질도 보다 향상될 수 있다.

Description

바이오 가스의 정제 시스템 및 그 제어방법{Purification System of biogas and control method thereof}
본 발명은 바이오 가스의 정제시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 설비 비용을 절감하면서도 고품질의 메탄을 생산할 수 있는 바이오 가스의 정제시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 바이오매스 폐기물, 에너지 작물 및 하수 슬러지 등의 고농도 유기성 폐기물은 혐기성 소화조 등에서 바이오 가스를 생산한다. 상기 바이오매스 폐기물은 음식물 쓰레기, 가축분뇨, 도축 폐기물 및 POME(Palm Oil Mil Effluent) 등을 포함한다. 상기 바이오 가스의 주성분은 메탄과 이산화탄소이며, 황화수소(H2S)를 비롯한 암모니아, 수소, 질소, 휘발성 유기화합물 및 실록산 등의 불순물이 미량 포함되어 있다. 상기 바이오 가스 중에서 메탄(CH4)은 가연성 물질로 도시가스나 차량 연료 등의 에너지원으로 사용이 가능하다. 따라서, 상기 바이오 가스 중에 포함된 메탄 이외의 불순 물질을 제거하기 위한 바이오 가스의 정제기술에 대한 관심이 증가되고 있다. 상기 바이오 가스의 정제기술은, 상기 바이오 가스에 함유된 황화수소(H2S), 실록산, 수분, 미세입자 등 불순물을 제거하고, CO2분리를 통해 메탄(CH4)함량이 높은 고품질의 연료로 전환하여 차량 연료 및 도시가스로 활용하는 기술이다. 종래의 바이오 가스의 정제 시스템은, 상기 불순물을 제거하는 전처리 설비와, 이산화탄소를 분리하기 위해 압력변동흡착(PSA, Pressure Swing Adsorption) 설비로 구성된다.
그러나, 종래의 바이오 가스의 정제 시스템은, 상기 바이오 메탄의 생산 원가 중에서 정제를 위한 플랜트 건설비가 차지하는 비중이 매우 크므로, 상기 바이오 메탄의 생산 원가를 절감하기 위해서 플랜트 건설비를 절감해야 한다. 상기 플랜트 건설비를 절감하기 위해 상기 플랜트 규모를 축소할 경우, 상기 바이오 메탄의 순도가 하되는 문제점이 있다.
한국등록특허 10-0985911호
본 발명의 목적은, 바이오 메탄의 품질을 향상시킬 수 있으면서 비용도 절감할 수 있는 바이오 가스의 정제 시스템 및 그 제어방법을 제공하는 데 있다.
본 발명에 따른 바이오 가스의 정제 시스템은, 혐기성 소화조로부터 공급된 바이오 가스에 포함된 불순물을 정제하는 정제모듈과, 상기 정제모듈을 통과한 바이오 가스로부터 이산화탄소 일부를 분리하는 멤브레인과, 상기 멤브레인을 통과하면서 이산화탄소가 일부 분리된 바이오 가스로부터 이산화탄소를 추가적으로 분리하여 고순도의 바이오 메탄을 생성하는 압력변동흡착모듈을 포함한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 바이오 가스의 정제 시스템은, 혐기성 소화조로부터 공급된 바이오 가스에 포함된 불순물을 정제하는 정제모듈과, 상기 정제모듈을 통과한 바이오 가스로부터 이산화탄소 일부를 분리하는 멤브레인과, 상기 멤브레인을 통과하면서 이산화탄소가 일부 분리된 바이오 가스로부터 이산화탄소를 추가적으로 분리하여 고순도의 바이오 메탄을 생성하는 압력변동흡착모듈과, 상기 혐기성 소화조에서 공급되는 바이오 가스의 온도를 감지하는 온도 감지모듈과, 상기 혐기성 소화조로부터 공급되는 바이오 가스의 메탄 농도를 감지하는 제1농도 감지모듈과, 상기 멤브레인에서 분리된 바이오 가스의 메탄 농도를 감지하는 제2농도 감지모듈과, 상기 정제모듈에 구비되어 바이오 가스를 냉각시키는 냉각기와, 상기 온도 감지모듈에서 감지된 바이오 가스의 온도가 설정 온도 이상면 상기 냉각기를 작동시키고, 상기 제1농도 감지모듈에서 감지된 메탄 농도가 제1설정농도 미만이면 상기 압력변동흡착모듈의 사이클 타임을 감소시키며, 상기 제2농도 감지모듈에서 감지된 메탄 농도가 제2설정 농도 이상이면 상기 압력변동흡착모듈을 바이패스시키는 제어모듈을 포함한다.
본 발명에 따른 바이오 가스의 정제 시스템의 제어방법은, 혐기성 소화조로부터 유입되는 바이오 가스를 정제하는 정제단계와, 상기에서 정제된 바이오 가스를 멤브레인을 통과시켜 이산화탄소를 1차적으로 분리하는 분리단계와, 상기 분리단계에서 분리된 바이오 가스를 압력변동흡착방식을 이용해 이산화탄소를 2차적으로 분리하여 바이오 메탄을 생성하는 흡착단계를 포함한다.
본 발명은, 바이오 가스에 포함된 이산화탄소 일부가 멤브레인에서 1차적으로 분리된 후, 상기 멤브레인에서 분리되지 않고 남은 이산화탄소가 압력변동흡착모듈에서 추가로 분리되도록 구성됨으로써, 고품질의 바이오 메탄의 생성이 가능할 뿐만 아니라, 상기 압력변동흡착모듈에서 분리해야하는 이산화탄소 양이 줄어들기 때문에, 상기 압력변동흡착모듈의 용량 및 설비 규모를 축소할 수 있으므로 건설비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
또한, 멤브레인을 통과한 바이오 메탄의 메탄 농도가 설정 농도 이상이면, 압력변동흡착모듈을 바이패스하도록 구성됨으로써, 바이오 메탄의 생산 시간을 단축할 수 있는 이점이 있다.
또한, 바이오 가스의 메탄 농도에 따라 흡착모듈의 작동을 제어하고, 메탄 농도 미달시 생성된 바이오 메탄을 회수하여 재순환시킴으로써, 최종 생산된 바이오 메탄의 품질이 보다 향상될 수 있다.
