KR20230100801A - Fuel cell system exclusively using biogas produced from organic waste resources - Google Patents

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KR20230100801A
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형남서
이세문
정문용
김성우
안상민
최범용
이승준
나재욱
이주경
박종훈
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한국서부발전 주식회사
두산퓨얼셀 주식회사
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Abstract

본 발명은 생활형 순바이오가스 전용 연료전지 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 연료전지 시스템은 일상적으로 배출되는 가축분뇨, 생활분뇨, 음식물 폐기물, 오폐수, 하수오니 등의 유기성 폐자원으로부터 생산된 메탄가스 50∼70% 함량의 바이오가스를 제습, 건식탈활공정 및 실록산제거공정을 거쳐 황화수소, 유기성 황 및 부식성 성분인 할로겐 화합물을 제거한 바이오가스를 인산형 연료전지 연료극에 직공급하여 연료전극부에서 발생된 열에너지를 공급할 수 있다.
The present invention relates to a fuel cell system dedicated to living net biogas.
The fuel cell system of the present invention dehumidifies biogas containing 50 to 70% of methane gas produced from organic waste resources such as livestock manure, living manure, food waste, sewage sludge, etc. Biogas from which hydrogen sulfide, organic sulfur, and corrosive halogen compounds have been removed through the removal process is directly supplied to the anode of the phosphoric acid type fuel cell to supply thermal energy generated from the fuel electrode unit.

Description

생활형 순바이오가스 전용 연료전지 시스템{FUEL CELL SYSTEM EXCLUSIVELY USING BIOGAS PRODUCED FROM ORGANIC WASTE RESOURCES}Fuel cell system exclusively for living biogas {FUEL CELL SYSTEM EXCLUSIVELY USING BIOGAS PRODUCED FROM ORGANIC WASTE RESOURCES}

본 발명은 생활형 순바이오가스 전용 연료전지 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 일상적으로 배출되는 가축분뇨, 생활분뇨, 음식물 폐기물, 오폐수, 하수오니 등의 유기성 폐자원으로부터 생산된 메탄가스 50∼70% 함량의 바이오가스를 제습, 건식 탈황공정 및 실록산 제거공정을 거쳐 황화수소, 유기성 황 및 부식성 성분인 할로겐 화합물을 제거한 바이오가스를 인산형 연료전지 연료극에 직공급하여 연료전극부에서 발생된 열에너지를 가정용 난방용도로 활용한, 생활형 순바이오가스 전용 연료전지 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a fuel cell system dedicated to living net biogas, and more particularly, methane gas produced from organic waste resources such as livestock manure, living manure, food waste, sewage water, sewage sludge, etc. 50 to 70% Hydrogen sulfide, organic sulfur, and corrosive halogen compounds are directly supplied to the anode of a phosphoric acid type fuel cell, and the thermal energy generated from the fuel electrode is used for home heating. It is about a fuel cell system dedicated to living net biogas that is used on roads.

일상적으로 배출되는 가축분뇨, 생활분뇨, 음식물 폐기물, 오폐수, 하수오니 등의 유기성 폐자원의 처리비용과 환경문제가 국가적 차원에서 검토되고 있다. The treatment costs and environmental problems of organic waste resources such as livestock manure, living manure, food waste, wastewater, and sewage sludge, which are discharged on a daily basis, are being reviewed at the national level.

구체적으로, 음식물쓰레기, 음식물 쓰레기로 인한 발생폐수, 가축분뇨, 매립 쓰레기 등과 같은 유기성 폐자원이 국제협약에 의해 2012년부터 해양투기가 금지됨에 따라 유기성 폐자원의 육상처리 기술개발이 활발하게 진행되고 있다. Specifically, as marine dumping of organic waste resources such as food waste, wastewater generated from food waste, livestock manure, and landfill waste has been prohibited by international conventions since 2012, land treatment technology development of organic waste resources is actively progressing. there is.

그 일례로 특허문헌 1에는 부산물로 퇴비를 얻는 정화처리 및 퇴비화 공정들과 부산물로 액비를 얻는 바이오가스 공정을 연동하여 운영하는 한편, 이를 통해, 약품 슬러지의 발생을 억제할 수 있는 친환경적인 유기성 폐기물의 자원화 처리 시스템 및 방법을 제안하고 있다.As an example, in Patent Document 1, purification and composting processes that obtain compost as a by-product and biogas processes that obtain liquid fertilizer as a by-product are linked and operated, while through this, eco-friendly organic waste that can suppress the generation of chemical sludge A resource recycling processing system and method are proposed.

그러나 일련의 종래 유기성 폐자원의 육상처리기술 중에는 천연가스와 같이 메탄을 주요 성분으로 함유한 바이오가스 생산기술 또는 액비를 생산하려는 에너지 자원화 시도가 있기는 하나, 소화조 운영과정에서 발생하는 소화수액 처리 등의 문제로 시설투자 대비 효용성이 떨어지고, 낮은 가동율을 해결해야한다. However, among a series of conventional land treatment technologies for organic waste resources, there is a biogas production technology containing methane as a main component, such as natural gas, or an energy resource attempt to produce liquid fertilizer, but digestion sap generated in the process of operating a digester, etc. Due to the problem of facility investment, the efficiency is low, and the low operation rate needs to be resolved.

상기에서 바이오가스는 음식물 쓰레기, 음식물 쓰레기로 인한 발생폐수, 가축분뇨, 생활분뇨, 하수오니, 매립 쓰레기 등과 같은 유기성 폐자원을 무산소 분위기의 혐기성 조건하에서 일정시간 체류하게 되면, 혐기성 미생물에 의해 주성분으로 메탄이 생산된다. In the above, biogas is a main component by anaerobic microorganisms when organic waste resources such as food waste, wastewater generated from food waste, livestock manure, living manure, sewage sludge, landfill waste, etc. methane is produced.

이때, 유기성 폐자원에 따라 바이오가스를 구성하는 메탄과 이산화탄소의 함량이 달라지기도 하는데, 일반적으로 음식물 쓰레기 등으로부터 발생하는 바이오가스에는 메탄을 70 내지 75부피%를 함유하고 있으며, 하수 슬러지로부터 발생하는 바이오가스에는 65 내지 70부피%의 메탄을 함유하고, 가축분뇨나 매립쓰레기로부터 발생하는 바이오가스에는 50 내지 60부피%의 메탄을 함유하고 있다.At this time, the content of methane and carbon dioxide constituting biogas may vary depending on organic waste resources. In general, biogas generated from food waste contains 70 to 75% by volume of methane, and Biogas contains 65 to 70% by volume of methane, and biogas generated from livestock manure or landfill waste contains 50 to 60% by volume of methane.

