초록 ▼

본 발명은 천연가스에서 생산되는 블루 수소생산과 담수화 플랜트를 이용하여 담수를 수소생산 공정에 공급하여 고온의 수증기를 이용한 증기터빈 발전을 한 이후, 탈염수 저장조로 보내어져 재활용하거나 나머지 온수 및 담수는 필요지역으로 공급을 위한 공정 흐름도와 공정구성을 제공한다. 천연가스에 포함된 수분 내지 황화수소 등을 사전에 제거하고, 이러한 준비 과정을 거친 후 가스화 반응기에 천연가스를 주입하고, 담수화 플랜트를 이용하여 담수를 증기발생기에 공급하고 연료로 연소시켜, 370℃, 48.04 bar의 고온의 증기를 천연가스 히터에

본 발명은 천연가스에서 생산되는 블루 수소생산과 담수화 플랜트를 이용하여 담수를 수소생산 공정에 공급하여 고온의 수증기를 이용한 증기터빈 발전을 한 이후, 탈염수 저장조로 보내어져 재활용하거나 나머지 온수 및 담수는 필요지역으로 공급을 위한 공정 흐름도와 공정구성을 제공한다. 천연가스에 포함된 수분 내지 황화수소 등을 사전에 제거하고, 이러한 준비 과정을 거친 후 가스화 반응기에 천연가스를 주입하고, 담수화 플랜트를 이용하여 담수를 증기발생기에 공급하고 연료로 연소시켜, 370℃, 48.04 bar의 고온의 증기를 천연가스 히터에 보내, 천연가스를 370℃, 48.04 bar로 가열 및 가압을 한 상태에서 증기 발생기로부터 나온 370 ℃의 고온의 증기를 2단의 가스 히터로 보내어 지속적으로 천연가스의 온도를 각각 500 ℃, 46 bar, 870 ℃, 44 bar로 가열한 다음 가스개질기로 보내고, 가스 개질기 내부에서는 증기 발생기에서 발생한 증기와 함께 천연가스의 메탄과 기타 경량 탄화수소에서 더 많은 수소가 생산된다.가스 개질기 내에서 증기와 탄화수소 성분과 결합하여 일부 일산화탄소가 생성됨으로 추가적으로 수소로 변환하기 위해 고온증기-가스환원 반응기 및 저온 증기-가스환원 반응기가 사용되어 수소의 량을 수소무게/투입가스 무게비율을 각각 6.5 %(HTWGS), 2 %(LTWGS)로 증가시킨다. 이러한 증기-가스환원 반응기에서 발생하는 이산화탄소는 아민 이산화탄소 흡수 장치에서 제거된다. 뿐만 아니라, 각 고온증기-가스환원 반응기 및 저온 증기-가스환원 반응기에서 나온 고온의 가스를 냉각기에서 담수화 플랜트로부터 냉각수를 이용하여 저온으로 변경하면서 발생한 냉각수가 870～900 ℃ 고온의 증기가 됨으로 이를 재차 증기터빈으로 이송되어 전기발전에 이용하며, 수소와 극소 미량의 일산화탄소, 이산화탄소는 결국 압력 순환식 흡착장치 과정을 통해 별도 99.99 %의 수소만을 추출하게 된다. 블루수소 생산 공정에서 발생하는 부산물 증기는 증기 터빈 시스템의 발전용으로 사용되며, 일부는 온수공급으로 사용되고 나머지는 재사용화 절차를 거쳐 탈염수저장조에 저장되며, 재차 증기발생기, 가스히터기 및 개질기, 증기-가스환원 반응기, 냉각기에 재사용하게 된다. 증기 발생기의 연료 연소시 발생한 이산화황(SO2), 이산화탄소(CO2)는 직접 황 회수 공정(DSRP)에서 추출한 이산화황(SO2) 내지 아민 이산화탄소흡수 장치에서 제거된 이산화탄소(CO2) 가스를 액화기를 통하여 액화한 다음 다른 화학제품사용의 원료로 이용하기 위해 액화저장 내지 필요한 곳으로 공급된다.

대표청구항 ▼

버너 또는 플라즈마를 이용한 연소장치(115)와 송풍기(117)를 구비하여, 1,750～2,000 ℃의 고온으로 유입되는 담수로부터 370 ℃, 48.04 bar의 고온의 증기를 생산하는 증기 발생기(112), 상기 증기 발생기(112)로부터 370 ℃, 48.04 bar의 고온의 증기가 유입되어 천연가스를 370 ℃, 48.04 bar의 고온의 가스로 변환하는 제1 천연가스 히터(111), 상기 증기 발생기(112)로부터의 발생되는 370 ℃, 48.04 bar의 고온의 증기가 각각 유입되어 상기 제1 천연가스 히터(111)에서

버너 또는 플라즈마를 이용한 연소장치(115)와 송풍기(117)를 구비하여, 1,750～2,000 ℃의 고온으로 유입되는 담수로부터 370 ℃, 48.04 bar의 고온의 증기를 생산하는 증기 발생기(112), 상기 증기 발생기(112)로부터 370 ℃, 48.04 bar의 고온의 증기가 유입되어 천연가스를 370 ℃, 48.04 bar의 고온의 가스로 변환하는 제1 천연가스 히터(111), 상기 증기 발생기(112)로부터의 발생되는 370 ℃, 48.04 bar의 고온의 증기가 각각 유입되어 상기 제1 천연가스 히터(111)에서 변환된 천연가스를 370～500 ℃, 48.04～46.08 bar의 초고온의 천연가스로 변환하여 가스 개질 반응기(120)에 공급하는 제2, 제3 천연가스 히터(113)(114)를 구비한 증기 발생부(110); 및상기 증기 발생기(112)로부터 고온의 증기가 유입되고 상기 제3 천연가스 히터(114)로부터 초고온의 천연가스가 유입되어 알루미나 또는 니켈 기반 촉매에 의해 천연가스에 존재하는 탄화수소와 증기가 반응하여 수소와 일산화탄소를 생성하는 가스 개질 반응기(120)로 구성되는, 천연가스를 이용한 블루수소 생산장치에 있어서,천연가스로부터 수분을 제거하는 탈수분장치(101), 및 상기 수분이 제거된 천연가스로부터 황화수소를 제거하는 제1, 제2 탈황장치(102)(103)를 구비한 천연가스 전처리부(100)를 더 포함하며,상기 가스 개질 반응기(120)에서 개질된 가스와 나머지 증기에 포함되어 있는 일산화탄소를 산화철, 크롬기 촉매가 존재하는 상태에서 310～370 ℃의 온도범위에서 증기와 반응시켜 350～400℃의 이산화탄소로 변환하는 고온증기-가스환원 반응기(131), 및 상기 고온증기-가스환원 반응기(131)의 공정가스가 200 ℃로 냉각되어 금속 구리, 산화 아연 및 알루미나, 크로미아 중 하나 이상의 소모형 산화물로 구성된 촉매에 의해 공정가스 중 일산화탄소를 이산화탄소로 변환하여 담수가 유입되는 냉각기(134)로 전달하는 저온증기-환원 반응기(133)를 구비한 증기-가스 환원 반응부(130);상기 저온증기-환원 반응기(133)로부터 가스가 유입되고 25～30 ℃의 담수가 유입되며 재생모터에탄올 아민 저장조(148)로부터 25～30 ℃의 모노에탄올아민이 유입되어 이산화탄소를 흡착 제거하는 아민 이산화탄소 흡수장치(147), 220 ℃의 증기가 유입되고 상기 이산화탄소가 흡착 제거된 가스로부터 모노 에탄올아민을 재생하여 재생 모노에탄올아민 저장조(148)에 저장하는 모노 에탄올아민 재생장치(143), 상기 모노 에탄올아민 재생장치(143)로부터 배출되는 가스를 필터링하여 일산화탄소 및 이산화탄소를 이산화탄소 액상화시스템(301)에 공급하는 아민필터(144), 상기 아민 이산화탄소 흡수장치(147) 및 상기 모노 에탄올아민 재생장치(143)로부터 배출되는 가스 중 수소를 포함하는 질소를 압력 순환식 흡착장치에 전달하는 침전탱크(145)를 구비한 이산화탄소 제거장치(140); 및상기 침전탱크(145)부터 유입되는 29～30 ℃, 23 bar의 수소를 포함하는 질소를 30 bar로 증압하는 압축기(151), 상기 증압된 수소를 포함하는 질소를 담수에 의해 냉각하는 냉각기(152), 상기 냉각기(152)로부터 배출되는 수소에 포함되어 있는 미량의 일산화탄소, 이산화탄소, 메탄, 다량의 질소를 흡착 제거하는 버퍼탱크(154)에 저장하는 수소 분리기(153)를 구비한 압력 순환식 흡착장치(150)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 천연가스를 이용한 블루수소 생산장치.