KR20190075595A - Process for producing methanol from organicwastes - Google Patents

Process for producing methanol from organicwastes Download PDF

Info

Publication number
KR20190075595A
KR20190075595A KR1020170177315A KR20170177315A KR20190075595A KR 20190075595 A KR20190075595 A KR 20190075595A KR 1020170177315 A KR1020170177315 A KR 1020170177315A KR 20170177315 A KR20170177315 A KR 20170177315A KR 20190075595 A KR20190075595 A KR 20190075595A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
biogas
organic waste
methanol
producing
carbon dioxide
Prior art date
Application number
KR1020170177315A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
강석웅
강민구
강병구
강경구
Original Assignee
강석웅
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 강석웅 filed Critical 강석웅
Priority to KR1020170177315A priority Critical patent/KR20190075595A/en
Publication of KR20190075595A publication Critical patent/KR20190075595A/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C29/00Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
    • C07C29/15Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of oxides of carbon exclusively
    • C07C29/151Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of oxides of carbon exclusively with hydrogen or hydrogen-containing gases
    • C07C29/1516Multisteps
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
    • C01B3/34Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C31/00Saturated compounds having hydroxy or O-metal groups bound to acyclic carbon atoms
    • C07C31/02Monohydroxylic acyclic alcohols
    • C07C31/04Methanol
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12FRECOVERY OF BY-PRODUCTS OF FERMENTED SOLUTIONS; DENATURED ALCOHOL; PREPARATION THEREOF
    • C12F3/00Recovery of by-products
    • C12F3/02Recovery of by-products of carbon dioxide
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P5/00Preparation of hydrocarbons or halogenated hydrocarbons
    • C12P5/02Preparation of hydrocarbons or halogenated hydrocarbons acyclic
    • C12P5/023Methane
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/06Integration with other chemical processes
    • C01B2203/061Methanol production
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/16Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant
    • C10J2300/164Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant with conversion of synthesis gas
    • C10J2300/1656Conversion of synthesis gas to chemicals
    • C10J2300/1665Conversion of synthesis gas to chemicals to alcohols, e.g. methanol or ethanol
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/30Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

The present invention relates to a method for producing biogas mixed with carbon dioxide and methane gas, which can be a raw material of methanol from organic waste, and producing methanol from the biogas. According to an embodiment of the present invention, the biogas producing method from organic waste includes: a step (a) of lowering the moisture content of organic waste through a dehydration process; a step (b) of decomposing the organic waste into low molecular weight organic materials through a thermal hydrolysis process; and a step (c) of producing biogas mixed with carbon dioxide and methane through an anaerobic digestion process with the low molecular weight organic material. The present invention has effects of: reducing atmospheric diffusion of greenhouse which causes global warming by improving a recovery rate of biogas from organic waste; and improving resource utilization by recycling methane and carbon dioxide, which cannot be used as energy and wasted, by recovering the biogas from the organic waste.

Description

유기성 폐기물로부터의 메탄올 제조방법{PROCESS FOR PRODUCING METHANOL FROM ORGANICWASTES}PROCESS FOR PRODUCING METHANOL FROM ORGANICWASTES [0002]

본 발명은 유기성 폐기물로부터 메탄올의 원료가 될 수 있는 이산화탄소 및 메탄가스가 혼합된 바이오가스를 생산하고, 상기 바이오가스로부터 메탄올을 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing biogas mixed with carbon dioxide and methane gas which can be a raw material for methanol from organic wastes, and to produce methanol from the biogas.

유기물은 생명체의 생명활동의 결과로 발생하는 물질이며, 고분자 화합물로 구성된다. 하·폐수 처리 공정의 부산물로 발생하는 슬러지, 음식물 쓰레기, 분뇨 등이 대표적인 유기성 폐기물이다. 이들은 자연계에서 서서히 분해되어 악취를 발산하며 부패하여 병원균의 온상이 되며, 결국에는 온실가스인 메탄가스와 이산화탄소가스로 분해되어 지구온난화와 환경오염의 원인이 된다.Organisms are substances that result from the life activities of living organisms and are composed of polymer compounds. Sludge, food wastes, and manure that are generated as a by-product of the wastewater treatment process are representative organic wastes. They decompose gradually in the natural world, and they smell and decompose and become a hotbed of pathogens. In the end, they are decomposed into methane gas and carbon dioxide gas, which are greenhouse gases, and cause global warming and environmental pollution.

이러한 유기성 폐기물의 성분은 고분자 유기물 즉, 단백질, 탄수화물, 지질, 섬유질 등으로 구성된다. 고분자 유기물은 결합성이 강하여 자연 상태에서는 분해되는 오랜 시간이 소요되고 친수성이 강하여 높은 함수율을 가지는 특성이 있다.The components of these organic wastes are composed of polymer organic matter, that is, proteins, carbohydrates, lipids, and fibers. Polymer organic materials have a high water content because they are strong in hydrophilicity and take long time to decompose in a natural state.

바이오가스는 유기성 폐기물을 혐기성소화할 때 발생되는 메탄과 이산화탄소 혼합물이다. 메탄과 이산화탄소는 지구 대기에 가장 많이 존재하는 탄소함유 가스이다. 이 가스들은 대기 가스가 적외선 복사를 흡수하여 지구의 대기에 잡아두는 온실효과에서 중요한 역할을 한다. CH4와 CO2는 바이오매스와 동물의 분뇨를 혐시성 소화할때도 생산되며, 이러한 바이오가스에서는 CH4 성분이 40 내지 70 %이고, 그 나머지는 CO2이다. 그러나, 이러한 연료의 대부분은 에너지로 사용되지 못하고 버려진다.Biogas is a mixture of methane and carbon dioxide produced when anaerobic digestion of organic wastes occurs. Methane and carbon dioxide are the most abundant carbon-containing gases in the Earth's atmosphere. These gases play an important role in the greenhouse effect where atmospheric gases absorb infrared radiation and trap it in the Earth's atmosphere. CH 4 and CO 2 are also produced when anaerobic digestion of biomass and animal manure occurs, in which the CH 4 component is 40 to 70% and the remainder is CO 2 . However, most of these fuels are abandoned without being used as energy.