또한, 최초 유입되는 메탄 함유량이 낮은 경우, 바이오 메탄을 회수하여 재순환시켜 고품질의 바이오 메탄의 생산이 가능하기 때문에, 정제장치의 운전 범위가 확대될 수 있으므로, 바이오 메탄의 생산량이 증가될 수 있을 뿐만 아니라 바이오 메탄의 품질도 보다 향상될 수 있다.
또한, 최초 유입되는 바이오 가스의 온도에 따라 냉각기를 작동시켜, 대기 온도나 바이오 가스의 온도 변화에 따른 정제 성능의 저하가 방지될 수 있으므로, 정제 성능이 향상되어 바이오 메탄의 생산량이 증가될 수 있고, 바이오 메탄의 품질도 보다 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오 가스의 정제 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 바이오 가스의 정제 시스템의 제어방법이 도시된 순서도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 바이오 가스의 정제 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 4는 도 3에 도시된 바이오 가스의 정제 시스템의 제어방법이 도시된 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 바이오 가스의 정제 시스템에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오 가스의 정제 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오 가스의 정제 시스템은, 혐기성 소화조(2), 블로워(10), 정제모듈(20), 멤브레인(30), 압력변동흡착모듈(40), 농도감지모듈(50) 및 제어모듈(미도시)을 포함한다.
상기 혐기성 소화조(2)는, 바이오매스 폐기물, 에너지 작물 및 하수 슬러지 등의 고농도 유기성 폐기물을 처리하는 데 사용되는 탱크이다. 상기 혐기성 소화조(2)는, 상기 유기성 폐기물을 발효시켜 메탄, 이산화탄소, 황화수소 및 실록산 등을 포함하는 바이오 가스(Bio gas)를 생산한다.
상기 블로워(10)는, 상기 혐기성 소화조(2)에서 생산된 가스를 상기 정제모듈(20)로 공급하는 장치이다.
상기 정제모듈(20)은, 상기 블로워(10)에 의해 공급된 바이오 가스에 포함된 수분, 황화수소 및 실록산 등의 불순물을 정제하는 장치이다. 상기 정제모듈(20)은, 탈황탑(21), 압축기(22), 건조기(23) 및 실록산 제거탑(24)을 포함한다.
상기 탈황탑(21)은, 상기 바이오 가스에 포함된 황화수소(H2S)를 제거하는 장치이고, 습식 탈황 장치와 건식 탈황 장치 중 어느 하나가 사용될 수 있다.
상기 압축기(22)는, 황화수소 성분이 제거된 바이오 가스를 승압시킨다.
상기 건조기(23)는 상기에서 승압된 바이오 가스의 수분을 제거한다.
상기 실록산 제거탑(24)은, 상기에서 수분이 제거된 바이오 가스에 포함된 실록산을 제거한다.
상기 멤브레인(Membrane)(30)은, 상기 실록산 제거탑(24)에서 나온 바이오 가스가 투과하도록 형성된 막이고, 상기 바이오 가스에서 주로 이산화탄소가 분리된다. 상기 멤브레인(30)을 통과하면서 이산화탄소가 분리되어 저순도의 바이오 메탄이 생성된다. 상기 멤브레인(30)에는 분리된 상기 이산화탄소를 포함한 배출가스(이하, 이산화탄소라 칭함)를 외부로 배출하는 이산화탄소 배출관이 연결되고, 상기 이산화탄소 배출관에는 상기 이산화탄소의 배출을 제어하는 이산화탄소 배출밸브(64)가 설치된다. 또한, 상기 멤브레인(30)에는 후술하는 농도감지모듈(50)에서 감지된 메탄의 농도에 따라 후술하는 압력변동흡착모듈(40)을 바이패스하기 위한 바이패스 배관이 연결되고, 상기 바이패스 배관에는 바이패스 밸브(61)가 설치된다.
상기 압력변동흡착모듈(PSA)(40)은 흡착탑이라고도 하며, 복수의 흡착탑들로 구성된다. 상기 압력변동흡착모듈(40)은, 압력변동을 통해 기체 혼합물로부터 특정 성분을 분리하거나 제거시켜 기체를 분리, 정제하는 데 사용되는 방법이 이용된다. 탄소분자흡착체(CMS, Carbon Molecular Sieve)로 채워진 흡착베드를 혼합기체가 고압상태로 통과하면서 선택도가 높은 성분들이 우선 흡착하게 되고, 나머지 성분들은 흡착베드 밖으로 배출된다. 흡착된 성분들을 제거하기 위해 흡착베드내의 압력을 떨어뜨려 재생하게 된다. 즉, 상기 압력변동흡착모듈(40)은 가압, 생산, 감압 및 재생 단계를 수행하게 된다. 본 실시예에서는, 상기 압력변동흡착모듈(40)에서 이산화탄소가 흡착되어, 이산화탄소가 제거된 고순도의 바이오 메탄이 생산될 수 있다. 상기 압력변동흡착모듈(40)을 통과한 고순도의 바이오 메탄에서 메탄의 비율은 약 95%이상이고, 이산화탄소의 비율은 약5%이하이다.
상기 압력변동흡착모듈(40)에서 상기 흡착베드에 흡착된 이산화탄소를 포함하는 잔존가스인 벤트 가스(Vent gas)를 외부로 배출한다. 상기 압력변동흡착모듈(40)에는 상기 벤트 가스가 배출되는 벤트 가스 배출관이 연결되고, 상기 벤트 가스 배출관에는 상기 벤트 가스의 배출을 제어하는 벤트 가스 배출밸브(66)가 설치된다.