상기와 같이 바이오가스는 유기성 폐자원에 따라 메탄함량이 다르기 때문에 바이오가스를 연료로 공급하는 종래 발전설비의 안정적인 전기효율을 얻기 위해서 이용률 향상을 위한 노력이 요구된다. As described above, since biogas has a different methane content depending on organic waste resources, efforts are required to improve utilization rates in order to obtain stable electrical efficiency of conventional power generation facilities that supply biogas as fuel.

일반적으로 바이오가스에는 많은 가스 성분들이 있지만 대부분은 메탄과 이산화탄소이므로 메탄과 이산화탄소를 분리하여 고농도 메탄을 생산하면 원거리 공급이 가능해져, 발전, 보일러, 사업체연료, 자동차, 도시가스 등으로 적용이 용이하며 이산화탄소의 농축 농도 70%이상 되면 제품 원료로 활용도가 높아진다.In general, biogas has many gas components, but most of them are methane and carbon dioxide, so if methane and carbon dioxide are separated and high concentration methane is produced, long-distance supply is possible, and it is easy to apply to power generation, boilers, business fuel, automobiles, city gas, etc. When the concentration of carbon dioxide is over 70%, its utilization as a raw material for products increases.

연료전지에 공급되는 연료로서 메탄가스를 포함하는 생활형 바이오가스는 CH4 성분은 50∼70% 수준이며, 이 경우, 열량(5,000 kcal/m3 이하)이 작아 운송용 연료나 도시가스로 사용이 어려우며 천연가스와 비슷한 발열량을 맞추기 위해서는 바이오가스의 메탄함량을 95% 이상으로 향상시켜야 한다.Lifestyle biogas containing methane gas, which is a fuel supplied to fuel cells, contains 50 to 70 % of CH 4 components. In order to match the calorific value similar to that of natural gas, the methane content of biogas must be improved to 95% or more.

종래 바이오가스의 메탄함량의 고질화를 위한 상업화 기술로는 흡착법(pressure swing adsorption), 흡수법(water scrubbing, methanol scrubbing, polyethylene glycol scrubbing 등), 막분리법(membrane separation) 등이 있는 데 사용용도, 재이용 및 경제성 등을 고려하여 분리정제 방법의 기술적인 방법을 선택하는 것이 중요하다.Conventional commercial technologies for upgrading the methane content of biogas include pressure swing adsorption, absorption methods (water scrubbing, methanol scrubbing, polyethylene glycol scrubbing, etc.), membrane separation, etc. It is important to select a technical method for separation and purification in consideration of reuse and economic feasibility.

아민을 이용한 흡수법을 사용하고 있지만 이는 에너지소모가 많고 장비의 부식이 발생하며 산소로 인한 용매의 열화같은 문제가 발생하고 있다. 또한, 정제된 메탄가스에는 수분이 포화되어 있어 수분을 제거하는 후처리 공정을 필요로 한다. The absorption method using amine is used, but it consumes a lot of energy, causes equipment corrosion, and causes problems such as deterioration of the solvent due to oxygen. In addition, since the purified methane gas is saturated with water, a post-processing process for removing water is required.

다른 방법으로는 흡착법을 이용하고 있는데, 흡착제와 혼합가스의 압력순환에 의해서 생기는 흡착 평형량의 차이를 이용하여 혼합가스 중 특정성분을 선택적으로 분리하는 기술로 주로 고압에서 이산화탄소를 흡착하고 메탄을 정제하며 저압에서 흡착성분을 탈착하는 방법이다. 이 방법은 비정상 상태의 운전이기 때문에 운전단계 중에 여러 가지 운전변수의 예측과 설계가 어려우며 흡착제에 따라 수분에 대한 전처리가 필요하고, 낮은 유지비, 운전이 쉽고 적은 에너지 요구량 때문에 바이오가스로부터 이산화탄소를 분리하기 위한 기술로 많이 사용하고 있다.As another method, the adsorption method is used. It is a technology that selectively separates specific components from the mixed gas by using the difference in adsorption equilibrium amount caused by the pressure circulation of the adsorbent and the mixed gas. It mainly adsorbs carbon dioxide at high pressure and purifies methane. It is a method of desorption of adsorbed components at low pressure. Since this method operates in an abnormal state, it is difficult to predict and design various operating variables during the operation stage. It is widely used as a technology for

이해 비해 분리막 공정은 흡수법이나 흡착법에 비하여 에너지 효율이 높고 친환경적이며 장치규모가 작고 설치 운영이 쉽고, 상변화에 요구되는 에너지가 필요 없기 때문에 막공정에 요구되는 최소한의 구동력만으로 운전이 가능하여 에너지 절약형이고, 상변화가 없으므로 분리 대상물질의 성상변화가 일어나지 않는다. Compared to the understanding, the separation membrane process is more energy efficient than the absorption or adsorption process, is environmentally friendly, has a small device scale, is easy to install and operate, and can be operated with the minimum driving force required for the membrane process because it does not require the energy required for phase change. Since it is economizing and there is no phase change, there is no change in the properties of the material to be separated.

또한, 증발기(Evaporator)나 응축기(Condenser) 없이 대부분 펌프, 배관, 멤브레인 및 조절파트로 구성되어 설비가 컴팩트한 이점이 있다.In addition, there is an advantage in that the facility is compact as it is composed of pumps, pipes, membranes, and control parts without an evaporator or condenser.

분리막은 기체들의 투과되는 성질은 고분자 분리막인 경우에는 흡수 또는 용해 후, 분리막 내부를 이동하는 속도차에 의한 것과 고분자의 연결 측쇄간에 존재하는 미세한 틈 사이로 기체 분자가 통과되는 방법들이 있다. 수소나 헬륨은 후자의 경우처럼 고분자 측쇄의 간격에 따라 기체가 투과하며, 수증기나 CO2 등은 흡수 또는 용해되고 분리막 내부를 이동하는 현상으로 투과된다. 초기 기체분리막 공정은 수소 분리(H2/CO, H2/CH4) 및 회수를 위해 시작되었으나. 현재는 질소의 발생, 산소 농축공기 제조, 수소 및 휘발성 유기 증기 회수, 이산화탄소의 분리 등 다양한 분야로 확대되어 나가고 있다. 그러나 종래의 방법으로는 고순도 메탄을 생산하는데 한계가 있다.In the case of a polymer membrane, the gas molecules pass through the fine gap between the side chains of the polymer by the difference in speed moving inside the membrane after absorption or dissolution in the case of a polymer membrane. As in the case of the latter, gas permeates depending on the spacing of the side chains of the polymer, and water vapor or CO 2 is absorbed or dissolved and transmitted through the membrane. The initial gas separation membrane process was started for hydrogen separation (H 2 /CO, H 2 /CH 4 ) and recovery. Currently, it is expanding into various fields such as nitrogen generation, oxygen enriched air production, hydrogen and volatile organic vapor recovery, and carbon dioxide separation. However, conventional methods have limitations in producing high-purity methane.

