KR20200104457A - 연소회재를 이용한 수소생산 포집공정시스템 및 포집방법 - Google Patents

연소회재를 이용한 수소생산 포집공정시스템 및 포집방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20200104457A
KR20200104457A KR1020190022407A KR20190022407A KR20200104457A KR 20200104457 A KR20200104457 A KR 20200104457A KR 1020190022407 A KR1020190022407 A KR 1020190022407A KR 20190022407 A KR20190022407 A KR 20190022407A KR 20200104457 A KR20200104457 A KR 20200104457A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
ash
hydrogen
water
agitator
separation membrane
Prior art date
Application number
KR1020190022407A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102210926B1 (ko
Inventor
배달희
박영철
진경태
선도원
박재현
조성호
이동호
이도연
남형석
이승용
박재혁
신종선
이창근
류호정
최유진
Original Assignee
한국에너지기술연구원
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 한국에너지기술연구원 filed Critical 한국에너지기술연구원
Priority to KR1020190022407A priority Critical patent/KR102210926B1/ko
Publication of KR20200104457A publication Critical patent/KR20200104457A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102210926B1 publication Critical patent/KR102210926B1/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • C01B3/0005Reversible uptake of hydrogen by an appropriate medium, i.e. based on physical or chemical sorption phenomena or on reversible chemical reactions, e.g. for hydrogen storage purposes ; Reversible gettering of hydrogen; Reversible uptake of hydrogen by electrodes
    • C01B3/001Reversible uptake of hydrogen by an appropriate medium, i.e. based on physical or chemical sorption phenomena or on reversible chemical reactions, e.g. for hydrogen storage purposes ; Reversible gettering of hydrogen; Reversible uptake of hydrogen by electrodes characterised by the uptaking medium; Treatment thereof
    • C01B3/0073Slurries, Suspensions
    • 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
    • C01B3/50Separation of hydrogen or hydrogen containing gases from gaseous mixtures, e.g. purification
    • C01B3/501Separation of hydrogen or hydrogen containing gases from gaseous mixtures, e.g. purification by diffusion
    • 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
    • C01B3/50Separation of hydrogen or hydrogen containing gases from gaseous mixtures, e.g. purification
    • C01B3/508Separation of hydrogen or hydrogen containing gases from gaseous mixtures, e.g. purification by selective and reversible uptake by an appropriate medium, i.e. the uptake being based on physical or chemical sorption phenomena or on reversible chemical reactions
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C5/00Methods or apparatus for filling containers with liquefied, solidified, or compressed gases under pressures
    • F17C5/06Methods or apparatus for filling containers with liquefied, solidified, or compressed gases under pressures for filling with compressed gases
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2227/00Transfer of fluids, i.e. method or means for transferring the fluid; Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/01Propulsion of the fluid
    • F17C2227/0128Propulsion of the fluid with pumps or compressors
    • F17C2227/0135Pumps
    • 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
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/32Hydrogen storage

Abstract

본 발명은 연소회재를 이용한 수소생산 포집공정시스템 및 포집방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수소생산 포집공정시스템에 있어서, 물과, 회재, 첨가제가 공급되어 혼합 교반시키는 회재교반기; 상기 회재 교반기에서 생성된 잔여 회재가 배출되어 저장되는 회재저장부; 상기 회재교반기에서 생성된 수소가 저장되는 수소저장조;를 포함하는 것을 특징으로 하는 연소회재를 이용한 수소생산 포집공정시스템에 관한 것이다.