또한, 상기 압력변동흡착모듈(40)의 전체 프로세스에서 기쳬를 순환시킬 때 순환류인 바이오 가스 중의 불필요 성분이 축적하는 것을 방지하기 위해 순환류의 일부를 간헐적 혹은 연속적으로 외부로 방출하는 퍼지 공정이 수행된다. 상기 퍼지 공정에서 외부로 방출되는 가스를 퍼지 가스(Purge gas)이다. 상기 압력변동흡착모듈(40)에는 상기 퍼지 가스가 배출되는 퍼지 가스 배출관이 연결되고, 상기 퍼지 가스 배출관에는 상기 퍼지 가스의 배출을 제어하는 퍼지가스 배출밸브(65)가 구비된다. 상기 벤트 가스 배출관과 상기 퍼지 가스 배출관은 상기 이산화탄소 배출관과 합지되어 외부로 함께 배출되는 것으로 예를 들어 설명하나, 이에 한정되지 않고 각각 별도로 외부로 배출되는 것도 물론 가능하다.
상기 압력변동흡착모듈(40)에는 상기 고순도의 바이오 메탄을 배출하는 바이오 메탄 배출관이 연결되고, 상기 바이오 메탄 배출관은 상기 고순도의 바이오 메탄의 일부 또는 전체를 상기 블로워(10)의 입구로 재순환시키는 재순환 배관과, 상기 고순도의 바이오 메탄의 일부 또는 전체를 외부 저장탱크로 배출하는 저장탱크 배관으로 분기된다. 상기 재순환 배관에는 상기 고순도의 바이오 메탄의 재순환을 제어하는 재순환 밸브(62)가 설치되고, 상기 저장탱크 배관에는 상기 고순도의 바이오 메탄의 배출을 제어하는 저장탱크 밸브(63)가 설치된다. 상기 고순도의 바이오 메탄의 재순환은 후술하는 농도감지모듈(50)에서 감지된 메탄의 농도에 따라 제어될 수 있다. 도면부호 67은 상기 압력변동흡착모듈(40)로 유입되는 바이오 가스를 단속하는 밸브이다.
상기 농도감지모듈(50)은, 상기 멤브레인(30)에서 나온 저순도의 바이오 메탄의 메탄 농도를 측정하는 센서이다. 상기 농도감지모듈(50)은 상기 멤브레인(30)과 상기 압력변동흡착모듈(40)을 연결하는 배관에 설치된다. 다만, 이에 한정되지 않고, 상기 농도감지모듈(50)은, 상기 바이오 메탄 배출관에 설치되어 상기 압력변동흡착모듈(40)에서 배출되는 고순도의 바이오 메탄의 농도를 측정하는 센서를 더 포함하는 것도 물론 가능하다.
상기 제어모듈은, 상기 농도감지모듈(50)에서 감지된 메탄의 농도에 따라 상기 바이패스 밸브(61), 상기 재순환 밸브(62) 및 상기 저장탱크 밸브(63)의 개폐를 제어한다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오 가스의 정제 시스템의 제어방법을 설명하면, 다음과 같다.
도 2를 참조하면, 먼저 상기 블로워(10)가 작동되면, 상기 혐기성 소화조(2)로부터 바이오 가스가 유입된다. (S1)
상기 블로워(10)를 통해 유입된 바이오 가스는 상기 탈황탑(21)으로 공급되어, 상기 탈황탑(21)에서 황화수소 성분이 제거된다. (S2)
상기 탈황탑(21)에서 황화수소 성분이 제거된 바이오 가스는 상기 압축기(22)에서 압축된다.(S3)
상기 압축기(22)에서 압축된 바이오 가스는 상기 건조기(23)에서 수분이 제거된다.(S4)
상기 건조기(23)에서 수분이 제거된 바이오 가스는 상기 실록산 제거탑(24)에서 실록산이 제거된다. (S5) 상기 실록산 제거탑(24)에서 나온 바이오 가스에서 메탄의 비율은 약 60%이고, 이산화탄소의 비율은 약 40%이다. 상기 실록산 제거탑(24)에서 실록산이 제거된 바이오 가스는 상기 멤브레인(30)으로 유입된다.
상기 멤브레인(30)으로 유입된 바이오 가스는 상기 멤브레인(30)을 통과하면서 이산화탄소가 1차적으로 분리된다.(S6) 상기 멤브레인(30)에서는 상기 바이오 가스에 포함된 이산화탄소 일부가 분리되어, 저순도의 바이오 메탄이 생성된다. 상기 저순도의 바이오 메탄에서 메탄의 비율은 약 80%이고, 이산화탄소의 비율은 약 20%이다. 상기 멤브레인(30)에서 분리된 이산화탄소는 외부로 배출된다.
상기 농도감지모듈(50)에서는 상기 멤브레인(30)에서 나온 저순도의 바이오 메탄의 메탄 농도를 측정한다.
상기 제어모듈은, 상기 농도감지모듈(50)에서 측정한 저순도의 바이오 메탄 농도와 미리 설정된 설정 농도를 비교한다.(S7) 상기 제어모듈은, 상기 농도감지모듈(50)에서 측정한 농도가 상기 설정 농도 미만이면, 상기 바이패스 밸브(61)를 차폐하고, 상기 멤브레인(30)에서 나온 저순도의 바이오 메탄은 상기 압력변동흡착모듈(40)으로 유입된다.
상기 압력변동흡착모듈(40)에서는 상기 멤브레인(30)에서 분리되지 않고 남아있는 이산화탄소가 2차적으로 흡착 분리되어, 고순도의 바이오 메탄이 생성된다. (S8) 상기 압력변동흡착모듈(40)을 통과한 고순도의 바이오 메탄에서 메탄의 비율은 약 95%이상이고, 이산화탄소의 비율은 약5%이하이다.
상기 압력변동흡착모듈(40)에서 나온 고순도의 바이오 메탄 중 적어도 일부는 재순환될 수 있다. 본 실시예에서는, 생성된 바이오 메탄 중 적어도 일부가 상기 블로워(10)의 입구측으로 순환시키는 것으로 예를 들어 설명한다. 다만, 이에 한정되지 않고, 생성된 바이오 메탄 중 적어도 일부를 상기 블로워(10)와 상기 정제모듈(20) 사이 또는 상기 정제모듈(10)의 흡입측으로 순환시키는 것도 물론 가능하다. 또한, 본 실시예에서는, 상기 멤브레인(30)에서 나온 바이오 메탄의 메탄 농도를 측정하는 것으로 예를 들어 설명하였으나, 상기 혐기성 소화조(2)로 유입되는 바이오 가스의 메탄 농도 또는 상기 압력변동흡착모듈(40)에서 나온 바이오 메탄의 메탄 농도에 따라 재순환 여부를 결정하는 것도 물론 가능하다. (S9)
상기 바이오 메탄을 상기 블로워(10)의 입구측으로 재순환시키면, 유입되는 바이오 가스와 상기 바이오 메탄이 혼합되어 메탄 농도가 향상될 수 있다. 따라서, 상기 정제모듈(20)을 거친 후 생성되는 바이오 메탄의 품질이 보다 향상될 수 있다.