특허문헌2에는 메탄을 회수할 수 있는 분리막 시스템으로서, 바이오가스의 미량 오염물질을 제거하는 전처리수단; 상기 전처리수단을 거친 바이오가스를 전달받아 메탄과 이산화탄소를 분리하는 적어도 하나의 1단 분리막 및 2단 분리막을 가지는 다단 분리막 수단; 및 2단 압축기가 연속 운전하도록 하는 압력 조절 밸브;를 포함함으로써, 바이오가스(매립가스, 혐기성 소화가스 등)로부터 메탄 회수율을 향상시킬 수 있는 다단 분리막 시스템을 개시하고 있다. Patent Document 2 is a separation membrane system capable of recovering methane, including a pretreatment means for removing trace contaminants from biogas; a multi-stage membrane means having at least one first-stage separation membrane and a second-stage separation membrane for receiving the biogas passed through the pretreatment unit and separating methane and carbon dioxide; And a pressure control valve that allows the two-stage compressor to continuously operate; thereby disclosing a multi-stage membrane system capable of improving methane recovery from biogas (landfill gas, anaerobic digestion gas, etc.).

그러나, 막분리법(membrane separation) 도입의 경우, 고가의 멤브레인 도입 및 설비비용문제가 있다. However, in the case of introducing a membrane separation method, there is a problem of introducing expensive membranes and equipment costs.

이상으로부터, 유기성 폐자원을 자원화하여 혐기소화공정에서 생산된 바이오가스 메탄은 바로 도시가스 등의 화석연료를 대체할 수 있다. From the above, biogas methane produced in the anaerobic digestion process by recycling organic waste resources can directly replace fossil fuels such as city gas.

이에 본 발명자들은 일상적으로 배출되는 가축분뇨, 생활분뇨, 음식물 폐기물, 오폐수, 하수오니 등의 유기성 폐자원으로부터 이들의 적절한 에너지 전환을 통해 지역적으로 도시지역에 보급이 이루어진다면, 오히려 혐기소화시설 확대에 선순환 구조로서 긍정적인 역할을 수행할 수 있다는 점을 안출하여, 상기 유기성 폐자원으로부터 생산된 메탄가스 50∼70% 함량의 바이오가스를 제습, 건식탈황공정 및 실록산제거공정을 거쳐 황화수소, 유기성 황 및 부식성 성분인 할로겐 화합물을 제거한 바이오가스를 인산형 연료전지 연료극에 직공급하여 연료전극부에서 발생된 열에너지를 도시지역에 공급하는 생활형 순바이오가스 전용 연료전지 시스템을 제공함으로써 본 발명을 완성하였다. Therefore, the inventors of the present invention have found that if the supply is made locally to urban areas through appropriate energy conversion of organic waste resources such as livestock manure, living manure, food waste, wastewater, sewage sludge, etc., rather, it is to expand anaerobic digestion facilities. By devising that it can play a positive role as a virtuous cycle structure, hydrogen sulfide, organic sulfur and The present invention has been completed by providing a fuel cell system exclusively for living biogas that supplies thermal energy generated from the fuel electrode to urban areas by directly supplying biogas from which halogen compounds, which are corrosive components, are directly supplied to the anode of a phosphoric acid type fuel cell.

대한민국특허 제1366374호 (2014.02.24 공고)Republic of Korea Patent No. 1366374 (Announced on February 24, 2014) 대한민국공개특허 제2018-0007519호 (2018.01.23 공개)Korean Patent Publication No. 2018-0007519 (published on January 23, 2018)

본 발명의 목적은 유기성 폐자원으로부터 생산된 생활형 순바이오가스를 연료전지에 직공급한 연료전지 시스템을 제공하는 것이다. An object of the present invention is to provide a fuel cell system in which live biogas produced from organic waste resources is directly supplied to a fuel cell.

본 발명의 다른 목적은 일상적으로 배출되는 가축분뇨, 생활분뇨, 음식물 폐기물, 오폐수, 하수오니 등의 유기성 폐자원으로부터 얻은 메탄가스 50∼70% 함량의 바이오가스를 인산형 연료전지 연료극에 직공급하여 열에너지를 활용한 에너지 시스템을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to directly supply biogas containing 50 to 70% of methane gas obtained from organic waste resources such as livestock manure, living manure, food waste, sewage sludge, etc. It is to provide an energy system using thermal energy.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 유기성 폐자원으로부터 배출된 메탄가스 50∼70% 함량의 바이오가스 생산부(10), 상기 생산부로부터 공급된 바이오가스의 전처리부(20) 및 상기 전처리부에 의해 탈황 또는 할로겐화합물이 제거된 바이오가스가 인산형 연료전지(PAFC) 연료극에 직공급되어 작동되는 연료전지부(30)로 이루어지며, 상기 연료전지부에서 발생된 열에너지를 활용하는 것으로 생활형 순바이오가스만을 원료로 활용한, 생활형 순바이오가스 전용 연료전지 시스템을 제공한다. In order to achieve the above object, the present invention provides a biogas production unit 10 containing 50 to 70% methane gas discharged from organic waste resources, a pre-processing unit 20 of biogas supplied from the production unit, and the pre-treatment It consists of a fuel cell unit 30 that operates by directly supplying biogas from which desulfurization or halogen compounds have been removed by the unit to a phosphoric acid fuel cell (PAFC) fuel electrode, and utilizes the thermal energy generated in the fuel cell unit. Provides a fuel cell system exclusively for life-style pure biogas, using only pure biogas as a raw material.

상기 연료전지 연료극에 직공급되는 바이오가스의 메탄가스 함량이 50∼70%인 것으로, 바이오가스의 메탄가스 고질화 단계를 생략한다. The methane gas content of the biogas directly supplied to the fuel cell anode is 50 to 70%, and the methane gas upgrading step of the biogas is omitted.