이러한 바이오가스가 에너지로 사용되지 못하는 이유는 높은 CO2 농도로 인해 발열량이 감소되고, 혼합가스 연소 화염의 안정성이 저하되기 때문이다. 이로 인하여, 바이오가스가 엔진이나 터빈, 보일러에서 연소될 때, 순수 메탄이나 천연가스에 비해 일산화탄소(CO), 질소산화물(NOx), 미연소 탄화수소 배출량이 증가하게 된다. 이러한 바이오가스는 종종 잠재적인 화학에너지를 추출하지 않은 채 연소되어 대기로 CO2와 H2O 상태로 배출된다. 소각이 가장 일반적인 CH4/CO2 혼합가스의 처분방법인데, 이는 CH4의 발열량을 소비하는 것이다.The reason why such biogas can not be used as energy is that the amount of heat is reduced due to a high CO 2 concentration and the stability of the mixed gas combustion flame is lowered. As a result, when biogas is burned in an engine, a turbine, or a boiler, carbon monoxide (CO), nitrogen oxides (NO x ), and unburned hydrocarbons are increased in comparison with pure methane or natural gas. These biogas are often burned without extracting potential chemical energy and released to the atmosphere as CO 2 and H 2 O. Incineration is the most common method of disposal of CH 4 / CO 2 mixed gas, which consumes the calorific value of CH 4 .

바이오가스를 발전용 엔진이나 터빈 혹은 직접 가열용 보일러의 연료로 사용하나 바이오가스 내의 다량의 CO2로 인하 오염물질 배출이라는 어려움이 있으며, CO2를 분리하여 순수 메탄으로 사용하는 것은 경제적 문제로 인하여 적용되지 않는다.Although biogas is used as a fuel for power generation engine, turbine or direct heating boiler, it is difficult to reduce pollutants by a large amount of CO 2 in the biogas. It is economically problematic to use CO 2 as pure methane does not apply.

대한민국 공개특허공보 제10-2002-0010902호Korean Patent Publication No. 10-2002-0010902

본 발명은 유기성 폐기물을 분해하여 회수하는 로부터 버려지는 바이오가스의 회수율을 향상시켜, 회수된 바이오가스로부터 메탄올을 제조하는 방법을 제공하는 것을 본 발명의 목적으로 한다.It is an object of the present invention to provide a method for producing methanol from recovered biogas by improving the recovery rate of biogas discharged from decomposing and recovering organic wastes.

본 발명은 (a) 유기성 폐기물을 탈수공정을 통하여 함수율을 낮추는 단계; (b) 상기 유기성 폐기물을 열가수분해 공정을 통하여 저분자 유기물로 분해하는 단계; 및 (c) 상기 저분자 유기물을 혐기성 소화공정을 통하여 이산화탄소와 메탄이 혼합된 바이오가스를 생산하는 단계를 포함하는 유기성 폐기물로부터의 메탄올 제조방법을 제공하는 것을 본 발명의 일 측면으로 한다.(A) lowering the water content of the organic waste through a dehydration process; (b) decomposing the organic waste into a low molecular organic material through a thermal hydrolysis process; And (c) producing the biogas in which carbon dioxide and methane are mixed through the anaerobic digestion process of the low molecular weight organic matter. The present invention also provides a method for producing methanol from organic wastes.

상기 (a) 단계는 함수율은 80 내지 85%로 낮추는 것일 수 있다.In the step (a), the water content may be lowered to 80 to 85%.

상기 (b) 단계는 150 내지 200 ℃에서, 20 내지 60분 동안 수행하는 것일 수 있으며, 상기 (b) 단계는 4.7 내지 15.5 bar에서 수행하는 것일 수 있다.The step (b) may be performed at 150 to 200 ° C for 20 to 60 minutes, and the step (b) may be performed at 4.7 to 15.5 bar.

상기 (c) 단계는 바이오가스를 생산한 후, 수산화나트륨 또는 철킬레이트와 반응하여 황화수소를 제거할 수 있다.In step (c), hydrogen gas may be removed by reacting with sodium hydroxide or iron chelate after producing the biogas.

또한 본 발명은 (c-1) 상기 (c) 단계에서 소화공정이 완료된 유기성 폐기물로부터 탈리액을 분리하는 단계; 및 (c-2) 상기 탈리액으로부터 스트루바이트(Struvite)를 석출 하는 단계을 더 포함하는 유기성 폐기물로부터의 메탄올 제조방법을 제공하는 것을 본 발명의 다른 측면으로 한다.(C-1) separating the desorbing liquid from the organic waste having been subjected to the digestion process in the step (c); And (c-2) precipitating struvite from the desalination solution. The present invention also provides another aspect of the present invention to provide a method for producing methanol from organic wastes.

본 발명은 (d) 상기의 바이오가스 제조방법을 통해 제조된 이산화탄소와 메탄가스가 혼합된 바이오가스를 개질하여 일산화탄소와 수소가 혼합된 메탄올 원료인 합성가스를 제조하는 단계; 및 (e) 상기 합성가스로부터 메탄올을 제조하는 단계를 포함하는 유기성 폐기물로부터의 메탄올 제조방법을 제공하는 것을 본 발명의 또 다른 측면으로 한다.(D) modifying a biogas mixed with carbon dioxide and methane gas produced through the biogas production method to produce a synthesis gas, which is a methanol feedstock mixed with carbon monoxide and hydrogen; And (e) producing methanol from the syngas. In another aspect of the present invention, there is provided a process for producing methanol from organic wastes.

상기 (d) 단계는 니켈(Ni), 코발트(Co), 로듐(Rh), 루테늄(Ru), Mo2C, 파라듐(Pd) 또는 백금(Pt)계 촉매를 이용하여 수행하는 것일 수 있으며, 상기 (d) 단계는 600 내지 1,000 ℃, 1 내지 20 bar에서 수행하는 것일 수 있으며, 하는 것일 수 있다.The step (d) may be carried out using nickel (Ni), cobalt (Co), rhodium (Rh), ruthenium (Ru), Mo 2 C, palladium (Pd) or platinum , And the step (d) may be performed at 600 to 1,000 ° C and 1 to 20 bar.

상기 (e) 단계는 200 내지 300 ℃에서 수행하는 것일 수 있다.The step (e) may be performed at 200 to 300 ° C.