한편, 상기 농도감지모듈(50)에서 측정한 저순도의 바이오 메탄 농도가 미리 설정된 설정농도 이상이면, 상기 바이패스 밸브(61)를 개방하여, 상기 멤브레인(30)을 통과한 바이오 메탄이 상기 압력변동흡착모듈(40)을 바이패스할 수 있다. 상기 압력변동흡착모듈(40)을 바이패스하면, 바이오 메탄의 생산 공정이 줄어들어 시간 및 비용을 절감할 수 있다.
상기와 같이, 본 실시예에서는, 상기 멤브레인(30)에서 이산화탄소를 1차적으로 분리하여 저순도의 바이오 메탄을 생성한 후, 상기 압력변동흡착모듈(40)에서 상기 저순도의 바이오 메탄으로부터 이산화탄소를 2차적으로 분리하여 고순도의 바이오 메탄을 생성한다. 상기 압력변동흡착모듈(40)의 용량 및 설비 규모는 바이오 가스에 포함된 이산화탄소의 유량에 의해 결정되는 바, 본 발명에서는 이산화탄소가 1차적으로 분리된 저순도의 바이오 메탄이 상기 압력변동흡착모듈(40)로 유입되기 때문에, 상기 압력변동흡착모듈(40)의 설비 규모를 축소할 수 있다. 상기 압력변동흡착모듈(40)의 설비 규모를 축소시킬 수 있으므로, 건설비가 절감되어 바이오 메탄의 생산원가를 절감할 수 있다.
한편, 상기 실시예에 한정되지 않고, 상기 실록산 제거탑(24)의 출구에서 분기되어 상기 멤브레인(30)을 바이패스하는 바이패스유로를 더 포함하고, 상기 제어모듈은 상기 농도감지모듈(50)에서 측정한 저순도의 바이오 메탄 농도가 상기 설정농도 이상이면, 상기 실록산 제거탑(24)을 통과한 바이오 가스 중 일부 또는 전체가 상기 멤브레인(30)을 바이패스하도록 제어하는 것도 가능하다. 상기 실록산 제거탑(24)을 통과한 바이오 가스 중 일부만 상기 멤브레인(30)을 바이패스시킬 경우, 상기 멤브레인(30)을 바이패스한 바이오 가스는 상기 멤브레인(30)을 통과한 저순도의 바이오 메탄과 합류된다. 상기 멤브레인(30)을 바이패스할 경우, 상기 멤브레인(30)을 통과하면서 발생되는 압력 손실을 감소시켜 동력 비용을 저감시킬 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 바이오 가스의 정제 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 바이오 가스의 정제 시스템은, 제1농도감지모듈(81), 제2농도감지모듈(82), 온도감지모듈(83), 냉각기(70) 및 제어모듈(90)를 더 포함하는 것이 상기 일 실시예와 상이하며, 그 외 구성은 상기 일 실시예와 유사하며 유사 구성에 대해 동일 부호를 사용하고, 상이한 점을 중심으로 상세히 설명한다.
상기 제1농도감지모듈(81)은, 상기 블로워(10)로 유입되는 상기 바이오 가스의 메탄 농도를 측정하는 센서이다. 상기 제1농도감지모듈(81)은, 상기 혐기성 소화조(2)와 상기 블로워(10)를 연결하는 공급유로상에 설치된다.
상기 제2농도감지모듈(82)은, 상기 멤브레인(30)에서 나온 저순도의 바이오 메탄의 메탄 농도를 측정하는 센서이다. 상기 제2농도감지모듈(82)은, 상기 멤브레인(30)과 상기 압력변동흡착모듈(40)을 연결하는 유로 상에 설치된다.
상기 온도 감지모듈(83)은, 상기 혐기성 소화조(2)에서 공급되는 상기 바이오 가스의 온도를 측정한다. 상기 온도 감지모듈(83)은, 상기 혐기성 소화조(2)와 상기 블로워(10)를 연결하는 공급유로상에 설치된다.
상기 냉각기(70)는, 상기 정제모듈(20)에 구비되어 상기 바이오 가스를 냉각시킨다. 상기 냉각기(70)는, 상기 탈황탑(21)로 유입되기 이전의 바이오 가스를 냉각하는 제1냉각기(71)와, 상기 압축기(22)에서 나온 바이오 가스를 냉각하는 제2냉각기(72)를 포함한다. 상기 제1냉각기(71)는 상기 바이오 가스와 냉각용 유체를 열교환시켜 상기 바이오 가스를 냉각시키는 쿨러(cooler)이고, 상기 제2냉각기(72)는 상기 제1냉각기(71)와 다른 칠러(chiller)가 사용되는 것으로 예를 들어 설명한다. 상기 블로워(10)와 상기 압축기(22)를 통과하면서 기체의 압축이 발생되어, 바이오 가스의 온도가 상승하게 되므로, 상기 블로워(10)와 상기 압축기(22)의 각 후단에 상기 냉각기(70)를 구비한다. 상기 압축기(22)에서 발생되는 열이 상기 블로워(10)에서 발생되는 열보다 더 크므로, 상기 압축기(22)의 후단에 구비되는 제2냉각기(72)가 상기 블로워(10)의 후단에 구비되는 제1냉각기(71)보다 냉각 성능이 더 좋은 것으로 설정된다. 따라서, 상기 제2냉각기(72)로는 칠러가 사용되고, 상기 제1냉각기(71)로는 쿨러가 사용되는 것으로 예를 들어 설명한다.