Description

연소회재를 이용한 수소생산 포집공정시스템 및 포집방법{System and Method for generating H2 using ash}
본 발명은 연소회재를 이용한 수소생산 포집공정시스템 및 포집방법에 관한 것이다.
현재 전 세계적으로 에너지 자원 고갈에 대한 문제가 서서히 드러나면서 차세대 에너지에 대한 관심도가 높아지고 있다. 그 중에서도 수소에너지는 석유값의 지속적인 상승 및 화석자원의 고갈이 전망되는 현 시점에서 전기를 직접 공급하기 곤란한 수송분야 및 원격지 등에 사용할 2차에너지로서 각광받고 있다. 특히 지구 온난화 방지를 위하여 교토 의정서가 발효됨에 따라 이산화탄소의 저감대책이 중요한 화두로 떠오르면서 대체에너지원으로서의 수소에너지에 대한 관심은 더욱 증대되고 있다.
수소를 얻기 위해서는 화합물 형태로 존재하는 수소를 분리하여야 한다. 가장 일반적인 예로서 물(H2O)를 수소(H2)와 산소(O)로 분리하는 방법이 있다. 현재 가장 널리 사용하는 방법은 천연가스에 포함된 메탄의 수증기개질법, 전기분해법, 열화학분해법 등이 있다.
아울러, 발전소에서 스팀 생성과 발전이 끝난 후 연소회재(비산회재)를 처리하는 과정에서 많은 어려움이 발생하고 있는 실정이다
따라서 처리하는데 막대한 비용이 드는 연소회재를 이용해 연소회재 내에 존재하는 알칼리 금속 성분을 이용하여 수소를 발생시키고 포집할 수 있는 시스템의 개발이 요구되었다.
대한민국 등록특허 제1356630호 일반 등록특허 제5103166호 대한민국 등록특허 제1669564호 대한민국 등록특허 제1559879호
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 실시예에 따르면, 처리하는데 막대한 처리비용이 드는 연소회재를 이용해 연소회재 내에 존재하는 알칼리 금속 성분을 이용한 수소발생 공정시스템을 구성해 미래의 에너지인 수소를 생산하고 남은 잔여 회재를 콘크리트 원료 및 복토재 등 골재로 활용할 수 있도록 하여 이에 연소회재를 처리하는데 불필요한 비용이 들지 않고 에너지를 재창출할 수 있는 연소회재를 이용한 수소생산 포집공정시스템 및 포집방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 제1목적은, 수소생산 포집공정시스템에 있어서, 물과, 회재, 첨가제가 공급되어 혼합 교반시키는 회재교반기; 상기 회재 교반기에서 생성된 잔여 회재가 배출되어 저장되는 회재저장부; 및 상기 회재교반기에서 생성된 수소가 저장되는 수소저장조;를 포함하는 것을 특징으로 하는 연소회재를 이용한 수소생산 포집공정시스템으로서 달성될 수 있다.
그리고 회재교반기는 물과, 회재, 첨가제가 혼합 교반되어 생성된 복합가스가 배출되는 복합가스배출부와, 상기 잔여 회재가 배출되는 회재배출부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 복합가스 배출부 후단 일측에 구비되어 상기 복합가스에서 수소를 분리하여 상기 수소저장조로 배출시키는 수소분리막모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
그리고 수소분리막모듈과 상기 회재교반기 사이에 구비되어, 상기 복합가스배출부에서 배출된 복합가스 내의 수분을 분리제거하여 복합가스를 상기 수소분리막모듈로 배출시키는 수분분리막모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 수분분리막모듈에서 분리된 수분을 응축하여 저장되고, 상기 수소분리막모듈에서 분리배출된 잔여가스가 유입되어 벤트시키는 응축수 저장조를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
그리고 회재교반기에서 생성된 슬러리 형태의 잔여 회재를 이송시키는 스크류 컨베이어를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 회재교반기로 물을 공급하는 물공급부와, 회재를 상기 회재교반기로 공급하는 회재공급부와, 상기 회재교반기로 첨가제를 공급하는 첨가제공급부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
그리고 응축수 저장조에 저장된 물은 수처리시설을 거쳐 상기 물공급부를 통해 상기 회재교반기로 재공급되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 첨가제는 NaOH, CaOH인 것을 특징으로 할 수 있다.
그리고 회재교반기에서 하기의 식(1)(2)(3)에 의해 수소가 생산되는 것을 특징으로 할 수 있다.
Figure pat00001
또한, 스크류 컨베이어에 의해 이송되어 회재저장부에 저장된 잔여회재는 콘크리트 혼합재의 원료 또는 복토재 등 골재로 이용되는 것을 특징으로 할 수 있다.