본 발명은 유기성 폐기물로부터 바이오가스의 회수율을 향상시킴으로서, 지구온난화 등의 원인이 되는 온실가스의 대기로의 확산발생을 저감시키는 효과가 있다.The present invention has an effect of reducing the occurrence of diffusion of greenhouse gases into the atmosphere, which causes global warming and the like, by improving the recovery rate of biogas from organic wastes.

또한, 유기성 폐기물로부터 바이오가스를 회수함으로써, 에너지로 사용되지 못하고 버려지는 메탄과 이산화탄소를 재활용하여 자원 활용도를 향상시키는 효과가 있다.Also, by recovering biogas from organic wastes, methane and carbon dioxide that can not be used as energy but are discarded can be recycled to improve resource utilization.

도 1은 본 발명의 일 형태에 따른 바이오가스 및 메탄올의 합성과정의 공정도이다.FIG. 1 is a process diagram of a synthesis process of biogas and methanol according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 형태에 따른 유기성 폐기물로부터의 메탄올 제조방법은 (a) 유기성 폐기물을 탈수공정을 통하여 함수율을 낮추는 단계(S100); (b) 상기 유기성 폐기물을 열가수분해 공정을 통하여 저분자 유기물로 분해하는 단계(S200); 및 (c) 상기 저분자 유기물을 혐기성 소화공정을 통하여 이산화탄소(CO2)와 메탄(CH4)이 혼합된 바이오가스를 생산하는 단계(S300)를 포함하며, 이하 본 명세서의 바이오가스라 함은 유기성 폐기물을 혐기성 소화할 때 발생되는 메탄과 이산화탄소 기체의 혼합물을 의미한다.Referring to FIG. 1, a method for producing methanol from organic wastes according to an embodiment of the present invention includes the steps of: (a) lowering the water content of organic wastes through a dehydration process (S100); (b) decomposing the organic waste into a low molecular organic material through a thermal hydrolysis process (S200); And (c) a step (S300) for the low-molecular-weight organic substance to produce carbon dioxide (CO 2) and methane (CH 4) is a bio-gas mixture through the anaerobic digestion process, referred to as biogas in the present description means the organic Means a mixture of methane and carbon dioxide gas generated when anaerobic digestion of waste is effected.

상기 (a) 단계(S100)는 유기성 폐기물의 1차 탈수 공정으로서, 유기성 폐기물인 하ㅇ폐수 슬러지는 수분이 약 97 내지 99%로 함수율이 높아 그 부피가 많아 처리하기 위해서는 큰 용량의 시설물이 필요하게 된다. 시설물의 용량을 절감하기 위하여 함수율을 80 내지 85%까지 낮추어주는 공정이다. 상기 (a) 단계(S100)에서의 1차 탈수 공정은 벨트프레스 또는 원심분리기를 이용하여 탈수 공정을 수행할 수 있다. 탈수공정 수행 후, 유기물 저류조에 탈수된 유기물을 저장한 후, 상기 (b) 단계(S200)에서의 열가수분해 공정으로 탈수된 유기물을 공급한다. The step (a) (S100) is a first dehydration process of the organic waste, The wastewater sludge has a water content of about 97 to 99%, which is high in water content. Therefore, a large capacity facility is required to treat the wastewater sludge. It is a process to lower the water content to 80 to 85% in order to reduce the capacity of facilities. The first dehydration process in step (a) (S100) may be performed by using a belt press or a centrifugal separator. After the dewatering process, the dehydrated organic material is stored in the organic material storage tank, and the dehydrated organic material is supplied through the thermal hydrolysis process in step (b) (S200).

상기 (b) 단계(S200)는 상기 (a) 단계(S100)에서 탈수된 유기성 폐기물의 고분자 유기물을 고온, 고압의 조건에서 당, 아미노산, 지방산 등의 저분자 유기물로 분해하는 공정이다. The step (b) (S200) is a step of decomposing the polymer organic material of the organic waste dehydrated in step (a) into low molecular organic materials such as sugar, amino acid, fatty acid and the like under high temperature and high pressure conditions.

상기 (b) 단계(S200)에서의 열가수분해 공정은 온도 150 내지 200 ℃조건에서 20 내지 60분간 수행할 수 있으며, 압력 4.7 내지 15.5 기압(bar) 조건에서 수행하는 것이 바람직하다.The heat hydrolysis process in step (b) (S200) may be performed at a temperature of 150 to 200 ° C for 20 to 60 minutes, and preferably at a pressure of 4.7 to 15.5 bar.

상기 (c) 단계(S300)는 상기 저분자 유기물을 혐기성 소화공정을 통하여 이산화탄소와 메탄이 혼합된 바이오가스를 생산하는 공정이다.The step (c) (S300) is a step of producing biogas in which carbon dioxide and methane are mixed through the anaerobic digestion process of the low molecular organic material.

유기물은 자연계에 방치하면 메탄과 이산화탄소로 분해되어 대기중으로 확산된다. 이렇게 대기중으로 확산됨으로 인하여 에너지자원이 낭비되고 지구 온난화에 악영향을 끼친다. 그러나, 이러한 유기물은 짧은 시간에 분해하면, 폐기물을 처리함과 동시에 폐기물로부터 메탄이라는 에너지를 회수하고, 이산화탄소를 함께 포집함으로서 온난화를 해소할 수 있다.Organic matter is decomposed into methane and carbon dioxide when it is left in the natural environment and diffuses into the atmosphere. This diffusion into the atmosphere wastes energy resources and adversely affects global warming. However, when the organic matter is decomposed in a short time, the waste is treated, the energy of methane is recovered from the waste, and the warming can be solved by collecting the carbon dioxide together.

상기 (c) 단계(S300)에서의 혐기성 소화 공정은 가수분해 단계, 산생성 단계, 아세트산생성 단계, 메탄생성 단계로 진행된다. 반응에 작용하는 균은 고세균이라는 미생물이 작용하며 혐기조건(산소가 없는 환경)에서 온도는 중온(30 내지 40 ℃) 도는 고온(55 ℃ 내외)에서 반응이 이루어지며, 반응식은 하기 반응식 1과 같다.The anaerobic digestion process in step (c) (S300) proceeds to a hydrolysis step, an acid production step, an acetic acid production step, and a methane production step. Microorganisms such as bacteria act on the reaction. In anaerobic condition (oxygen-free environment), the reaction takes place at a middle temperature (30 to 40 ° C) or a high temperature (about 55 ° C) .