상기 제어모듈(90)은, 상기 제1,2농도감지모듈(81)(82)과 상기 온도 감지모듈(83)에서 감지된 값에 따라 상기 압력변동흡착모듈(40), 상기 제1냉각기(71) 및 상기 제2냉각기(72)의 작동을 제어한다.
상기 제어모듈(90)은, 상기 제1농도감지모듈(71)에서 감지된 메탄 농도가 제1설정 농도 미만인 경우, 상기 압력변동흡착모듈(40)에서 분리된 바이오 메탄 중 적어도 일부를 회수하여 상기 블로워로 재순환시킨다. 또한, 상기 제어모듈(90)은, 상기 제1농도감지모듈(71)에서 감지된 메탄 농도가 상기 제1설정 농도 미만인 경우, 상기 압력변동흡착모듈(40)의 스윙 타임 또는 사이클 타임을 감소시킨다. 여기서, 상기 제1설정 농도는 상기 혐기성 소화조(2)로부터 유입된 바이오 가스 중 메탄의 농도를 의미하며, 약 40~60 vol%인 것으로 예를 들어 설명한다.
상기 제어모듈(90)은, 상기 제2농도감지모듈(72)에서 감지된 메탄 농도가 상기 제2설정 농도가 이상인 경우, 상기 멤브레인(30)을 통과한 바이오 메탄이 상기 압력변동흡착모듈(40)을 바이패스하도록 한다.
또한, 상기 제어모듈(90)은, 상기 온도 감지모듈(83)에서 감지한 온도에 따라 상기 제1냉각기(71)와 상기 제2냉각기(72) 중 적어도 하나를 선택적으로 작동시킨다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 다른 실시예에 따른 바이오 가스의 정제장치의 제어방법을 설명하면, 다음과 같다.
도 4를 참조하면, 저 상기 블로워(10)가 작동되면, 상기 혐기성 소화조(2)로부터 바이오 가스가 유입된다. (S11)
상기 바이오 가스가 유입되면, 상기 제1,2농도감지모듈(81)(82)과 상기 온도 감지모듈(83)에서는 각각 유입되는 바이오 가스의 메탄 농도와 바이오 가스의 온도를 측정한다.(S12)
대기 온도에 따라 바이오 가스의 정제 성능의 변동이 심하고, 특히 하절기에는 정제 성능이 저하된다. 따라서, 바이오 가스의 온도 변화를 측정하여, 상기 바이오 가스의 온도에 따른 정제장치의 운전 조건을 조절할 수 있다.
상기 제어모듈(90)은, 상기 바이오 가스의 온도를 미리 설정된 제1설정온도와 비교한다.(S13)
상기 바이오 가스의 온도가 상기 제1설정 온도 이상이면, 상기 제어모듈(90)은 상기 제1냉각기(71)와 상기 제2냉각기(72)를 모두 작동시킨다.(S14)
상기 제1냉각기(71)가 작동되면, 상기 블로워(10)에 의해 유입된 바이오 가스는 상기 제1냉각기(71)를 통과하면서 냉각된다.(S15)
상기 제1냉각기(71)에서 냉각된 바이오 가스는 상기 탈황탑(21)으로 공급되어, 상기 탈황탑(21)에서 황화수소 성분이 제거된다. 상기 탈황탑(21)으로 유입되는 바이오 가스의 온도가 높을수록 탈황성능이 저하된다. 본 실시예에서는, 상기 제1냉각기(71)에서 바이오 가스가 냉각된 후 상기 탈황탑(21)으로 공급되기 때문에, 탈황성능이 보다 향상될 수 있다.
상기 탈황탑(21)에서 황화수소 성분이 제거된 바이오 가스는 상기 압축기(22)에서 압축된다.(S16) 상기 압축기(22)를 통과하면서 바이오 가스는 압축되어, 온도가 상승하게 된다.
상기 압축기(22)에서 압축되어 나온 바이오 가스는 상기 제2냉각기(72)를 통과하면서 냉각된다. (S17)
상기 제2냉각기(72)에서 냉각된 바이오 가스는 상기 건조기(23)를 통과하면서 수분이 제거된 후, 상기 실록산 제거탑(24)에서 실록산이 제거된다.(S18)
상기 실록산 제거탑(24)에서는 유입되는 바이오 가스의 온도가 높으면 제거성능이 저하될 수 있다. 본 실시예에서는, 상기 제2냉각기(72)에서 바이오 가스가 냉각된 이후 상기 실록산 제거탑(24)로 유입되므로, 제거 성능의 저하가 방지될 수 있다.
상기 실록산 제거탑(24)에서 실록산이 제거된 바이오 가스는 상기 멤브레인(30)으로 유입된다. 상기 멤브레인(30)으로 유입된 바이오 가스는 상기 멤브레인(30)을 통과하면서 이산화탄소가 1차적으로 분리된다.(S19) 상기 멤브레인(30)에서는 상기 바이오 가스에 포함된 이산화탄소 일부가 분리되어, 저순도의 바이오 메탄이 생성된다. 상기 멤브레인(30)에서 분리된 이산화탄소는 외부로 배출된다.
상기 제2농도감지모듈(82)에서는 상기 멤브레인(30)에서 나온 저순도의 바이오 메탄의 메탄 농도를 측정한다.
상기 제어모듈(90)은, 상기 제2농도감지모듈(82)에서 측정한 저순도의 바이오 메탄 농도와 미리 설정된 제2설정 농도를 비교한다.(S20) 상기 제어모듈(90)은, 상기 제2농도감지모듈(82)에서 측정한 농도가 상기 제2설정 농도 미만이면, 상기 바이패스 밸브(61)를 차폐하고, 상기 멤브레인(30)에서 나온 저순도의 바이오 메탄은 상기 압력변동흡착모듈(40)으로 유입된다.