그리고 수소분리막모듈에 의해 분리된 수소를 상기 수소저장조로 압축하여 조장하는 압축펌프를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 물공급부와, 회재공급부, 첨가제공급부, 상기 회재교반기, 스크류 컨베이어 및 상기 압축펌프의 구동을 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 제2목적은 수소생산 포집방법에 있어서, 회재교반기 내로 물, 회재 및 첨가제가 투입되는 단계; 상기 회재교반기에서 물, 회재 및 첨가제가 혼합, 교반되어 스크류 컨베이어를 통해 잔여회재가 배출되고, 복합가스 배출부를 통해 복합가스가 배출되는 단계; 수분분리막 모듈에 의해 상기 복합가스 배출부에서 배출된 복합가스 내의 수분을 분리제거하여 수분이 제거된 복합가스를 배출시키는 단계; 및 수소분리막모듈로 상기 복합가스가 공급되어 상기 복합가스에서 수소를 분리하고, 분리된 수소는 압축펌프에 의해 압축되어 수소저장조에 저장되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 연소회재를 이용한 수소생산 포집방법으로서 달성될 수 있다.
그리고 상기 수분이 제거된 복합가스를 배출시키는 단계에서, 상기 수분분리막모듈에서 분리된 수분은 응축되어 응축수 저장조에 저장되고, 상기 응축수 저장조에 저장된 물은 수처리시설을 거쳐 물공급부를 통해 상기 회재교반기로 재공급되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 스크류 컨베이어에 의해 이송되어 회재저장부에 저장된 잔여회재는 콘크리트 혼합재의 원료 또는 복토재 등 골재로 이용되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 연소회재를 이용한 수소생산 포집공정시스템 및 포집방법에 따르면, 처리하는데 막대한 처리비용이 드는 연소회재를 이용해 연소회재 내에 존재하는 알칼리 금속 성분을 이용한 수소발생 공정시스템을 구성해 미래의 에너지인 수소를 생산하고 남은 잔여 회재를 콘크리트의 원료, 복토재 등의 골재로 활용할 수 있도록 하여 이에 연소회재를 처리하는데 불필요한 비용이 들지 않고 에너지를 재창출할 수 있는 효과를 갖는다.
한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석 되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 회재교반기 내에서 수소와 물, 첨가제가 반응하여 수소가 발생되는 반응식,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 연소회재를 이용한 수소생산 포집공정시스템의 구성도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 제어부의 신호흐름을 나타낸 블록도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 연소회재를 이용한 수소생산 포집공정방법의 흐름도를 도시한 것이다.
이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 예를 들면, 직각으로 도시된 영역은 라운드지거나 소정 곡률을 가지는 형태일 수 있다. 따라서 도면에서 예시된 영역들은 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서의 다양한 실시예들에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서, 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는데 있어 별 이유 없이 혼돈이 오는 것을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 본 발명의 실시예에 따른 연소회재를 이용한 수소생산 포집공정시스템(100)에 대해 설명하도록 한다. 먼저 본 발명은 연소회재 내의 알칼리 금속과 물의 반응성을 이용한 것으로 그 기본 원리부터 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 회재교반기 내에서 수소와 물, 첨가제 NaOH가 반응하여 수소가 발생되는 반응식을 나타낸 것이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 연소 회재 내의 알칼리 금속과 물이 반응하여 수소가 발생되는 원리이며, 연소회재와 물과 첨가제인 NaOH를 후에 설명하는 회재교반기에서 교반시키게 된다.
강 알칼리성 용액의 (OH)는 AlO2를 형성하는 알루미늄 표면의 보호 산화물 층을 파괴할 수 있다. 따라서 산소층이 파괴되면 알루미늄은 실온에서도 알칼리성 환경에 쉽게 용해되어 수소 생성을 일으킬 수 있다.