[반응식 1][Reaction Scheme 1]

CxHyOzNvSw + 1/4(4x-h-2z+3v+2w)H2O → 1/8(4x-y+2z+3v+2w)CO2 + 1/8(4x-y+2z+3v+2w)CH4 + vNH3 + wH2S C x H y O z N v S w + 1/4 (4x-h-2z + 3v + 2w) H 2 O → 1/8 (4x-y + 2z + 3v + 2w) CO 2 + 1/8 ( 4x-y + 2z + 3v + 2w) CH 4 + vNH 3 + wH 2 S

(x, y, z, v, w는 각 원소 또는 분자의 몰비를 의미하며, 1 이상의 정수이다.)(x, y, z, v, w mean the molar ratio of each element or molecule, and is an integer of 1 or more).

상기 (c) 단계(S300)는 바이오가스는 황화수소, 암모니아, 실록산과 같은 불순물을 함유하고 있으므로, 메탄올 제조원료로 이용하기 전에 불순물을 제거하는 세정 공정(소화가스 세정 공정)을 수행할 수 있다. 세정 방법은 고압수 스크러빙, PSA(pressure swing adsorption), 아민흡착, 멤브레인 삼투 등의 방법이 적용될 수 있다. 상기 (c) 단계(S300)에서 제조된 바이오가스에는 1,000 내지 5,000 ppm 정도의 소량의 황화수소를 함유하고 있다. 황화수소는 악취 발생의 원인이 되고 몰과 반응하면 강한 산성을 가지고, 기계의 부식의 원인이 된다. 상기 황 성분은 수산화나트륨이나 철 킬레이트(iron chelate)와의 반응으로 제거할 수 있다.Since the biogas contains impurities such as hydrogen sulfide, ammonia, and siloxane in the step (c), a cleaning process (digestion gas cleaning process) for removing impurities before using the biogas as a raw material for methanol production can be performed. As the cleaning method, high pressure water scrubbing, pressure swing adsorption (PSA), amine adsorption, membrane osmosis, etc. can be applied. The biogas produced in the step (c) S300 contains a small amount of hydrogen sulfide of about 1,000 to 5,000 ppm. Hydrogen sulphide causes bad smell and reacts with mol, it has strong acidity and causes corrosion of machine. The sulfur component can be removed by reaction with sodium hydroxide or iron chelate.

본 발명의 일 형태에 따른 유기성 폐기물로부터의 메탄올 제조방법은 (c-1) 상기 (c) 단계(S300)에서 소화공정이 완료된 유기성 폐기물로부터 탈리액을 분리하는 단계(2차 탈수 공정)(S310); 및 (c-2) 상기 탈리액으로부터 스트루바이트(Struvite)를 석출 하는 단계(MAP Struvite 결정화 반응공정)(S320)을 더 포함할 수 있다.Methanol production process from the organic waste in accordance with one aspect of the present invention is (c-1) separating talriaek from organic waste digestion process is completed in the step (c) (S300) (2 primary dehydration step) (S310) ; And (c-2) precipitating struvite from the desalination solution ( MAP Struvite crystallization reaction process ) (S320).

상기 (c) 단계(S300)에서의 소화공정이 종료된 유기성 폐기물은 소화반응이 어려운 난분해성 물질과 무기물로 구성되며, 80 내지 90%의 수분을 함유하고 있으며, 상기 (c-1)단계(S310)에서 상기의 유기성 폐기물의 최종 처리를 위한 2차 탈수 공정을 수행할 수 있다. 이때, 상기 (c-1) 단계(S310)에서의 2차 탈수 공정은 상기 (a) 단계(S100)의 1차 탈수 공정과 동일한 방법으로 수행할 수 있으며, 상기 (c-1) 단계(S310)에서의 2차 탈수공정에 서 발생된 탈리액에는 상기 (c) 단계(S300)에서의 유기물이 포함하고 있던 인(P)과 질소(N)가 용해되어 있다. 상기 최종처리는 소화공정이 완료된 유기성 폐기물을 건조, 소각, 퇴비화 등의 방법에 의하여 그 부피를 최소화 또는 다른 용도로서 활용이 가능하게할 수 있다. The organic waste having been subjected to the digestion process in the step (c) (S300) is composed of a refractory substance and an inorganic substance difficult to digest and contains 80 to 90% of water. The step (c-1) S310), a secondary dehydration process for final treatment of the organic waste can be performed. At this time, the second dehydration process in step (c-1) (S310) may be performed in the same manner as the first dehydration process in step (a) The phosphorus (P) and nitrogen (N) contained in the organics in step (c) S300 are dissolved in the desolvation solution generated in the second dehydration process in step (c). The final treatment can minimize the volume of organic wastes that have undergone the digestion process, or make them available for other purposes by drying, incineration, or composting.

상기 (c-2) 단계(S320)는 상기 (c-1) 단계(S310)에서의 2차 탈수 공정에서 발생한 탈리액으로부터 스트루바이트(Struvite)를 석출하는 단계이다. 상기 2차 탈수 공정에서 발생한 내에는 다량의 인과 질소가 암모늄(NH4 +)과 인산염(PO4 +) 형태로 용해되어 있다. 상기 탈리액을 하천이나, 강으로 배출하면, 영양염류로서 수질오염의 원인이 되고, 정화를 위해 수처리 공정으로 반송시키면 수처리 공정에 과부하를 준다.The step (c-2) is a step of precipitating struvite from the desolvation solution generated in the second dehydration step in the step (c-1) (S310). In the secondary dehydration process, a large amount of phosphorus and nitrogen are dissolved in the form of ammonium (NH 4 + ) and phosphate (PO 4 + ). If the desalination liquid is discharged into a river or a river, it becomes a cause of water pollution as a nutrient salt, and when it is returned to the water treatment process for purification, it overloads the water treatment process.

이를 방지하기 위해, 탈리액에 마그네슘을 추가하여 반응시키면 하기의 반응식 2와 같이 스트루바이트(Struvite)를 석출한다.In order to prevent this, Struvite is precipitated as shown in the following reaction formula (2) by adding magnesium to the desalting solution.