이 때, 상기 제어모듈(90)은, 상기 제1농도감지모듈(81)에서 감지된 바이오 가스의 메탄 농도를 미리 설정된 제1설정 농도와 비교한다.(S21)
상기 제1농도감지모듈(81)에서 감지된 바이오 가스의 메탄 농도가 상기 제1설정 농도 미만이면, 상기 압력변동흡착모듈(40)의 사이클 타임을 감소시킨다. (S22) 상기 압력변동흡착모듈(40)은, 가압 단계, 생산 단계, 감압 단계 및 재생 단계를 포함하고, 상기 압력변동흡착모듈(40)은 상기 4개의 단계를 포함하는 일련의 공정을 반복하면서 생성물을 연속적으로 얻을 수 있다. 상기 압력변동흡착모듈(40) 중 1개의 흡착탑이 상기 가압 단계, 생산 단계, 감압 단계 및 재생 단계 중 하나의 단계를 거치는 데 걸리는 시간을 스윙 타임(Swing time)이라고 하며, 상기 4개의 단계를 거치면 1사이클이 완료되고, 상기 4개의 단계를 거치는 데 걸리는 시간을 사이클 타임(Cycle time)이라고 한다. 상기 사이클 타임을 감소시키는 것은, 상기 가압, 생산, 감압, 재생 단계에 해당하는 스윙 타임을 각각 감소시키는 것에 해당한다. 상기 압력변동흡착모듈(40)에서 상기 탄소분자흡착체(CMS)에 머무는 시간은 분자의 크기에 따라 달라진다. 예를 들어, 메탄(CH4)의 경우 이산화탄소(CO2)보다 분자의 크기가 크기 때문에, 상기 이산화탄소보다 상기 탄소분자흡착체를 통과하는 시간이 빠르다. 한편, 메탄의 농도가 상기 설정 농도 미만이라고 판단되면, 상기 메탄의 분자의 양이 기존보다 적은 상태이므로 기존의 메탄이 통과하도록 설정된 시간에 이산화탄소가 통과하는 경우가 발생된다. 따라서, 상기 스윙 타임을 단축시켜 이산화탄소의 통과를 방지할 수 있다. 상기 스윙 타임을 단축시킴으로써 메탄의 회수율이 감소될 수 있으나, 본 발명에서는 메탄을 재순환시키기 때문에 메탄의 회수율이 감소되지 않고 메탄 함량이 높은 고품질의 바이오 메탄의 생산이 가능해질 수 있다.
상기 압력변동흡착모듈(40)에서는 상기 멤브레인(30)에서 분리되지 않고 남아있는 이산화탄소가 흡착 분리되어, 고순도의 바이오 메탄이 생성된다. (S23)(S25)
한편, 상기 혐기성 소화조(2)로부터 유입된 바이오 가스의 메탄 농도가 상기 제1설정 농도 미만이면, 생성된 바이오 메탄 중 적어도 일부는 재순환시킨다. 본 실시예에서는, 생성된 바이오 메탄 중 적어도 일부를 상기 블로워(10)의 입구측으로 순환시키는 것으로 예를 들어 설명한다. 다만, 이에 한정되지 않고, 생성된 바이오 메탄 중 적어도 일부를 상기 블로워(10)와 상기 정제모듈(20) 사이 또는 상기 정제모듈(10)의 흡입측으로 순환시키는 것도 물론 가능하다. 또한, 상기 바이오 메탄 중 적어도 일부 또는 전체를 순환할 수 있으며, 상기 바이오 메탄의 재순환율은 메탄의 농도, 수율, 운영비 등을 고려하여 다양하게 결정할 수 있다.
상기 바이오 메탄을 상기 블로워(10)의 입구측으로 재순환시키면, 유입되는 바이오 가스와 상기 바이오 메탄이 혼합되어 메탄 농도가 향상될 수 있다. 따라서, 상기 정제모듈(20)을 거친 후 생성되는 바이오 메탄의 품질이 보다 향상될 수 있다.
한편, 상기 제2농도감지모듈(82)에서 측정한 저순도의 바이오 메탄 농도가 미리 설정된 제2설정농도 이상이면, 상기 바이패스 밸브(61)를 개방하여, 상기 멤브레인(30)을 통과한 바이오 메탄이 상기 압력변동흡착모듈(40)을 바이패스할 수 있다. 상기 압력변동흡착모듈(40)을 바이패스하면, 바이오 메탄의 생산 공정이 줄어들어 시간 및 비용을 절감할 수 있다.(S24)(25)
한편, 상기 제1농도감지모듈(81)에서 측정한 바이오 가스의 메탄 농도가 상기 제1설정 농도 이상이면, 상기 압력변동흡착모듈(40)의 사이클 타임을 변화시키지 않고 작동시킨다.(S24)(S25) 상기 압력변동흡착모듈(40)에서 생산된 바이오 메탄은 순환시키지 않고, 배출하여 도시가스나 차량 연료 등으로 사용될 수 있다. 이 때, 최종 생산된 바이오 메탄은 메탄 농도가 약 95%이상이다.
한편, 상기 온도 감지모듈(83)에서 감지된 바이오 가스의 온도가 상기 제1설정온도 미만인 경우, 상기 제어모듈(90)은 상기 바이오 가스의 온도를 상기 제1설정온도보다 낮은 제2설정온도와 비교한다.(S26) 상기 바이오 가스의 온도가 상기 제1설정온도 미만이고, 상기 제2설정온도 이상이면, 상기 제어모듈(90)은 상기 제1냉각기(71)의 작동은 정지하고, 상기 제2냉각기(72)만을 작동시킬 수 있다.(S27) 이 때, 상기 제2냉각기(72)의 냉각 성능이 상기 제1냉각기(71)의 냉각 성능보다 좋으므로, 상기 제2냉각기(72)만을 작동시켜 바이오 가스의 온도를 낮출 수 있다.
한편, 상기 온도 감지모듈(83)에서 감지된 바이오 가스의 온도가 상기 제2설정온도보다 낮으면, 상기 제어모듈(90)은 바이오 가스의 정제 성능을 충분히 확보할 수 있는 적정 온도 범위라고 판단할 수 있다. 따라서, 상기 제어모듈(90)은 상기 제1,2냉각기(71)(72) 모두를 오프시킬 수 있다. (S28)
따라서, 상기 블로워(10)에 의해 공급된 바이오 가스는 별도의 냉각 없이, 탈황, 압축, 정제된 후 상기 압력변동흡착모듈(40)로 유입될 수 있다.
상기와 같이, 바이오 가스의 메탄 함유량에 따라 상기 압력변동흡착모듈(40)의 작동을 제어하고, 메탄 농도 미달시 생성된 바이오 메탄을 회수하여 재순환시킴으로써, 최종 생산된 바이오 메탄의 품질이 보다 향상될 수 있다.
한편, 종래에는 최초 유입되는 메탄 함유량이 약 50%이상인 경우에만 상기 정제장치의 운전하도록 운전 범위가 매우 제한적이었다. 그러나, 본 발명에서는 최초 유입되는 메탄 함유량이 낮은 경우 바이오 메탄을 회수하여 재순환시켜 고품질의 바이오 메탄의 생산이 가능하기 때문에, 상기 정제장치의 운전 범위가 확대될 수 있다. 따라서, 바이오 메탄의 생산량이 증가될 수 있을 뿐만 아니라 바이오 메탄의 품질도 보다 향상될 수 있다.
또한, 바이오 가스의 온도에 따라 냉각기를 작동시켜, 대기 온도나 바이오 가스의 온도 변화에 따른 정제 성능의 저하가 방지될 수 있으므로, 정제 성능이 향상되어 바이오 메탄의 생산량이 증가될 수 있고, 바이오 메탄의 품질도 보다 향상될 수 있다.
또한, 상기 멤브레인(30)에서 이산화탄소를 1차적으로 분리하여 저순도의 바이오 메탄을 생성한 후, 상기 압력변동흡착모듈(40)에서 상기 저순도의 바이오 메탄으로부터 이산화탄소를 2차적으로 분리하여 고순도의 바이오 메탄을 생성한다. 상기 압력변동흡착모듈(40)의 용량 및 설비 규모는 바이오 가스에 포함된 이산화탄소의 유량에 의해 결정되는 바, 본 발명에서는 이산화탄소가 1차적으로 분리된 저순도의 바이오 메탄이 상기 압력변동흡착모듈(40)로 유입되기 때문에, 상기 압력변동흡착모듈(40)의 설비 규모를 축소할 수 있다. 상기 압력변동흡착모듈(40)의 설비 규모를 축소시킬 수 있으므로, 건설비가 절감되어 바이오 메탄의 생산원가를 절감할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
10: 블로워 20: 정제모듈
21: 탈황탑 22: 압축기
23: 건조기 24: 실록산 제거탑
30: 멤브레인 40: 압력변동흡착모듈
50: 농도감지모듈 70: 냉각기
71: 제1냉각기 72: 제2냉각기
81: 제1농도감지모듈 82: 제2농도감지모듈
83: 온도감지모듈

Claims (11)

  1. 혐기성 소화조로부터 공급된 바이오 가스에 포함된 불순물을 정제하는 정제모듈과;
    상기 정제모듈을 통과한 바이오 가스로부터 이산화탄소 일부를 분리하는 멤브레인과;
    상기 멤브레인을 통과하면서 이산화탄소가 일부 분리된 바이오 가스로부터 이산화탄소를 추가적으로 분리하여 고순도의 바이오 메탄을 생성하는 압력변동흡착모듈을 포함하는 바이오 가스의 정제 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 멤브레인에서 분리된 바이오 가스의 메탄 농도를 감지하는 농도 감지모듈과,
    상기 농도 감지모듈에서 감지된 메탄 농도가 설정 농도 이상이면, 상기 압력변동흡착모듈을 바이패스시키는 제어모듈을 더 포함하는 바이오 가스의 정제 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제어모듈은,
    상기 농도 감지모듈에서 감지된 메탄 농도에 따라 상기 정제모듈을 통과한 바이오 가스 중 일부 또는 전체가 상기 멤브레인을 바이패스하도록 제어하는 바이오 가스의 정제 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 혐기성 소화조에서 공급되는 바이오 가스의 온도를 감지하는 온도 감지모듈과;
    상기 정제모듈에 구비되어 바이오 가스를 냉각시키는 냉각기와;
    상기 온도 감지모듈에서 감지된 바이오 가스의 온도가 설정 온도 이상일 경우, 상기 냉각기를 작동시키는 제어모듈을 더 포함하는 바이오 가스의 정제 시스템.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 혐기성 소화조로부터 공급되는 바이오 가스의 메탄 농도를 감지하는 농도 감지모듈을 더 포함하고,
    상기 제어모듈은 상기 농도 감지모듈에서 감지된 메탄 농도가 설정농도 미만일 경우, 상기 압력변동흡착모듈의 사이클 타임을 감소시키는 바이오 가스의 정제 시스템.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 정제모듈은,
    상기 혐기성 소화조로부터 공급된 바이오 가스의 황성분을 제거하는 탈황탑과, 상기 탈황탑에서 나온 바이오 가스를 압축시키는 압축기와, 상기 압축기를 통과한 바이오 가스를 건조시키는 건조기와, 상기 건조기를 통과한 바이오 가스에서 실록산을 제거하는 실록산 제거탑을 포함하는 바이오 가스의 정제 시스템.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 냉각기는,
    상기 탈황탑으로 유입되기 이전의 바이오 가스를 냉각하는 제1냉각기와, 상기 압축기에서 나온 바이오 가스를 냉각하는 제2냉각기를 포함하는 바이오 가스의 정제장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 제어모듈은,
    상기 온도감지모듈에서 감지한 온도에 따라 상기 제1냉각기와 상기 제2냉각기 중 적어도 하나를 선택적으로 작동시키는 바이오 가스의 정제 시스템.