반응식 (1)에서 수소발생을 위해 고갈된 NaOH는 반응식 (2)에서 NaAl(OH)4 분해를 통해 재생된다. 따라서 본질적으로 반응이 적절하게 제어되면, 전체 공정 동안 물만 소모된다. 이에 생성되는 복합가스는 후에 설명되는 바와 같이, 수소분리막모듈을 통해 분리해서 압축한 다음 수소저장조에 저장하고, 잔여 회재는 콜크리트의 원료와 복토재 등 골재로 쓰이게 할 수 있고, 응축된 물은 재순환시켜 반응물로 재사용할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 연소회재를 이용한 수소생산 포집공정시스템(100)의 구성 및 기능에 대해 설명하도록 한다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 연소회재를 이용한 수소생산 포집공정시스템(100)의 구성도를 도시한 것이다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 제어부의 신호흐름을 나타낸 블록도를 도시한 것이다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 연소회재를 이용한 수소생산 포집공정방법의 흐름도를 도시한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 연소회재를 이용한 수소생산 포집공정시스템(100)은, 물과, 회재, 첨가제가 공급되어 혼합 교반시키는 회재교반기(10)와, 회재 교반기(10)에서 생성된 잔여 회재가 배출되어 저장되는 회재저장부(22)와, 회재교반기(10)에서 생성된 수소가 저장되는 수소저장조(60)를 포함하여 구성될 수 있다.
회재교반기(10) 내로 물과, 회재, 첨가제가 투입되게 된다(S1). 물공급부(1)에 의해 회재교반기(10)로 물이 공급되고, 회재공급부(2)를 통해 연소회재가 회재교반기(10)로 공급되며, 첨가제공급부(3)를 통해 회재교반기(10) 내로 첨가제가 공급되게 된다. 이때 첨가제는 NaOH일 수 있다.
회재교반기(10)는 물과, 회재, 첨가제가 혼합 교반되어 앞서 언급한 반응이 일어나게 되며(S2), 생성된 복합가스는 상부의 복합가스배출부(11)를 통해 배출되고, 잔여 회재는 하부의 회재배출부(21)를 통해 배출되게 된다.
그리고 회재배출부(21)는 회재교반기(10)에서 생성된 슬러리 형태의 잔여 회재를 이송시키는 스크류컨베이어(20)를 포함하여 구성되며, 이러한 스크류컨베이어(20)에 의한 이송단계에서 물배출부(23)를 통해 배출된 물은 수처리시설로 보내지게 된다.
또한, 스크루컨베이어(20)에 의해 이송된 잔여회재는 회재저장부(22)에 저장되며, 저장된 잔여회재는 시멘트의 원료로 활용되게 된다(S3).
그리고 회재교반기(10)의 복합가스배출부(11)를 통해 배출된 복합가스는 수분분리막모듈(30)을 거치면서 수분이 제거되게 된다(S4). 이러한 수분분리막모듈(30)의 의해 분리된 수분은 물토출부(32)를 통해 응축수 저장조(40)로 유입되며(S5), 수분이 제거된 복합가스는 복합가스토출부(31)를 통해 배출되게 된다.
그리고 수분분리막모듈(30)에서 분리된 수분은 응축되어 응축수 저장조(40)에 저장되고, 응축수 저장조(40)에 저장된 물은 수처리시설을 거쳐 물공급부(1)를 통해 회재교반기(10)로 재공급될 수 있다(S5).
그리고 복합가스토출부(31)를 통해 배출된 복합가스는 수소분리막모듈(50)로 유입되어, 복합가스 내의 수분을 분리하게 된다(S6). 그리고 분리된 수소는 압축펌프(52)에 의해 압축되어 수소저장조(60)에 저장되게 된다(S7).
응축수 저장조(40)는 수분분리막모듈(30)에서 분리된 수분을 응축하여 저장되고, 수소분리막모듈(50)의 잔여가스배출부(51)를 통해 분리배출된 잔여가스가 유입되어 벤트시키게 된다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 연소회재를 이용한 수소생산 포집공정시스템(100)의 제어부는 도 3에 도시된 바와 같이, 물공급부(1)와, 회재공급부(2), 첨가제공급부(3), 회재교반기(10), 스크류컨베이어(20) 및 압축펌프(52)의 구동을 총체적으로 제어하게 된다.
따라서 본 발명의 실시예에 따른 연소회재를 이용한 수소생산 포집공정시스템 및 포집방법에 따르면, 처리하는데 박대한 비용이 드는 연소회재를 이용해 연소회재 내에 존재하는 알칼리 금속 성분을 이용한 수소발생 공정시스템을 구성해 미래의 에너지인 수소를 생산하고 남은 잔여 회재를 시멘트 원료로 활용할 수 있도록 하여 이에 연소회재를 처리하는데 불필요한 비용이 들지 않고 에너지를 재창출할 수 있게 된다.
또한, 상기와 같이 설명된 장치 및 방법은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
1:물공급부
2:회재공급부
3:첨가제공급부
10:회재교반기
11:복합가스배출부
20:스크류컨베이어
21:회재배출부
22:회재저장부
23:물배출부
30:수분분리막모듈
31:복합가스토출부
32:물토출부
40:응축수저장조
50:수소분리막모듈
51:잔여가스배출부
52:압축펌프
60:수소저장조
100:연소회재를 이용한 수소생산 포집공정시스템