[반응식 2][Reaction Scheme 2]

Mg2+ + NH4 + + PO4 3- → MgNH4PO4(MgNH4PO4ㅇ6H2O)Mg 2+ + NH 4 + + PO 4 3- → MgNH 4 PO 4 (MgNH 4 PO 4 O 6 H 2 O)

상기의 스트루바이트를 석출하여 회수하면 오염물질로부터 자원을 회수하여 최상의 비료로 사용할 수 있다.When the above struvite is precipitated and recovered, resources can be recovered from the pollutant and used as the best fertilizer.

본 발명의 일 형태에 따른 유기성 폐기물로부터의 메탄올 제조방법은 (d) 상기 (c) 단계(S300)에서 제조된 이산화탄소와 메탄가스가 혼합된 바이오가스를 개질하여 일산화탄소와 수소가 혼합된 메탄올 원료인 합성가스를 제조하는 단계(S400); 및 (e) 상기 메탄올 원료로부터 메탄올을 제조하는 단계(S500)를 더 포함한다.The method for producing methanol from organic wastes according to an embodiment of the present invention comprises the steps of (d) modifying the biogas mixed with carbon dioxide and methane gas produced in the step (c) (S300) to produce a methanol raw material mixed with carbon monoxide and hydrogen Producing a syngas (S400); And (e) producing methanol from the methanol feedstock (S500).

상기 (d) 단계(S400)는 상기 (c) 단계(S300)에서 제조된 바이오가스를 메탄을 제조원료가 될 수 있는 합성가스를 생산하는 단계이다(바이오가스 개질반응). 상기 (c) 단계(S300)에서 제조된 바이오가스의 성분은 CH4 가스가 약 50 내지 70%, CO2 가스가 약 30 내지 50 %로 구성되어 있으며, 상기 (d) 단계(S400)에서의 바이오가스 개질의 반응식은 하기 [반응식 3]와 같다.The step (d) (S400) is a step of producing the synthesis gas which can be used as a raw material for producing methane from the biogas produced in the step (c) (S300) ( biogas reforming reaction ). The composition of the biogas produced in step (c) (S300) may include about 50 to 70% of CH 4 gas and about 30 to 50% of CO 2 gas. In step (d) The reaction scheme of the biogas reforming is shown in the following reaction scheme 3.

[반응식 3][Reaction Scheme 3]

CO2 + CH4 → 2CO + 2H2 CO 2 + CH 4 - > 2CO + 2H 2

상기 (d) 단계(S400)에서의 개질 공정(반응식 3)에서 생산된 합성가스의 성분은 일산화탄소(CO)와 수소(H2)이며, CO 대 H2 비율은 1 : 1 (mole ratio)이다.The components of the synthesis gas produced in the reforming process (Scheme 3) in step (d) (step S400) are carbon monoxide (CO) and hydrogen (H 2 ), and the CO to H 2 ratio is 1: 1 .

상기 (d) 단계(S400)에서의 개질 반응에 사용하는 촉매는 니켈(Ni), 코발트(Co), 로듐(Rh), 루테늄(Ru), Mo2C, 팔라듐(Pd) 또는 백금(Pt)일 수 있다. 상기 (d) 단계(S400)에서의 개질 반응은 흡열성 반응이며, 개질 반응은 온도 800 내지 1,000 ℃에서 압력은 1 내지 20 기압 하에서 수행할 수 있다. 상기 반응식 2에 따른 반응을 통하여 바이오가스가 이산화탄소 수소 합성가스로 개질된다. 상기 (d) 단계의 개질반응에서의 기체공간속도(GHSV, Gas Hourly Space Velocity)는 1 내지 23 Sv[h-1]인 것이 바람직하다.Catalyst used in the reforming reaction in the step (d) (S400) is a nickel (Ni), cobalt (Co), rhodium (Rh), ruthenium (Ru), Mo 2 C, palladium (Pd) or platinum (Pt) Lt; / RTI > The reforming reaction in step (d) (S400) is an endothermic reaction, and the reforming reaction can be carried out at a temperature of 800 to 1,000 ° C and a pressure of 1 to 20 atm. Through the reaction according to Reaction Scheme 2, the biogas is reformed into a carbon dioxide hydrogen synthesis gas. The gas hourly space velocity (GHSV) in the reforming reaction in the step (d) ranges from 1 to 23 Sv [h < -1 >].

상기 (e) 단계(S500)는 상기 (d) 단계(S400)를 통하여 개질된 메탄올 원료를 포함하는 합성가스로부터 메탄올 제조하는 단계(메탄올 합성 공정)로서, 상기 (e) 단계(S500)는 200 내지 300 ℃에서 수행할 수 있다.The step (e) (S500) comprises a step ( methanol synthesis step ) of producing methanol from the synthesis gas containing the methanol raw material modified through the step (d) (step S400) To 300 < 0 > C.

상기 (e) 단계(S500)는 상기 (d) 단계(S400)에서의 개질 공정에서 생산된 일산화탄소(CO)와 수소(H2)의 합성가스를 이용하여 메탄올을 합성하며, 하기 반응식 4와 같이 반응한다.The step (e) (S500) by using a synthesis gas of carbon monoxide (CO) and hydrogen (H 2) produced in the reforming process in the step (d) (S400), and the synthesis of methanol, to as Scheme 4 And reacts.

[반응식 4][Reaction Scheme 4]

CO + 2H2 → CH3OHCO + 2H 2 - > CH 3 OH

상기 (e) 단계(S500)는 스팀의 형태로 H2를 공급할 수 있으며, 스팀을 통하여 부족한 H2를 보충할 수 있다.The step (e) (S500) may supply H 2 in the form of steam, and supplement the deficient H 2 through the steam.

상기 (e) 단계(S500)에서의 메탄올의 합성은 온도 473 내지 573 K(200 내지 300 ℃)일 수 있다.The synthesis of methanol in step (e) (S500) may be performed at a temperature of 473 to 573 K (200 to 300 ° C).