  9. 혐기성 소화조로부터 공급된 바이오 가스에 포함된 불순물을 정제하는 정제모듈과;
    상기 정제모듈을 통과한 바이오 가스로부터 이산화탄소 일부를 분리하는 멤브레인과;
    상기 멤브레인을 통과하면서 이산화탄소가 일부 분리된 바이오 가스로부터 이산화탄소를 추가적으로 분리하여 고순도의 바이오 메탄을 생성하는 압력변동흡착모듈과;
    상기 혐기성 소화조에서 공급되는 바이오 가스의 온도를 감지하는 온도 감지모듈과;
    상기 혐기성 소화조로부터 공급되는 바이오 가스의 메탄 농도를 감지하는 제1농도 감지모듈과;
    상기 멤브레인에서 분리된 바이오 가스의 메탄 농도를 감지하는 제2농도 감지모듈과;
    상기 정제모듈에 구비되어 바이오 가스를 냉각시키는 냉각기와;
    상기 온도 감지모듈에서 감지된 바이오 가스의 온도가 설정 온도 이상면 상기 냉각기를 작동시키고, 상기 제1농도 감지모듈에서 감지된 메탄 농도가 제1설정농도 미만이면 상기 압력변동흡착모듈의 사이클 타임을 감소시키며, 상기 제2농도 감지모듈에서 감지된 메탄 농도가 제2설정 농도 이상이면 상기 압력변동흡착모듈을 바이패스시키는 제어모듈을 포함하는 바이오 가스의 정제 시스템.
  10. 혐기성 소화조로부터 유입되는 바이오 가스를 정제하는 정제단계와;
    상기에서 정제된 바이오 가스를 멤브레인을 통과시켜 이산화탄소를 1차적으로 분리하는 분리단계와;
    상기 분리단계에서 분리된 바이오 가스를 압력변동흡착방식을 이용해 이산화탄소를 2차적으로 분리하여 바이오 메탄을 생성하는 흡착단계를 포함하는 바이오 가스의 정제 시스템의 제어방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 혐기성 소화조로부터 유입되는 바이오 가스의 온도를 측정하는 온도측정단계와,
    상기 온도측정단계에서 측정된 바이오 가스의 온도에 따라 상기 바이오 가스를 냉각하는 냉각단계를 더 포함하는 바이오 가스의 정제 시스템의 제어방법.
KR1020140000505A 2014-01-03 2014-01-03 바이오 가스의 정제 시스템 및 그 제어방법 KR101604731B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140000505A KR101604731B1 (ko) 2014-01-03 2014-01-03 바이오 가스의 정제 시스템 및 그 제어방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140000505A KR101604731B1 (ko) 2014-01-03 2014-01-03 바이오 가스의 정제 시스템 및 그 제어방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150080990A true KR20150080990A (ko) 2015-07-13
KR101604731B1 KR101604731B1 (ko) 2016-03-18

Family

ID=53792839

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140000505A KR101604731B1 (ko) 2014-01-03 2014-01-03 바이오 가스의 정제 시스템 및 그 제어방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101604731B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101863058B1 (ko) * 2017-04-06 2018-06-01 한국화학연구원 가변 운전이 가능한 고순도 바이오메탄 정제 방법 및 장치
KR102017451B1 (ko) * 2019-02-12 2019-09-03 나평철 메탄가스 정제시스템

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101840337B1 (ko) 2017-06-20 2018-03-20 한국화학연구원 고순도 바이오메탄 및 고순도 이산화탄소 정제 방법 및 장치
KR101875124B1 (ko) * 2018-04-06 2018-07-06 포트래치 주식회사 바이오가스 기반 지역난방 에너지설비 및 그 동작 방법

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100985911B1 (ko) * 2010-02-02 2010-10-08 한솔이엠이(주) 바이오가스 전처리 시스템
KR101086798B1 (ko) * 2011-04-20 2011-11-25 한국화학연구원 매립지 가스로부터 고순도 메탄가스의 분리방법 및 메탄가스 정제장치

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101863058B1 (ko) * 2017-04-06 2018-06-01 한국화학연구원 가변 운전이 가능한 고순도 바이오메탄 정제 방법 및 장치
KR102017451B1 (ko) * 2019-02-12 2019-09-03 나평철 메탄가스 정제시스템

Also Published As

Publication number Publication date
KR101604731B1 (ko) 2016-03-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101349424B1 (ko) 바이오 가스의 정제장치 및 그 제어방법
KR100985911B1 (ko) 바이오가스 전처리 시스템
CN106687195B (zh) 用于分离高纯度甲烷气体的多段膜分离提纯工序及装置
KR101086798B1 (ko) 매립지 가스로부터 고순도 메탄가스의 분리방법 및 메탄가스 정제장치
EP2134446B1 (en) Biogas upgrading
US8747522B2 (en) Method for the adsorptive drying of purified biogas and for regenerating laden adsorbents
KR101604731B1 (ko) 바이오 가스의 정제 시스템 및 그 제어방법
CA2675833C (en) Method and plant for treating crude gas, in particular biogas, containing methane and carbon dioxide, in order to produce methane
JP2006095512A (ja) バイオガスの精製方法及びバイオガス精製設備
CA2814035C (en) Method for separating off carbon dioxide in biogas plants
US20110244555A1 (en) Method and system for purifying raw gases, particularly biogas, for obtaining methane
CA2969634C (en) Natural gas refining apparatus and system
KR101863058B1 (ko) 가변 운전이 가능한 고순도 바이오메탄 정제 방법 및 장치
CN104745260A (zh) 一种沼气制取高品质天然气并储存的方法及其设备
CN102980374A (zh) 高纯度液体二氧化碳的制备方法及装置
US10710020B2 (en) Processes for gas separation by solvent or absorbent
JP5112665B2 (ja) 消化ガス利用システムにおける消化ガス精製方法およびその精製装置
CN103421565B (zh) 气体膜分离同步回收液态co2的沼气脱碳工艺和装置
KR20170098385A (ko) 바이오 가스로부터 고순도 메탄 가스 정제 장치 및 이를 이용한 고순도 메탄 정제 방법
KR20160013686A (ko) 바이오 가스 전처리 장치
KR101840340B1 (ko) 가변운전이 가능한 다단계 막분리 고순도 바이오메탄 정제 방법 및 장치
KR101840343B1 (ko) 고순도 바이오메탄 정제 방법 및 장치
KR101840337B1 (ko) 고순도 바이오메탄 및 고순도 이산화탄소 정제 방법 및 장치
KR101717480B1 (ko) 병렬식 psa 및 멤브레인 기반의 바이오 가스 정제를 위한 유량 제어방법
KR101203986B1 (ko) 바이오가스의 정제가스에 포함된 이산화탄소 액화 회수 시스템 및 그 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
N231 Notification of change of applicant
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200309

Year of fee payment: 5