또한, 상기 전처리부에 의해 황화수소(H2S)가 99.98% 및 유기성 황 88%가 제거되며 총 할로겐화합물이 96% 이상 제거된 것이며 상기 제거율을 달성하기까지 전처리과정이 반복 수행된다. In addition, 99.98% of hydrogen sulfide (H 2 S) and 88% of organic sulfur are removed by the pretreatment unit, and 96% or more of total halogen compounds are removed, and the pretreatment process is repeatedly performed until the above removal rate is achieved.

상기에서 연료전지부에서 발생된 열에너지는 가정의 난방 공급으로 활용되거나 바이오가스 생산부 내 열교환기에 열공급 용도로 활용된다. The thermal energy generated in the fuel cell unit is used as a heating supply for a home or used as a heat supply to a heat exchanger in a biogas production unit.

본 발명은 일상적으로 배출되는 가축분뇨, 생활분뇨, 음식물 폐기물, 오폐수, 하수오니 등의 유기성 폐자원으로부터 친환경 고효율 에너지 시스템을 제공할 수 있다. The present invention can provide an eco-friendly and highly efficient energy system from organic waste resources such as livestock manure, living manure, food waste, sewage sludge, and the like that are routinely discharged.

특히, 유기성 폐자원으로부터 생산된 메탄가스를 포함하는 바이오가스를 메탄가스 함량을 높이기 위한 고가의 멤브레인 공정을 생략하면서, 인산형 연료전지(PAFC) 연료극에 직공급하여 열에너지를 활용한 에너지 시스템에 관한 것으로, 청정수소 활용이 가능함으로써, 청정수소발전의무화제도(CHPS)에 따른 선도적 입지를 제공할 수 있다. In particular, biogas containing methane gas produced from organic waste resources is directly supplied to the anode of a phosphoric acid fuel cell (PAFC) while omitting an expensive membrane process to increase the methane gas content, thereby utilizing thermal energy. As a result, it is possible to utilize clean hydrogen, thereby providing a leading position in accordance with the Clean Hydrogen Generation Mandatory System (CHPS).

또한, 가축분뇨, 생활분뇨, 음식물 폐기물, 오폐수, 하수오니 등의 유기성 폐자원으로부터 생산된 메탄가스 50∼70% 함량의 바이오가스 그대로를 연료전지에 직공급하여 자원화함으로써, 에너지를 절감하고 축산악취를 감축할 뿐만 아니라 상기 바이오가스를 활용한 연료전지로부터 나온 열에너지를 가정의 난방 공급으로 활용되거나 바이오가스 생산부 내 열교환기에 열공급 용도를 개발할 수 있다. In addition, biogas containing 50 to 70% of methane gas produced from organic waste resources such as livestock manure, living manure, food waste, sewage sludge, etc. is directly supplied to the fuel cell and turned into resources, thereby reducing energy and reducing livestock odor. In addition to reducing the heat energy from the fuel cell using the biogas, it is possible to use the heat energy from the fuel cell to supply heating to the home or to develop a heat supply use for a heat exchanger in the biogas production unit.

따라서, 유기성물질이 함유된 가축분뇨, 생활분뇨, 음식물 폐기물, 오폐수, 하수오니 등의 처리비용을 절감할 수 있고, 본 발명의 순바이오가스를 활용한 연료전지 시스템은 종래 메탄가스의 농도를 고질화하는 단계를 생략하여 그로 인한 비용절감의 효과와 그로 인한 열에너지 활용처를 제공할 수 있다. Therefore, it is possible to reduce the treatment cost of livestock manure, living manure, food waste, wastewater, sewage sludge, etc. containing organic substances, and the fuel cell system using pure biogas of the present invention can reduce the concentration of conventional methane gas to a high level. By omitting the conversion step, it is possible to provide the effect of cost reduction and the use of heat energy resulting therefrom.

도 1은 본 발명의 생활형 순바이오가스 전용 연료전지 시스템의 블럭도이고,
도 2는 본 발명의 바이오가스 전처리부의 설비 계통도를 모식적으로 도시한 것이고,
도 3은 본 발명의 바이오가스 전처리부를 통한 불순물제거를 나타낸 것이다.
1 is a block diagram of a fuel cell system dedicated to living net biogas of the present invention;
Figure 2 schematically shows a facility system diagram of the biogas preprocessing unit of the present invention,
Figure 3 shows the removal of impurities through the biogas pre-processing unit of the present invention.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail.

도 1은 본 발명의 생활형 순바이오가스 전용 연료전지 시스템의 블럭도를 나타낸 것으로서, 구체적으로는 유기성 폐자원으로부터 배출된 메탄가스 50∼70% 함량의 바이오가스 생산부(10), 상기 생산부에 포함된 메탄 및 이산화탄소를 제외한 불순물을 제거하는 바이오가스 전처리부(20) 및 상기 전처리부에 의해 불순물이 제거된 바이오가스가 인산형 연료전지(PAFC) 연료극에 직공급되어 작동되는 연료전지부(30)로 이루어지며, 상기 연료전지부에서 발생된 열에너지를 활용하는 것을 특징으로 하는 순바이오가스를 활용한 연료전지 시스템(1)을 제공한다. Figure 1 shows a block diagram of a fuel cell system dedicated to living net biogas of the present invention, specifically, a biogas production unit 10 containing 50 to 70% of methane gas discharged from organic waste resources, and included in the production unit A biogas pre-processing unit 20 that removes impurities except for methane and carbon dioxide and a fuel cell unit 30 that operates by directly supplying the biogas from which impurities are removed by the pre-processing unit to the anode of a phosphoric acid fuel cell (PAFC) It is made, and provides a fuel cell system (1) using pure biogas, characterized in that it utilizes the thermal energy generated in the fuel cell unit.

각 구성별로 설명하면, 바이오가스 생산부(10)에서 유기성 폐자원이라 함은 가축분뇨, 생활분뇨, 음식물 폐기물, 오폐수, 하수오니 등을 포함한 일상적으로 배출되는 도시쓰레기의 유기성 폐기물이라면 모두 포함한다. In terms of each component, the organic waste resources in the biogas production unit 10 include all organic wastes such as livestock manure, living manure, food waste, wastewater, sewage sludge, and the like.

바이오가스 생산부(10)는 상기 유기성 폐자원을 혐기미생물에 의해 발효시켜 폐기물을 감량 처리하고 동시에 바이오가스를 생산한다. 구체적으로 최초 및 최종 침전지에서 발생된 슬러지를 농축시켜 소화조로 이동하는 농축조, 상기 농축된 슬러지의 유기물을 혐기성 상태에서 분해하여 감량화, 안정화시키고 메탄가스를 생산하는 소화조를 거쳐 메탄을 주성분으로 한 바이오가스를 생산하고 다음 단계에 제공할 수 있다. The biogas production unit 10 ferments the organic waste resources by anaerobic microorganisms to reduce waste and produce biogas at the same time. Specifically, a concentration tank for concentrating the sludge generated in the first and final sedimentation tanks and moving it to a digestion tank, decomposing organic matter in the concentrated sludge in an anaerobic state, reducing and stabilizing, and passing through a digestion tank for producing methane gas Biogas with methane as the main component can be produced and delivered to the next step.

또한, 바이오가스 생산부(10)의 소화과정을 거친 액상 슬러지는 탈수하여 고체 슬러지 케이크로 생산하는 탈수조(이때 함수율은 80% 내외)를 거치고 상기 슬러지 케이크를 슬러지 건조시설로 통과시켜 함수율 10% 수준으로 건조하여 화력발전소 연료로 공급하고 재활용할 수 있어, 친환경적이다. In addition, the liquid sludge that has undergone the digestion process of the biogas production unit 10 is dehydrated and passed through a dehydration tank to produce a solid sludge cake (moisture content at this time is around 80%), and the sludge cake is passed through a sludge drying facility to obtain a moisture content of 10% It is eco-friendly as it can be dried and recycled as fuel for thermal power plants.

본 발명에서 바이오가스 생산부(10)로부터 공급된 바이오가스에는 메탄(CH4), 이산화탄소(CO2) 외에도 황화수소 (H2S), 카르보닐황화화합물(COS), 메틸메르캅탄(CH3SH)과 같은 황성분과 실록세인(Siloxane) 등 불순물이 포함되어 있으며, 연료전지용 연료로 공급하기 위해서는 가스 중에 함유된 불순물을 제거하기 위한 정제공정이 필요하다. In the present invention, the biogas supplied from the biogas production unit 10 includes methane (CH 4 ), carbon dioxide (CO 2 ), hydrogen sulfide (H 2 S), carbonyl sulfide compound (COS), methyl mercaptan (CH 3 SH) It contains impurities such as sulfur and siloxane, and in order to supply it as a fuel for fuel cells, a purification process is required to remove impurities contained in the gas.

도 2는 본 발명의 바이오가스 전처리부(20) 설비계통도를 모식적으로 도시한 것으로서, 데미스터 쿨러(21)를 이용하여 바이오가스의 수분을 제습하고, 냉각기(24)를 통하여 바이오가스의 온도를 일정하게 제어한다. 상기 데미스터 쿨러나 상기 냉각기는 상기 통합제어부(미도시)에 의해 제어될 수 있다. Figure 2 schematically shows a system diagram of the biogas preprocessing unit 20 of the present invention, using a demister cooler 21 to dehumidify the moisture of the biogas, and the temperature of the biogas through the cooler 24 is constantly controlled. The demister cooler or the cooler may be controlled by the integrated control unit (not shown).

이때, 바이오가스 전처리부(20) 내 바이오가스 제습기(24)를 통해 가스유입구(100% RH)를 통과한 습도 높은 가스는 내부 충진된 제습제와 온도조건에 의해 제습된 가스로 생성되어 제습기 상부로 상승하여 가스 출구(1∼5vol%이하)로 배출되고, 제습과정에 생성된 응축수는 제습기 하부에 구비된 응축수 저장소에 모이거나 응축수 배출구방향으로 배출된다. At this time, the high-humidity gas that has passed through the gas inlet (100% RH) through the biogas dehumidifier 24 in the biogas preprocessing unit 20 is generated as a dehumidified gas by the internally filled dehumidifier and temperature conditions, and moves to the top of the dehumidifier. It rises and is discharged to the gas outlet (1 to 5 vol% or less), and the condensate generated during the dehumidification process is collected in the condensate storage provided at the bottom of the dehumidifier or discharged toward the condensate outlet.

상기 바이오가스 제습기를 통해 제습된 가스는 가스승압블로워 현장제어판(25)에 공급되어, 공기 또는 산소를 적정량 조절하여 유입시키고, 상기 공기 또는 산소와 바이오가스가 함께 건식탈황장치(26) 및 실록산 제거장치(27)를 통과하여, 상기 온습도 제어에 의해 온도 및 습도가 일정하게 제어된 바이오가스에 함유된 황화수소 및 실록산 등의 불순물이 제거된다. The gas dehumidified through the biogas dehumidifier is supplied to the on-site control panel 25 of the gas boost blower, and an appropriate amount of air or oxygen is introduced, and the air or oxygen and the biogas are supplied to the dry desulfurization device 26 and siloxane removal. Passing through the device 27, impurities such as hydrogen sulfide and siloxane contained in the biogas whose temperature and humidity are constantly controlled by the temperature and humidity control are removed.

건식탈황장치(26)에는 고체형태의 흡착제 표면을 화학적 처리로 황성분을 흡착 제거하는 방법으로서, 활성탄, 실리카겔, 제올라이트 등의 흡착제로 황성분을 흡착하여 제거할 수 있으며 바람직하게는 수산화철로 충진된 탈황메디아에 의해 황화수소를 제거함으로써 안정적이고 황 성분 제거효율을 향상시킬 수 있다.The dry desulfurization device 26 is a method of adsorbing and removing sulfur components by chemically treating the surface of the solid adsorbent, which can adsorb and remove sulfur components with adsorbents such as activated carbon, silica gel, and zeolite, and is preferably a desulfurization medium filled with iron hydroxide. By removing hydrogen sulfide by, it is possible to improve the stable and sulfur component removal efficiency.

또한, 상기 공기 또는 산소공급에 의해 탈황메디아를 재생할 수 있으므로 탈황메디아의 교체주기 연장 및 여재 교체 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.In addition, since the desulfurization media can be regenerated by supplying air or oxygen, there is an effect of extending the replacement cycle of the desulfurization media and reducing filter media replacement costs.

상기 건식탈황장치(26)는 내부에 탈황메디아가 충진된 형태로 이루어지며, 건식탈황반 응조 하부에는 가스유입구가 형성되고, 상부에는 처리된 가스가 배출되는 가스배출구가 형성되며, 다단으로 설비되어 효율을 증가시킬 수 있다.The dry desulfurization device 26 is made in the form of a desulfurization medium filled inside, a gas inlet is formed at the bottom of the dry desulfurization reaction tank, and a gas outlet for discharging the treated gas is formed at the top, and is provided in multiple stages can increase efficiency.

바이오가스 내 황화수소를 제거하기 위하여 화학흡수제인 무기화합물인 철킬레이트의 화학적 흡수반응을 이용하면 황으로의 침전은 안전하고도 쉽게 분리가 가능하며 화학적으로도 안정적이고 인체에 무해하며 부식성이 없다. 또한 사용 후 재이용이 가능하고 고효율의 분리정제가 가능하기 때문에 바이오가스 분리를 위해 최적의 조건에서 분리정제를 위한 방법을 고려할 수 있다.In order to remove hydrogen sulfide in biogas, if the chemical absorption reaction of iron chelate, an inorganic compound, which is a chemical absorbent, is used, sulfur precipitation can be safely and easily separated, chemically stable, harmless to the human body, and non-corrosive. In addition, since it can be reused after use and highly efficient separation and purification is possible, a method for separation and purification under optimal conditions for biogas separation can be considered.

이산화탄소와 메탄가스의 분리를 위하여 분리막 소재는 열안정성이 우수하고 고투과성과 선택성을 가지는 폴리설폰 소재를 사용하며, 더욱 바람직하게는 폴리설폰 중공사를 사용한다[내경/외경: 0.24/0.42, 인장강도 15.2MPa, 연신율 29.0%].For the separation of carbon dioxide and methane gas, a polysulfone material with excellent thermal stability and high permeability and selectivity is used as a separation membrane material, and more preferably, a polysulfone hollow fiber is used [internal/outer diameter: 0.24/0.42, tensile strength 15.2 MPa, elongation 29.0%].

일반적으로 분리막에서 기체투과도는 용해도와 확산에 의해 결정되는 데, 식 (2)와 같이 확산계수와 용해도의 곱으로 나타난다. 여기서 기체의 확산은 투과기체의 동적크기(kinetic diameter)와 투과압력에 비례하여 증가하나 용해도는 고분자 분리막과 투과기체의 물성적인 상호인력에 의해 결정되므로 투과압력에 반드시 비례하여 증가하지 않는다. 흔히 후자에 의해 투과도가 감소하는 경우가 많으며 이는 수많은 분리막소재의 물리화학적 변수에 의해 결정된다. 우선 분리막의 고분자상 소재가 압력이 노출되게 되면 막의 세공크기와 탄화수소의 물성으로 인해 막의 가소화현상 등으로 투과도가 변화하는 결과를 나타나게 된다.In general, gas permeability in a membrane is determined by solubility and diffusion, and is expressed as a product of diffusion coefficient and solubility as shown in Equation (2). Here, gas diffusion increases in proportion to the kinetic diameter and permeation pressure of the permeation gas, but solubility does not necessarily increase in proportion to the permeation pressure because the solubility is determined by the physical mutual attraction between the polymer membrane and the permeation gas. In many cases, the permeability is reduced by the latter, which is determined by numerous physicochemical parameters of the membrane material. First, when the polymeric material of the separation membrane is exposed to pressure, the permeability changes due to the plasticization of the membrane due to the pore size of the membrane and the physical properties of hydrocarbons.

바이오가스에는 메탄 및 이산화탄소이외에 황화수소는 금속이온(Fe2+, Fe3+)이 황화수소와 친화력이 있고 수용액 중에서 황이온을 산화시키고 자신은 환원되는 철킬레이트를 형성하여 용액 중의 산소에 의해 재차 산화되는 화학반응에 의해 제거될 수 있다. In addition to methane and carbon dioxide in biogas, hydrogen sulfide has metal ions (Fe 2+ , Fe 3+ ) that have an affinity for hydrogen sulfide, oxidizes sulfur ions in an aqueous solution, and forms an iron chelate that is reduced to itself, which is oxidized again by oxygen in the solution. It can be removed by a chemical reaction.

수용액상에서 황화수소가스는 pH 7 이상에서 액상의 황화수소가스는 S2-로 분해되며 이는 식 (5)와 같이 Fe3+-EDTA와 반응하여 황화합물이 불용성의 황으로 산화되면서 불활성물인 Fe2+-EDTA로 된다.In the aqueous phase, hydrogen sulfide gas in the liquid phase is decomposed into S2- at pH 7 or higher, which reacts with Fe 3+ -EDTA as shown in equation (5), and the sulfur compound is oxidized to insoluble sulfur to form inert Fe 2+ -EDTA. do.

그러나 이들 금속이온은 수용액 중의 황이온과 반응하여 FeS 등의 침전물이 생성되어 촉매의 활성을 감소시키므로 촉매의 역할을 수행하기 위해서는 이러한 침전물이 생성되지 않도록 하여야 한다. 따라서 이러한 단점을 극복하기 위해 액상촉매를 이용하여 황화수소를 S로 산화시키기 위한 철과 킬레이트(EDTA)가 사용되고 있다. 철킬레이트는 안정한 착물로 황침전물의 생성을 억제하면서 산화-환원반응을 수행할 수 있기 때문에 황화수소의 산화반응에 널리 이용되고 있다.However, these metal ions react with sulfur ions in aqueous solution to form precipitates such as FeS, which reduces the activity of the catalyst. Therefore, in order to overcome these disadvantages, iron and chelate (EDTA) is used to oxidize hydrogen sulfide to S using a liquid catalyst. Iron chelate is a stable complex and is widely used in the oxidation reaction of hydrogen sulfide because it can perform oxidation-reduction reactions while suppressing the formation of sulfur precipitates.

철킬레이트 농도에 따른 황화수소의 산화반응은 철킬레이트의 농도가 증가할수록 산화반응은 안정하게 수행되므로 효율적인 황화수소 산화반응을 수행하기 위해서는 황화수소 소비량이 큰 0.1 M 이상의 착물 농도에서 산화반응이 진행하는 것이 더욱 효과적이며 황화수소는 98% 이상 제거된다. Since the oxidation reaction of hydrogen sulfide according to the concentration of iron chelate is stably performed as the concentration of iron chelate increases, it is more effective to proceed with the oxidation reaction at a complex concentration of 0.1 M or more, which consumes a lot of hydrogen sulfide, in order to carry out an efficient hydrogen sulfide oxidation reaction. and more than 98% of hydrogen sulfide is removed.

또한, 건식탈황장치를 통과한 바이오가스는 연속적으로 실록산 제거장치에 공급된다. In addition, the biogas that has passed through the dry desulfurization device is continuously supplied to the siloxane removal device.

상기 실록산이란 규소(Si)와 산소(O)가 서로 결합하여 폴리머를 형성된 상태를 말하며, 실록산결합이라고 불리는 실리콘의 주골격으로 되어 있고, 탄소결합(C-C)의 결합에너지가 356KJ/mol인데 대하여, 실록산결합(Si-O)은 444KJ/mol으로 커고 대단히 안정하다는 것이 특징이다. 이러한 실록산이 바이오가스 중에 포함되면, 가스엔진이나 마이크로가스터빈의 연소실내에서 산화하여 실리카(SiO2)로 되어 분말 또는 결정상태로 연소실에 잔류하게 되므로 제거가 요구된다. The siloxane refers to a state in which silicon (Si) and oxygen (O) are bonded to each other to form a polymer, and it is a main skeleton of silicon called a siloxane bond, and the bond energy of a carbon bond (CC) is 356 KJ / mol, The siloxane bond (Si-O) is large at 444KJ/mol and is characterized by being very stable. When these siloxanes are included in biogas, they are oxidized in the combustion chamber of a gas engine or micro gas turbine to form silica (SiO 2 ) and remain in the combustion chamber in a powder or crystal state, so removal is required.

일반적인 실록산 제거는 활성탄 흡착에 의해 수행되며 성능개선을 위해 공지의 흡착제도 포함할 수 있다. Siloxane removal in general is performed by activated carbon adsorption, and known adsorbents may also be included to improve performance.

도 2에는 본 발명의 바이오가스 전처리부를 통과하고 연료전지 연료극에 직공급되는 것을 도시한다. Figure 2 shows that the biogas passes through the pre-processing unit of the present invention and is directly supplied to the fuel cell fuel electrode.

도 3은 본 발명의 바이오가스 전처리부를 통한 불순물제거를 나타낸 것으로서, 상기 전처리부에 의해 황화수소(H2S)가 99.98% 및 유기성 황 88%가 제거되며 부식성 성분인 할로겐화합물이 총 96% 이상 제거된 것이며 상기 제거율을 달성하기까지 전처리과정이 반복 수행된다. Figure 3 shows the removal of impurities through the biogas pre-processing unit of the present invention, by the pre-processing unit, 99.98% of hydrogen sulfide (H 2 S) and 88% of organic sulfur are removed, and a total of 96% or more of halogen compounds, which are corrosive components, are removed and the pretreatment process is repeated until the removal rate is achieved.

본 발명의 시스템에서, 상기 전처리부(20)를 거쳐 불순물이 제거되고 메탄가스 함량이 50∼70%인 바이오가스를 인산형 연료전지 연료극에 직공급되어 가동되도록 하는 연료전지부(30)를 포함한다. 이때, 상기 바이오가스개질부를 추가로 설치할 수 있으며 상기 농축된 바이오가스를 수소로 개질하여 개질수소연료로 제공한다. In the system of the present invention, impurities are removed through the preprocessing unit 20 and biogas having a methane gas content of 50 to 70% is directly supplied to the anode of the phosphoric acid type fuel cell to operate. Includes a fuel cell unit 30 do. At this time, the biogas reforming unit may be additionally installed, and the enriched biogas is reformed into hydrogen to provide reformed hydrogen fuel.

상기 개질의 방법으로는 하나의 개질기(예를 들면, 스팀 개질기)를 구비하여 메탄의 순도가 95% 이상인 바이오 가스를 수소로 개질하게 된다. 이때 개질 가스는 수소함량이 70부피% 이상이 되도록 할 수 있다.As the reforming method, a single reformer (eg, a steam reformer) is provided to reform biogas having a methane purity of 95% or more into hydrogen. At this time, the reformed gas may have a hydrogen content of 70% by volume or more.

상기 연료전지부(30)에 공급된 메탄가스 함량이 50∼70% 함유된 바이오가스의 경우, 열량이 낮아 발전, 보일러, 사업체연료, 자동차, 도시가스 등으로의 적용은 어려우나, 연료전지부(30)로부터 생산된 열에너지를 가정의 난방 공급으로 활용될 수 있다. In the case of biogas containing 50 to 70% of methane gas supplied to the fuel cell unit 30, it is difficult to apply to power generation, boilers, business fuel, automobiles, city gas, etc. due to its low calorific value, but fuel cell unit ( 30) can be used as a heating supply for homes.

또한, 바이오가스 생산부(10) 내 열교환기에 열 공급 용도로도 사용 가능할 것이다. In addition, it will be possible to use it for the purpose of supplying heat to the heat exchanger in the biogas production unit 10.

따라서, 바이오가스로부터 메탄을 분리하고, 농도를 고질화하기 위한 공정을 생략한 비용절감의 효과와 더불어 다운스트림의 용도를 개발할 수 있다. Therefore, it is possible to develop downstream uses along with the effect of cost reduction by omitting the process for separating methane from biogas and enhancing the concentration.

본 발명의 연료전지부는 인산형 연료전지(Phosphoric Acid Fuel Cell, PAFC)는 액체 인산을 전해질로 이용하는 연료전지를 사용한다. The fuel cell unit of the present invention uses a phosphoric acid fuel cell (PAFC) that uses liquid phosphoric acid as an electrolyte.

이때, 연료전지의 원료로서 메탄가스 함량이 50∼70% 함유된 바이오가스를 연료극에 직공급하여 물이 생성되는 과정의 열에너지를 얻을 수 있다. 구체적으로는 공기로부터 얻은 산소를 각각 다공성의 애노드극과 캐소드극에 공급하고, 양(兩)전극간을 부하가 걸리게 하여 접속하면 애노드극에서는 수소가 H2 → 2H+ + 2e-와 같이 산화되어 수소이온이 생성되고, 전자를 부하회로에 방출한다. 한편 양극에서는 산소가 부하회로를 통하여 온 전자와 인산 전해액을 이동하여 온 수소이온과 반응하여, 1/2 02 + 2H + 2e- → H2O와 같이 물이 생성하게 된다. At this time, as a raw material of the fuel cell, biogas containing 50 to 70% of methane gas may be directly supplied to the fuel electrode to obtain thermal energy in the process of generating water. Specifically, when oxygen obtained from air is supplied to the porous anode and cathode electrodes, respectively, and a load is applied between the two electrodes to connect them, hydrogen is oxidized as H 2 → 2H + + 2e - at the anode electrode. Hydrogen ions are generated and electrons are released to the load circuit. On the other hand, in the anode, oxygen moves electrons and phosphoric acid electrolyte through the load circuit and reacts with hydrogen ions to form water, such as 1/2 0 2 + 2H + 2e - → H 2 O.

상기 발생된 전력용량은 440 내지 880kW 수준으로 혐기소화공정에서 생산된 바이오가스 메탄을 고질화 단계없이 화석연료를 대체할 수 있고, 그로부터 얻은 열에너지를 인근 주거지역의 난방 열로서 자원화할 수 있다. The generated power capacity is 440 to 880 kW, and biogas methane produced in the anaerobic digestion process can be substituted for fossil fuel without upgrading, and the thermal energy obtained therefrom can be used as a resource for heating in nearby residential areas.

본 발명에서 채용된 인산형 연료전지(PAFC)는 고체산화물연료전지(SOFC)는 고온형(작동온도 600∼1,000℃) 연료전지대비 사내 요구수익률(P-IRR)이 각각 5.54 및 5.36이고, 설치비용 등을 고려하여 경제성 측면에서 유리하다. The phosphoric acid fuel cell (PAFC) employed in the present invention has an in-house required rate of return (P-IRR) of 5.54 and 5.36, respectively, compared to the high-temperature (operating temperature 600 to 1,000 ° C) fuel cell of the solid oxide fuel cell (SOFC). It is advantageous in terms of economic feasibility considering costs and the like.

따라서, 본 발명의 생활형 바이오가스로부터 메탄의 농도를 고질화하여 메탄을 주성분으로 한 바이오가스를 인산형 연료전지 연료극에 공급함으로써, 연료전지 시스템의 효율 향상, 안정성 및 경제성을 높일 수 있다. Therefore, by increasing the concentration of methane from the life-type biogas of the present invention and supplying the biogas containing methane as a main component to the anode of the phosphoric acid fuel cell, it is possible to improve the efficiency, stability and economic efficiency of the fuel cell system.

또한, 본 발명은 연료전지부(30)에서 생산된 열(105∼120℃)은 바이오가스 생산부(10)에서 걸려진 하수슬러지 처리에 사용될 수 있다. In addition, according to the present invention, the heat (105 to 120° C.) generated in the fuel cell unit 30 can be used to treat sewage sludge caught in the biogas production unit 10.

상기 하수슬러지는 하수처리침전물을 탈수 → 슬러지 → 건조 → 분말화하여 펠릿으로 성형하여 자원화함으로써, 폐자원의 자원화와 동시에 수익성을 제공한다. The sewage sludge is recycled by dewatering sewage treatment sediment → sludge → drying → powdering and forming into pellets, thereby providing profitability as well as recycling of waste resources.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다. Although the present invention has been described in detail only with respect to the specific embodiments described above, it is obvious to those skilled in the art that various changes and modifications are possible within the scope of the technical idea of the present invention, and it is natural that such changes and modifications fall within the scope of the appended claims.

10: 바이오가스 생산부
20: 바이오가스 전처리부
21: 데미스터 쿨러, 22: 열교환기, 23: 공냉식 냉각기, 24: 제습기, 25: 가스승압블로워 현장제어판, 26: 건식탈황장치, 27: 실록산제거장치, 28: 입자제거필터
30: 연료전지부
1: 생활형 순바이오가스 전용 연료전지 시스템
10: biogas production department
20: biogas pre-processing unit
21: demister cooler, 22: heat exchanger, 23: air-cooled cooler, 24: dehumidifier, 25: gas boost blower field control panel, 26: dry desulfurization device, 27: siloxane removal device, 28: particle removal filter
30: fuel cell unit
1: Fuel cell system dedicated to living net biogas

Claims (5)

유기성 폐자원으로부터 배출된 메탄가스 50∼70% 함량의 생활형 바이오가스 생산부,
상기 생산부로부터 공급된 바이오가스의 전처리부 및
상기 전처리부에 의해 불순물이 제거된 바이오가스가 인산형 연료전지(PAFC) 연료극에 직공급되어 작동되는 연료전지부로 이루어지며, 상기 연료전지부에서 발생된 열에너지를 활용하는 것을 특징으로 하는 생활형 순바이오가스 전용 연료전지 시스템.
Lifestyle biogas production unit containing 50 to 70% of methane gas discharged from organic waste resources,
A pre-processing unit of the biogas supplied from the production unit and
It consists of a fuel cell unit that operates by directly supplying biogas from which impurities are removed by the preprocessing unit to a phosphoric acid fuel cell (PAFC) fuel electrode, and uses the thermal energy generated in the fuel cell unit. Gas-only fuel cell system.
제1항에 있어서, 상기 연료전지 연료극에 직공급되는 바이오가스의 메탄가스 함량이 50∼70%인 것을 특징으로 하는 생활형 순바이오가스 전용 연료전지 시스템.[Claim 2] The fuel cell system of claim 1, wherein the biogas directly supplied to the fuel cell fuel electrode has a methane gas content of 50 to 70%. 제1항에 있어서, 상기 불순물이 전처리부에 의해 황화수소(H2S)가 99.98% 및 유기성 황 88%가 제거된 것을 특징으로 하는 생활형 순바이오가스 전용 연료전지 시스템.According to claim 1, wherein the hydrogen sulfide (H 2 S) 99.98% and organic sulfur 88% of the impurities are removed by the pre-processing unit, characterized in that the life-type net biogas-only fuel cell system. 제1항에 있어서, 상기 불순물이 전처리부에 의해 총 할로겐화합물이 96% 이상 제거된 것을 특징으로 하는 생활형 순바이오가스 전용 연료전지 시스템.According to claim 1, Life type pure biogas-only fuel cell system, characterized in that 96% or more of the total halogen compounds are removed by the pretreatment unit. 제1항에 있어서, 상기 연료전지부에서 발생된 열에너지가 가정의 난방 공급 또는 바이오가스 생산부 내 열교환기에 공급되는 것을 특징으로 하는 생활형 순바이오가스 전용 연료전지 시스템.[Claim 2] The fuel cell system for living net biogas only according to claim 1, wherein the thermal energy generated in the fuel cell unit is supplied to a heat exchanger in a home heating supply or biogas production unit.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101366374B1 (en) 2013-11-13 2014-02-24 씨아이바이오텍(주) System and method for treating organic waste including livestock night soil into energy
KR20180007519A (en) 2016-07-13 2018-01-23 이이알앤씨 주식회사 Multi-stage membrane system with improved methane recovery rate from bio-gas

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