상기 (e) 단계(S500)에서의 메탄올 합성 반응(반응식 4)은 메탄올을 생성하기 위하여 단일의 CO와 2개의 H2 분자가 결합하기 위한 반응을 지원하기 위해 촉매를 이용할 수 있으며, 상기 촉매는 구리함유 촉매를 이용할 수 있으며, 구리함유 촉매는 Cu/ZnO/Al2O 또는 Cu/ZnO/Cr2O3 일 수 있다. 촉매 베드에서 이루어지는 높은 발열성 공정이으로. 상기 반응에서는 상당한 열량을 만들어내며, 상기 열은 보통 제조장 내의 용도로 스팀이나 전기 생산에 사용할 수 있다.The methanol synthesis reaction (Scheme 4) in the step (e) (S500) may use a catalyst to support a reaction for bonding a single CO and two H 2 molecules to produce methanol, A copper containing catalyst may be used, and the copper containing catalyst may be Cu / ZnO / Al 2 O or Cu / ZnO / Cr 2 O 3 . This is a highly exothermic process in the catalyst bed. This reaction produces a significant amount of heat, which can usually be used for steam or electricity production for use in the plant.

상기 (e) 단계(S500)는 메탄올 합성 반응 후, 증류를 통하여 메탄올을 분리할 수 있다. 상기 반응식 4를 통한 메탄올 제조시, 생성물에는 메탄올뿐만 아니라, 물과 소량의 분자량이 높은 알코올로 구성된다.In step (e) (S500), methanol may be separated through distillation after the methanol synthesis reaction. In the preparation of methanol by the above reaction scheme 4, the product is composed not only of methanol but also water and a small amount of alcohol having a high molecular weight.

이하에서는 본 발명을 실시 예에 의하여 더욱 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명이 실시 예에 의하여 더욱 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples. However, the present invention is not limited by the examples.

실시예 1. 바이오 가스 제조Example 1. Preparation of biogas

중량기준 50wt%의 생슬러지(수처리공정에서의 1차 침전물)와 50 wt%잉여슬러지(수처리공정에서의 2차 침전물로서 생물반응에서 증식된 미생물을 주 성분으로 함)를 혼합한 혼합슬러지(100 wt%)를 벨트프레스 또는 원심분리기를 이용하여 탈수 공정을 수행한 후, 혼합슬러지에 대하여 20분 동안 150 내지 200 ℃에서, 각각, 4.7, 6.2, 7.9, 10.2, 12.5, 15.5 bar의 압력 조건으로 열가수분해를 수행한 후, 혐기조건(산소가 없는 환경)에서 중온(30 내지 40 ℃) 도는 고온(55 ℃ 내외)에서 혐기서 소화공정을 진행하였으며, 그에 따른 소화효율 및 바이오가스 생산율(1 M3/kg × 소화효율(%))을 확인하였다. 그 결과를 하기 표 1에 정리하였다.Mixed sludge (100% by weight) in which 50% by weight of raw sludge (primary precipitate in water treatment process) and 50% by weight of surplus sludge (microorganism grown in bioreaction as a main component as a secondary precipitate in water treatment process) The sludge was subjected to a dewatering process using a belt press or a centrifuge at a pressure of 4.7, 6.2, 7.9, 10.2, 12.5 and 15.5 bar at 150 to 200 ° C for 20 minutes After hydrothermal hydrolysis, the anaerobic digestion process was carried out under anaerobic conditions (oxygen free environment) at a moderate temperature (30-40 ° C) or high temperature (55 ° C or so), and digestion efficiency and biogas production rate (1 M 3 / kg × digestion efficiency (%)). The results are summarized in Table 1 below.

반응시간Reaction time 온도(℃)Temperature (℃) 압력(bar)Pressure (bar) 소화효율(%)Digestion Efficiency (%) 바이오 가스 생산율Biogas production rate 20 분20 minutes 150150 4.74.7 40.340.3 1 M3/kg × 소화된 유기물(소화효율)1 M 3 / kg × digested organic matter (digestion efficiency) 160160 6.26.2 42.042.0 170170 7.97.9 43.743.7 180180 10.210.2 44.244.2 190190 12.512.5 41.541.5 200200 15.515.5 36.036.0

실시예 2. 바이오 가스 제조Example 2. Production of biogas

상기 실시예 1과 동일하게 수행하되, 반응시간을 30분으로 하여 열가수분해 및 혐기성 소화 공정을 수행하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 정리하였다.The hydrolysis and the anaerobic digestion were carried out in the same manner as in Example 1 except that the reaction time was 30 minutes. The results are summarized in Table 2 below.

반응시간Reaction time 온도(℃)Temperature (℃) 압력(bar)Pressure (bar) 소화효율(%)Digestion Efficiency (%) 바이오 가스 생산율Biogas production rate 30 분30 minutes 150150 4.74.7 42.542.5 1 M3/kg × 소화된 유기물(소화효율)1 M 3 / kg × digested organic matter (digestion efficiency) 160160 6.26.2 44.244.2 170170 7.97.9 45.945.9 180180 10.210.2 46.446.4 190190 12.512.5 43.743.7 200200 15.515.5 38.238.2

실시예 3. 바이오 가스 제조Example 3: Biogas production

상기 실시예 1과 동일하게 수행하되, 반응시간을 40분으로 하여 열가수분해 및 혐기성 소화 공정을 수행하였으며, 그 결과를 하기 표 3에 정리하였다.The hydrolysis and anaerobic digestion were carried out in the same manner as in Example 1 except that the reaction time was 40 minutes. The results are summarized in Table 3 below.

반응시간Reaction time 온도(℃)Temperature (℃) 압력(bar)Pressure (bar) 소화효율(%)Digestion Efficiency (%) 바이오 가스 생산율Biogas production rate 40 분40 minutes 150150 4.74.7 47.247.2 1 M3/kg × 소화된 유기물(소화효율)1 M 3 / kg × digested organic matter (digestion efficiency) 160160 6.26.2 48.948.9 170170 7.97.9 50.650.6 180180 10.210.2 51.151.1 190190 12.512.5 48.448.4 200200 15.515.5 42.942.9

실시예 4. 바이오 가스 제조Example 4. Production of biogas

상기 실시예 1과 동일하게 수행하되, 반응시간을 50분으로 하여 열가수분해 및 혐기성 소화 공정을 수행하였으며, 그 결과를 하기 표 4에 정리하였다.The hydrolysis and anaerobic digestion were carried out in the same manner as in Example 1 except that the reaction time was 50 minutes. The results are summarized in Table 4 below.