Claims (16)

  1. 수소생산 포집공정시스템에 있어서,
    물과, 회재, 첨가제가 공급되어 혼합 교반시키는 회재교반기;
    상기 회재 교반기에서 생성된 잔여 회재가 배출되어 저장되는 회재저장부;
    상기 회재교반기에서 생성된 수소가 저장되는 수소저장조;를 포함하는 것을 특징으로 하는 연소회재를 이용한 수소생산 포집공정시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 회재교반기는 물과, 회재, 첨가제가 혼합 교반되어 생성된 복합가스가 배출되는 복합가스배출부와, 상기 잔여 회재가 배출되는 회재배출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 연소회재를 이용한 수소생산 포집공정시스템.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 복합가스 배출부 후단 일측에 구비되어 상기 복합가스에서 수소를 분리하여 상기 수소저장조로 배출시키는 수소분리막모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연소회재를 이용한 수소생산 포집공정시스템.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 수소분리막모듈과 상기 회재교반기 사이에 구비되어, 상기 복합가스배출부에서 배출된 복합가스 내의 수분을 분리제거하여 복합가스를 상기 수소분리막모듈로 배출시키는 수분분리막모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연소회재를 이용한 수소생산 포집공정시스템.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 수분분리막모듈에서 분리된 수분을 응축하여 저장되고, 상기 수소분리막모듈에서 분리배출된 잔여가스가 유입되어 벤트시키는 응축수 저장조를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연소회재를 이용한 수소생산 포집공정시스템.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 회재교반기에서 생성된 슬러리 형태의 잔여 회재를 이송시키는 스크류 컨베이어를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연소회재를 이용한 수소생산 포집공정시스템.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 회재교반기로 물을 공급하는 물공급부와, 회재를 상기 회재교반기로 공급하는 회재공급부와, 상기 회재교반기로 첨가제를 공급하는 첨가제공급부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연소회재를 이용한 수소생산 포집공정시스템.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 응축수 저장조에 저장된 물은 수처리시설을 거쳐 상기 물공급부를 통해 상기 회재교반기로 재공급되는 것을 특징으로 하는 연소회재를 이용한 수소생산 포집공정시스템.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 첨가제는 NaOH, CaOH인 것을 특징으로 하는 연소회재를 이용한 수소생산 포집공정시스템.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 회재교반기에서 하기의 식(1)(2)(3)에 의해 수소가 생산되는 것을 특징으로 하는 연소회재를 이용한 수소생산 포집공정시스템:
    Figure pat00002

  11. 제 2항에 있어서,
    상기 스크류 컨베이어에 의해 이송되어 회재저장부에 저장된 잔여회재는 콘크리트 원료 또는 골재로 이용되는 것을 특징으로 하는 연소회재를 이용한 수소생산 포집공정시스템.
  12. 제 4항에 있어서,
    상기 수소분리막모듈에 의해 분리된 수소를 상기 수소저장조로 압축하여 조장하는 압축펌프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연소회재를 이용한 수소생산 포집공정시스템.
  13. 제 12항에 있어서,
    물공급부와, 회재공급부, 첨가제공급부, 상기 회재교반기, 스크류 컨베이어 및 상기 압축펌프의 구동을 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연소회재를 이용한 수소생산 포집공정시스템.
  14. 수소생산 포집방법에 있어서,
    회재교반기 내로 물, 회재 및 첨가제가 투입되는 단계;
    상기 회재교반기에서 물, 회재 및 첨가제가 혼합, 교반되어 스크류 컨베이어를 통해 잔여회재가 배출되고, 복합가스 배출부를 통해 복합가스가 배출되는 단계;
    수분분리막 모듈에 의해 상기 복합가스 배출부에서 배출된 복합가스 내의 수분을 분리제거하여 수분이 제거된 복합가스를 배출시키는 단계; 및
    수소분리막모듈로 상기 복합가스가 공급되어 상기 복합가스에서 수소를 분리하고, 분리된 수소는 압축펌프에 의해 압축되어 수소저장조에 저장되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 연소회재를 이용한 수소생산 포집방법.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 수분이 제거된 복합가스를 배출시키는 단계에서,
    상기 수분분리막모듈에서 분리된 수분은 응축되어 응축수 저장조에 저장되고, 상기 응축수 저장조에 저장된 물은 수처리시설을 거쳐 물공급부를 통해 상기 회재교반기로 재공급되는 것을 특징으로 하는 연소회재를 이용한 수소생산 포집방법.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 스크류 컨베이어에 의해 이송되어 회재저장부에 저장된 잔여회재는 콘크리트 혼합재의 원료 또는 골재로 이용되는 것을 특징으로 하는 연소회재를 이용한 수소생산 포집방법.
KR1020190022407A 2019-02-26 2019-02-26 연소회재를 이용한 수소생산 포집공정시스템 및 포집방법 KR102210926B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190022407A KR102210926B1 (ko) 2019-02-26 2019-02-26 연소회재를 이용한 수소생산 포집공정시스템 및 포집방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190022407A KR102210926B1 (ko) 2019-02-26 2019-02-26 연소회재를 이용한 수소생산 포집공정시스템 및 포집방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200104457A true KR20200104457A (ko) 2020-09-04
KR102210926B1 KR102210926B1 (ko) 2021-02-04

Family

ID=72471024

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190022407A KR102210926B1 (ko) 2019-02-26 2019-02-26 연소회재를 이용한 수소생산 포집공정시스템 및 포집방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102210926B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220044227A (ko) * 2020-09-28 2022-04-07 한국에너지기술연구원 순환유동층보일러 비산회재를 이용한 수소생산 포집공정시스템 및 그 작동방법

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS513166B1 (ko) 1969-10-14 1976-01-31
JPH04265188A (ja) * 1991-02-21 1992-09-21 Ebara Corp 焼却灰の処理方法
JPH06226238A (ja) * 1993-02-05 1994-08-16 Minoru Sawachi 飛灰の処理方法
JP2006021154A (ja) * 2004-07-09 2006-01-26 Oji Paper Co Ltd 燃焼灰の安定化法、安定化された燃焼灰及び水素の製造法
KR101356630B1 (ko) 2011-11-02 2014-02-05 한국과학기술원 원자력 수소 생산용 하이브리드형 요오드화수소 분해장치 및 이를 이용한 연속 수소 분해 방법
KR101559879B1 (ko) 2013-12-27 2015-10-13 한국기계연구원 슬러지 애쉬를 이용한 고농도 수소 생산 시스템
KR101669564B1 (ko) 2014-12-02 2016-10-27 울산과학기술원 무시멘트 결합재 및 이의 제조방법
JP2017197391A (ja) * 2016-04-26 2017-11-02 株式会社タクマ 焼却灰からの水素ガス回収方法およびそのシステム

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS513166B1 (ko) 1969-10-14 1976-01-31
JPH04265188A (ja) * 1991-02-21 1992-09-21 Ebara Corp 焼却灰の処理方法
JPH06226238A (ja) * 1993-02-05 1994-08-16 Minoru Sawachi 飛灰の処理方法
JP2006021154A (ja) * 2004-07-09 2006-01-26 Oji Paper Co Ltd 燃焼灰の安定化法、安定化された燃焼灰及び水素の製造法
KR101356630B1 (ko) 2011-11-02 2014-02-05 한국과학기술원 원자력 수소 생산용 하이브리드형 요오드화수소 분해장치 및 이를 이용한 연속 수소 분해 방법
KR101559879B1 (ko) 2013-12-27 2015-10-13 한국기계연구원 슬러지 애쉬를 이용한 고농도 수소 생산 시스템
KR101669564B1 (ko) 2014-12-02 2016-10-27 울산과학기술원 무시멘트 결합재 및 이의 제조방법
JP2017197391A (ja) * 2016-04-26 2017-11-02 株式会社タクマ 焼却灰からの水素ガス回収方法およびそのシステム

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220044227A (ko) * 2020-09-28 2022-04-07 한국에너지기술연구원 순환유동층보일러 비산회재를 이용한 수소생산 포집공정시스템 및 그 작동방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR102210926B1 (ko) 2021-02-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
IL267507B2 (en) Method and system for synthesizing fuel from a dissolved carbon dioxide source
US9631285B2 (en) Electrochemical process for the production of synthesis gas using atmospheric air and water
US9315910B2 (en) Methods and devices for the production of hydrocarbons from carbon and hydrogen sources
KR102140915B1 (ko) 이산화탄소의 광물화 반응 장치 및 이산화탄소의 고정화 방법
US7914676B2 (en) Method for removing sulphate and heavy metals from waste water
JP2004210591A5 (ko)
CN1469841A (zh) 由水分解反应产氢
KR102210926B1 (ko) 연소회재를 이용한 수소생산 포집공정시스템 및 포집방법
CN102795719A (zh) 海水淡化中采用低成本工艺脱除钙镁,实现水盐联产的方法
CN111148563A (zh) 燃烧废气的二氧化碳减排处理方法
US20120275987A1 (en) Systems and methods for carbon sequestration of synthesis gas
EP4132686B1 (fr) Procédé d'absorption de dioxyde de carbone atmosphérique par traitement d'un minerai phosphaté
KR20200095234A (ko) 저함수 바이오 매스를 위한 고효율 에너지 회수 장치 및 방법
CN102344219A (zh) 一种全卤制碱的方法
KR101596931B1 (ko) 일체형 컨덴서-열교환기를 포함하는 고효율 회분식 열수분해 시스템 및 방법
JP2018039710A (ja) 水素製造方法及び水素製造装置
KR102446284B1 (ko) 순환유동층보일러 비산회재를 이용한 수소생산 포집공정시스템 및 그 작동방법
US20110200521A1 (en) Hydrogen energy production system utilizing silicon wastewater and method for production of hydrogen energy using the same
JP2003103299A (ja) 高濃度汚泥の処理方法及びその装置
TW201509828A (zh) 含生物難分解性有機物之水的處理方法及處理裝置
KR20210046271A (ko) 폐알칼리 및 폐산 용액과 폐알루미늄의 가수분해 반응을 통한 고순도 수소가스 생산시스템
CN106044825B (zh) 一种废硫酸的处理方法
KR102601308B1 (ko) 교반형 수소 생성 장치
ITMI20091156A1 (it) Procedimento ed impianto per l'abbattimento dell'ammoniaca/ammonio presenti in acque reflue mediante precipitazione di map
KR102285409B1 (ko) 폐황산을 이용한 석고 제조시스템 및 이에 의해 제조되는 석고

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant