유기물의 혐기성소화에서 얻을 수 있는 바이오가스는 경제성있는 신재생에너지원으로써의 가치가 높다. 바이오가스에 비하여 저장성과 수송의 용이성이 대폭 향상된 액화바이오메탄은 바이오가스의 정제와 초저온액화공정을 통하여 얻을 수 있으며 수송용 연료로의 활용이 가능하다. 본 연구에서는 1,000gallon/일 용량의 Pilot를 현장에 설치하여 혐기성소화조에서 발생된 바이오가스로부터 액화바이오메탄을 생산하였다. Pilot 설계를 위하여 바이오가스의 성상을 분석하여 ...
유기물의 혐기성소화에서 얻을 수 있는 바이오가스는 경제성있는 신재생에너지원으로써의 가치가 높다. 바이오가스에 비하여 저장성과 수송의 용이성이 대폭 향상된 액화바이오메탄은 바이오가스의 정제와 초저온액화공정을 통하여 얻을 수 있으며 수송용 연료로의 활용이 가능하다. 본 연구에서는 1,000gallon/일 용량의 Pilot를 현장에 설치하여 혐기성소화조에서 발생된 바이오가스로부터 액화바이오메탄을 생산하였다. Pilot 설계를 위하여 바이오가스의 성상을 분석하여 메탄, 이산화탄소, 수분, 황화수소, 휘발성유기물, 실록산의 농도 데이터를 얻을 수 있었다. 초저온액화공정에 투입이 가능한 고순도의 바이오메탄을 얻기 위하여 탈황, 수분제거, 흡착, 이산화탄소 분리공정이 다양하게 검토되었으며 Pilot 에 적합한 정제공정이 선정되었다. 초저온 액화공정은 질소를 냉매로 사용한 역브레이튼싸이클을 적용하였다. 정제공정과 초저온 액화공정이 조합된 Pilot 시설이 수도권매립지에 설치되었으며, 시운전과 최적화운전을 거쳐 액화바이오메탄의 생산에 성공하였다. 생산된 액화바이오메탄은 순도 99.84%, 발열량 9,540kcal/Nm3의 물성을 나타내었으며 에너지 원단위는 2.07kW/Nm3메탄으로 측정되었다. 생산된 액화바이오메탄의 경제성평가를 수행한 결과 액화바이오메탄이 경제성을 갖기 위한 바이오가스 시설의 최소규모는 바이오가스 발생량 12,600Nm3/일의 규모가 되어야함을 알 수 있었다. 이보다 적은 규모의 혐기성소화시설에 대한 액화바이오메탄 사업진행을 위하여 액화바이오메탄 판매단가에 혐기성소화시설 규모에 따라 적정한 정부의 보조금을 제안하였다.
유기물의 혐기성소화에서 얻을 수 있는 바이오가스는 경제성있는 신재생에너지원으로써의 가치가 높다. 바이오가스에 비하여 저장성과 수송의 용이성이 대폭 향상된 액화바이오메탄은 바이오가스의 정제와 초저온액화공정을 통하여 얻을 수 있으며 수송용 연료로의 활용이 가능하다. 본 연구에서는 1,000gallon/일 용량의 Pilot를 현장에 설치하여 혐기성소화조에서 발생된 바이오가스로부터 액화바이오메탄을 생산하였다. Pilot 설계를 위하여 바이오가스의 성상을 분석하여 메탄, 이산화탄소, 수분, 황화수소, 휘발성유기물, 실록산의 농도 데이터를 얻을 수 있었다. 초저온액화공정에 투입이 가능한 고순도의 바이오메탄을 얻기 위하여 탈황, 수분제거, 흡착, 이산화탄소 분리공정이 다양하게 검토되었으며 Pilot 에 적합한 정제공정이 선정되었다. 초저온 액화공정은 질소를 냉매로 사용한 역브레이튼싸이클을 적용하였다. 정제공정과 초저온 액화공정이 조합된 Pilot 시설이 수도권매립지에 설치되었으며, 시운전과 최적화운전을 거쳐 액화바이오메탄의 생산에 성공하였다. 생산된 액화바이오메탄은 순도 99.84%, 발열량 9,540kcal/Nm3의 물성을 나타내었으며 에너지 원단위는 2.07kW/Nm3메탄으로 측정되었다. 생산된 액화바이오메탄의 경제성평가를 수행한 결과 액화바이오메탄이 경제성을 갖기 위한 바이오가스 시설의 최소규모는 바이오가스 발생량 12,600Nm3/일의 규모가 되어야함을 알 수 있었다. 이보다 적은 규모의 혐기성소화시설에 대한 액화바이오메탄 사업진행을 위하여 액화바이오메탄 판매단가에 혐기성소화시설 규모에 따라 적정한 정부의 보조금을 제안하였다.
Biogas derived from anaerobic digestion of organic matter has a high value for economical renewable energy sources. Liquified biomethane, which has enhanced storage capacity and transportability compared to biogas, is obtainable via purification and cryogenic liquefaction, and available to use for t...
Biogas derived from anaerobic digestion of organic matter has a high value for economical renewable energy sources. Liquified biomethane, which has enhanced storage capacity and transportability compared to biogas, is obtainable via purification and cryogenic liquefaction, and available to use for transportation fuel. In this research, liquefied biomethane was produced from the biogas generated in the anaerobic digester by installing a pilot with a capacity of 1,000 gallon/day. The characteristics of biogas was analyzed for the design of the pilot, and the data, including the concentration of methane, carbon dioxide, moisture, hydrogen sulfide, volatile organic matter and siloxane, was obtained. Desulfurization, water removal, adsorption, and carbon dioxide separation processes were examined in various ways to obtain high purity biomethane that can be fed into a cryogenic liquefaction process, and a purification process suitable for the pilot was selected. In the cryogenic liquefaction process, a reverse Brayton cycle using nitrogen as a refrigerant was applied.. The pilot plant, which combines the purification process and the cryogenic liquefaction process, was installed at Sudokwon Landfill site and succeeded in producing liquefied biomethane through commissioning and optimization. The liquefied biomethane produced showed a purity of 99.84%, a calorific value of 9,540 kcal/Nm3, and an energy consumption of 2.07kW/Nm3 methane. As a result of economical evaluation of liquefied biomethane produced, it was found that the minimum capacity of biogas facility for economizing liquefaction biomethane should be 12,600 Nm3 / day of biogas production. In order to carry out the liquefied biomethane business for anaerobic digestion facilities of lesser scale, we proposed appropriate government subsidies according to the size of anaerobic digestion facilities at the price of selling liquefied biomethane.
Biogas derived from anaerobic digestion of organic matter has a high value for economical renewable energy sources. Liquified biomethane, which has enhanced storage capacity and transportability compared to biogas, is obtainable via purification and cryogenic liquefaction, and available to use for transportation fuel. In this research, liquefied biomethane was produced from the biogas generated in the anaerobic digester by installing a pilot with a capacity of 1,000 gallon/day. The characteristics of biogas was analyzed for the design of the pilot, and the data, including the concentration of methane, carbon dioxide, moisture, hydrogen sulfide, volatile organic matter and siloxane, was obtained. Desulfurization, water removal, adsorption, and carbon dioxide separation processes were examined in various ways to obtain high purity biomethane that can be fed into a cryogenic liquefaction process, and a purification process suitable for the pilot was selected. In the cryogenic liquefaction process, a reverse Brayton cycle using nitrogen as a refrigerant was applied.. The pilot plant, which combines the purification process and the cryogenic liquefaction process, was installed at Sudokwon Landfill site and succeeded in producing liquefied biomethane through commissioning and optimization. The liquefied biomethane produced showed a purity of 99.84%, a calorific value of 9,540 kcal/Nm3, and an energy consumption of 2.07kW/Nm3 methane. As a result of economical evaluation of liquefied biomethane produced, it was found that the minimum capacity of biogas facility for economizing liquefaction biomethane should be 12,600 Nm3 / day of biogas production. In order to carry out the liquefied biomethane business for anaerobic digestion facilities of lesser scale, we proposed appropriate government subsidies according to the size of anaerobic digestion facilities at the price of selling liquefied biomethane.
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