반응시간Reaction time 온도(℃)Temperature (℃) 압력(bar)Pressure (bar) 소화효율(%)Digestion Efficiency (%) 바이오 가스 생산율Biogas production rate 50 분50 minutes 150150 4.74.7 46.846.8 1 M3/kg × 소화된 유기물(소화효율)1 M 3 / kg × digested organic matter (digestion efficiency) 160160 6.26.2 48.548.5 170170 7.97.9 50.250.2 180180 10.210.2 50.750.7 190190 12.512.5 48.048.0 200200 15.515.5 42.542.5

실시예 5. 바이오 가스 제조Example 5. Production of biogas

상기 실시예 1과 동일하게 수행하되, 반응시간을 60분으로 하여 열가수분해 및 혐기성 소화 공정을 수행하였으며, 그 결과를 하기 표 5에 정리하였다.The thermal hydrolysis and the anaerobic digestion were carried out in the same manner as in Example 1 except that the reaction time was 60 minutes. The results are summarized in Table 5 below.

반응시간Reaction time 온도(℃)Temperature (℃) 압력(bar)Pressure (bar) 소화효율(%)Digestion Efficiency (%) 바이오 가스 생산율Biogas production rate 60 분60 minutes 150150 4.74.7 47.147.1 1 M3/kg × 소화된 유기물(소화효율)1 M 3 / kg × digested organic matter (digestion efficiency) 160160 6.26.2 48.848.8 170170 7.97.9 50.550.5 180180 10.210.2 51.051.0 190190 12.512.5 48.348.3 200200 15.515.5 42.842.8

비교예.Comparative Example.

상기 실시예 1과 동일하게 수행하되, 열가수분해 공정을 수행하지 않았으며, 그 결과 슬러지의 소화효율은 35 % 전후의 값을 보였다.The same procedure as in Example 1 was carried out except that the thermal hydrolysis process was not performed. As a result, the digestion efficiency of the sludge was about 35%.

실시예 6. 개질공정Example 6. Modification process

상기 실시예 3에서 제조된 바이오가스를 하기의 표 6에 따른 Nickel 베이스 촉매 조건 및 반응조건에 따라 바이오가스 개질공정을 수행하여 CO와 H2 합성가스를 생산하였으며, 그에 따른 CH4/CO2의 H2/CO 전환율을 측정하였다.The biogas produced in Example 3 was subjected to a biogas reforming process according to the nickel-based catalyst conditions and the reaction conditions shown in Table 6 below to produce CO and H 2 synthesis gas. The resulting CH 4 / CO 2 The H 2 / CO conversion was measured.

시료 No.Sample No. 촉매(catalyst)Catalyst
(중량비)(Weight ratio)
반응조건Reaction conditions CHCH 44 /CO/ CO 22 의 HOf H 22 /CO 전환율/ CO conversion rate
온도Temperature GHSVGHSV
(Sv[h(Sv [h -1-One ])])
압력pressure
1One Ca/Ni/K
(2 : 1 : 0.1)
Ca / Ni / K
(2: 1: 0.1)
860 ℃860 ° C 5.045.04 1 atm1 atm 95%/95%95% / 95%
22 Ni/K-MgO-ZrO2 Ni / K-MgO-ZrO 2 750 ℃750 ℃ -- 1 atm1 atm 85%/85%85% / 85% 33 Ni/Al2O3-K-Sn-Mn-Ca Ni / Al 2 O 3 -K- Sn-Mn-Ca 750 ℃750 ℃ 1515 1 atm1 atm 80%/85%80% / 85% 44 Ni/ZrO2-CeO2-La2O3-K2O Ni / ZrO 2 -CeO 2 -La 2 O 3 -K 2 O 500 ~ 700 ℃ 500 to 700 ° C 0.950.95 1 atm1 atm 70%/70%70% / 70% 55 Ni/(Co,Ca,K,Ba,La,Ce)-MgO-ZrO2 Ni / (Co, Ca, K , Ba, La, Ce) -MgO-ZrO 2 750 ℃750 ℃ 144144 1 atm1 atm 53%/60%53% / 60% 66 Ni-Al2O3-K Ni-Al 2 O 3 -K 700 ℃700 ℃ 22.522.5 1 atm1 atm 57%/67%57% / 67% 77 Ni-MgO-KNi-MgO-K 650 ℃650 ° C 5.55.5 1 atm1 atm 32%/42%32% / 42% 88 Ni-Al2O3-K-CeO2-Mn
Ni-Al 2 O 3 -K- CeO 2 -Mn
600 ℃600 ℃ 2.852.85 1 atm1 atm 85%/85%85% / 85%

실시예 7. 메탄올 합성Example 7. Synthesis of methanol

상기 실시예 6을 통하여 개질된 CO/H2 합성가스로부터 하기 반응식 5를 따라 메탄올을 합성하였다.Methanol was synthesized from the CO / H 2 synthesis gas modified through Example 6 according to the following Reaction Scheme 5.

[반응식 5][Reaction Scheme 5]

메탄올 합성 : CO + 2H2 → CH3OHMethanol synthesis: CO + 2H 2 → CH 3 OH

메탄올 합성반응은 메탄올 제품을 생성하기 위해 단일의 CO와 2개의 H2 분자가 결합하기 위한 반응을 지원하기 위해 Ni/Fe 촉매를 사용한다. 상기 반응은 발열반응이므로 상당한 열량을 발생시키며, 발생된 열은 제조장 내의 용도로 스팀이나 전기 생산에 사용된다. 메탄올 합성에는 수소분자 대 일산화탄소 분자 비율은 2:1이다.The methanol synthesis reaction uses a Ni / Fe catalyst to support the reaction of a single CO and two H2 molecules to form a methanol product. Since the reaction is an exothermic reaction, a considerable amount of heat is generated, and the generated heat is used for production of steam or electricity for use in the manufacturing site. For methanol synthesis, the ratio of hydrogen molecules to carbon monoxide molecules is 2: 1.

이상, 본 발명내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의해 정의된다고 할 것이다. Having described specific portions of the present invention in detail, those skilled in the art will appreciate that these specific embodiments are merely preferred embodiments and that the scope of the present invention is not limited thereby. something to do. Accordingly, the actual scope of the present invention will be defined by the appended claims and their equivalents.

Claims (9)

(a) 유기성 폐기물을 탈수공정을 통하여 함수율을 낮추는 단계;
(b) 상기 유기성 폐기물을 열가수분해 공정을 통하여 저분자 유기물로 분해하는 단계; 및
(c) 상기 저분자 유기물을 혐기성 소화공정을 통하여 이산화탄소와 메탄이 혼합된 바이오가스를 생산하는 단계를 포함하는 유기성 폐기물로부터의 메탄올 제조방법.
(a) lowering the moisture content of the organic waste through a dehydration process;
(b) decomposing the organic waste into a low molecular organic material through a thermal hydrolysis process; And
(c) producing the biogas in which carbon dioxide and methane are mixed through the anaerobic digestion process of the low molecular organic material.
제 1 항에 있어서,
상기 (b) 단계는 150 내지 200 ℃에서, 20 내지 60분 동안 수행하는 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물로부터의 메탄올 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the step (b) is carried out at 150 to 200 ° C for 20 to 60 minutes.
제 2 항에 있어서,
상기 (b) 단계는 4.7 내지 15.5 bar에서 수행하는 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물로부터의 메탄올 제조방법.
3. The method of claim 2,
Wherein the step (b) is carried out at 4.7 to 15.5 bar.
제 1 항에 있어서,
상기 (c) 단계는 바이오가스를 생산한 후, 수산화나트륨 또는 철킬레이트와 반응하여 황화수소를 제거하는 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물로부터의 메탄올 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the step (c) comprises producing biogas and then reacting with sodium hydroxide or iron chelate to remove hydrogen sulfide.
제 1 항에 있어서,
(c-1) 상기 (c) 단계에서 소화공정이 완료된 유기성 폐기물로부터 탈리액을 분리하는 단계(2차 탈수 공정); 및 (c-2) 상기 탈리액으로부터 스트루바이트(Struvite)를 석출 하는 단계(MAP Struvite 결정화 반응공정)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물로부터의 메탄올 제조방법.
The method according to claim 1,
(c-1) separating the desorbing liquid from the organic waste having undergone the digestion process in the step (c) ( secondary dehydration process ); And (c-2) precipitating struvite from the desalination solution ( MAP Struvite crystallization reaction process ).
제 1 항에 있어서,
(d) 상기 (c) 단계에서 제조된 이산화탄소와 메탄가스가 혼합된 바이오가스를 개질하여 일산화탄소와 수소가 혼합된 합성가스를 제조하는 단계; 및
(e) 상기 합성가스로부터 메탄올을 합성하는 단계를 더 포함하는 유기성 폐기물로부터의 메탄올 제조방법.
The method according to claim 1,
(d) modifying the biogas mixed with carbon dioxide and methane gas produced in the step (c) to produce a synthesis gas in which carbon monoxide and hydrogen are mixed; And
(e) synthesizing methanol from the synthesis gas.
제 6 항에 있어서,
상기 (d) 단계는 니켈(Ni), 코발트(Co), 로듐(Rh), 루테늄(Ru), Mo2C, 파라듐(Pd) 또는 백금(Pt)계 촉매를 이용하여 수행하는 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물로부터의 메탄올 제조방법.
The method according to claim 6,
The step (d) is performed using nickel (Ni), cobalt (Co), rhodium (Rh), ruthenium (Ru), Mo 2 C, palladium (Pd) ≪ / RTI >
제 7 항에 있어서,
상기 (d) 단계는 600 내지 1,000 ℃, 1 내지 20 bar에서 수행하는 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물로부터의 메탄올 제조방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the step (d) is performed at a temperature of 600 to 1,000 ° C. and 1 to 20 bar.
제 6 항에 있어서,
상기 (e) 단계는 200 내지 300 ℃에서 수행하는 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물로부터의 메탄올 제조방법.
The method according to claim 6,
Wherein the step (e) is performed at 200 to 300 < 0 > C.
KR1020170177315A 2017-12-21 2017-12-21 Process for producing methanol from organicwastes KR20190075595A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170177315A KR20190075595A (en) 2017-12-21 2017-12-21 Process for producing methanol from organicwastes

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170177315A KR20190075595A (en) 2017-12-21 2017-12-21 Process for producing methanol from organicwastes

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20190075595A true KR20190075595A (en) 2019-07-01

Family

ID=67255681

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170177315A KR20190075595A (en) 2017-12-21 2017-12-21 Process for producing methanol from organicwastes

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20190075595A (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020010902A (en) 2000-02-29 2002-02-06 마스다 노부유키 Biomass gasifying furnace and system for methanol synthesis using gas produced by gasifying biomass

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020010902A (en) 2000-02-29 2002-02-06 마스다 노부유키 Biomass gasifying furnace and system for methanol synthesis using gas produced by gasifying biomass

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Dalena et al. Methanol production and applications: an overview
US7691182B1 (en) Process for hydrogen production via integrated processing of landfill gas and biomass
Hosseini et al. Hydrogen production from renewable and sustainable energy resources: Promising green energy carrier for clean development
Buonomenna et al. Membrane processes and renewable energies
Bičáková et al. Production of hydrogen from renewable resources and its effectiveness
JP5738989B2 (en) How to convert biogas to methane-rich gas
CA2624510C (en) Process for generating methane and/or methane hydrate from biomass
Budzianowski Negative net CO2 emissions from oxy-decarbonization of biogas to H2
US20110175032A1 (en) Method and plant for the production of synthesis gas from biogas
Atelge et al. A critical overview of the state-of-the-art methods for biogas purification and utilization processes
EP3390333A1 (en) Integrated system and method for producing methanol product
CN111547678B (en) Method and system for preparing methanol by full-component thermal catalysis of marsh gas
US20100233775A1 (en) System for the production of methane and other useful products and method of use
US11946001B2 (en) Process and system for producing fuel
CN102250956A (en) Method for preparing hydrogen-blended natural gas by using biomass raw materials
KR101771131B1 (en) Integrated process system of biogas pre-treatment for high temperature fuel cell
US20150159126A1 (en) System for hydrogen production and carbon sequestration
WO2022159408A1 (en) Biogas conversion to mixed alcohols
EP2650257B1 (en) Device for the synthesis of regenerative methanol from methane gas containing co2
JP2006329072A (en) Fuel supplying method and fuel supply system
KR20140034623A (en) Biogas fuel cells system and gas supplying method thereto
KR20190075595A (en) Process for producing methanol from organicwastes
CN220537493U (en) System for preparing hydrogen from landfill leachate biogas
US20100167369A1 (en) Biomass As A Sustainable Energy Source
JPH1135503A (en) Production apparatus for methanol from digestion gas

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment