KR102551400B1 - Hydrogen gas processing module and hydrogen gas supply system - Google Patents

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KR102551400B1
KR102551400B1 KR1020230019702A KR20230019702A KR102551400B1 KR 102551400 B1 KR102551400 B1 KR 102551400B1 KR 1020230019702 A KR1020230019702 A KR 1020230019702A KR 20230019702 A KR20230019702 A KR 20230019702A KR 102551400 B1 KR102551400 B1 KR 102551400B1
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송용희
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에스케이에코플랜트(주)
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Abstract

수소 가스 처리 모듈은 고체 산화물 수전해 셀을 이용하여 생산된 수소 가스 및 수증기를 포함하는 공급 가스를 건조하도록 구성되는 건조 설비, 건조 설비로부터 배출되는 공급 가스의 압력을 소정의 범위 내로 유지하도록 구성되는 진공 설비, 및 진공 설비로부터 배출되는 공급 가스의 압력을 높이는 압축 설비를 포함한다.The hydrogen gas treatment module includes a drying facility configured to dry a supply gas containing hydrogen gas and water vapor produced using a solid oxide water electrolysis cell, and a pressure of the supply gas discharged from the drying facility configured to maintain a pressure within a predetermined range. It includes a vacuum facility, and a compression facility that increases the pressure of the supply gas discharged from the vacuum facility.

Description

수소 가스 처리 모듈 및 수소 가스 공급 시스템{HYDROGEN GAS PROCESSING MODULE AND HYDROGEN GAS SUPPLY SYSTEM}Hydrogen gas treatment module and hydrogen gas supply system {HYDROGEN GAS PROCESSING MODULE AND HYDROGEN GAS SUPPLY SYSTEM}

본 개시는 수소 가스 처리 모듈 및 수소 가스 공급 시스템에 관한 것이다. The present disclosure relates to a hydrogen gas treatment module and a hydrogen gas supply system.

수전해 시스템은 물을 전기화학적으로 환원시켜 수소와 산소로 분해하는 장치다. 수전해 시스템은 연료전지의 반대 반응을 이용하기 때문에 친환경적인 수소 에너지 기술로서 주목을 받고 있다. A water electrolysis system is a device that electrochemically reduces water to decompose it into hydrogen and oxygen. The water electrolysis system is attracting attention as an eco-friendly hydrogen energy technology because it uses the opposite reaction of a fuel cell.

수전해 시스템을 활용하여 물을 전기 분해하는 방법은 대표적으로 고체 산화물 수전해 시스템, 고분자 전해질 수전해 시스템, 알칼리 수전해 시스템이 있다. 이 중, 알칼라인 수전해 방식과 고분자 전해질 수전해 방식이 상용화 되었고, 이와 관련한 주변 설비는 각 수전해 방식의 특성에 맞게 개발되었다. Methods of electrolyzing water using a water electrolysis system include a solid oxide water electrolysis system, a polymer electrolyte water electrolysis system, and an alkaline water electrolysis system. Among them, the alkaline water electrolysis method and the polymer electrolyte water electrolysis method have been commercialized, and related peripheral facilities have been developed to suit the characteristics of each water electrolysis method.

고체 산화물 수전해 시스템은 효율은 우수하나 기술적 난이도로 인하여 개발 단계에 있다. 나아가, 다른 수전해 방식과의 차이로 인해 고체 산화물 수전해 시스템에 특화된 주변 설비가 요구된다.The solid oxide water electrolysis system has excellent efficiency, but is in the development stage due to technical difficulties. Furthermore, peripheral equipment specialized for the solid oxide water electrolysis system is required due to the difference from other water electrolysis methods.

해결하고자 하는 과제는 안전성이 향상된 수소 가스 처리 모듈 및 수소 가스 공급 시스템을 제공하는 것에 있다.The problem to be solved is to provide a hydrogen gas treatment module and a hydrogen gas supply system with improved safety.

해결하고자 하는 과제는 공간 활용성이 높은 수소 가스 처리 모듈 및 수소 가스 공급 시스템을 제공하는 것에 있다.The problem to be solved is to provide a hydrogen gas treatment module and a hydrogen gas supply system with high space utilization.

해결하고자 하는 과제는 전력 소모가 적은 수소 가스 처리 모듈 및 수소 가스 공급 시스템을 제공하는 것에 있다.The problem to be solved is to provide a hydrogen gas treatment module and a hydrogen gas supply system with low power consumption.

해결하고자 하는 과제는 고체 산화물 수전해 셀 내의 전해질 멤브레인이 손상되는 것이 감소되거나 실질적으로 방지되는 수소 가스 처리 모듈 및 수소 가스 공급 시스템을 제공하는 것에 있다.A problem to be solved is to provide a hydrogen gas treatment module and a hydrogen gas supply system in which damage to an electrolyte membrane in a solid oxide water electrolysis cell is reduced or substantially prevented.

다만, 해결하고자 하는 과제는 상기 개시에 한정되지 않는다.However, the problem to be solved is not limited to the above disclosure.

일 측면에 있어서, 고체 산화물 수전해 셀을 이용하여 생산된 수소 가스 및 수증기를 포함하는 공급 가스를 건조하도록 구성되는 건조 설비; 상기 건조 설비로부터 배출되는 상기 공급 가스의 압력을 소정의 범위 내로 유지하도록 구성되는 진공 설비; 및 상기 진공 설비로부터 배출되는 상기 공급 가스의 압력을 높이는 압축 설비;를 포함하는 수소 가스 처리 모듈이 제공될 수 있다.In one aspect, a drying facility configured to dry a feed gas comprising hydrogen gas and water vapor produced using a solid oxide water electrolysis cell; a vacuum facility configured to maintain the pressure of the supply gas discharged from the drying facility within a predetermined range; and a compression facility for increasing the pressure of the supply gas discharged from the vacuum facility.

상기 건조 설비에서 배출되는 상기 공급 가스의 압력은 상기 건조 설비에 공급되는 상기 공급 가스의 압력보다 낮을 수 있다.A pressure of the supply gas discharged from the drying facility may be lower than a pressure of the supply gas supplied to the drying facility.

상기 건조 설비에 공급되는 상기 공급 가스를 냉각하도록 구성되는 냉각 설비;를 더 포함할 수 있다.It may further include a cooling facility configured to cool the supply gas supplied to the drying facility.

상기 건조 설비에 상기 건조 설비의 재생 공정을 위한 열을 제공하도록 구성되는 가열 설비;를 더 포함할 수 있다.It may further include a heating facility configured to provide heat for a regeneration process of the drying facility to the drying facility.

상기 냉각 설비에 공급되는 상기 공급 가스의 압력을 측정하도록 구성되는 제1 압력 지시 조절기; 상기 건조 설비와 상기 진공 설비 사이에서 이송되는 상기 공급 가스의 압력을 측정하도록 구성되는 제2 압력 지시 조절기; 및 상기 제1 압력 지시 조절기 및 상기 제2 압력 지시 조절기의 측정 결과에 기초하여 상기 진공 설비를 제어하는 컨트롤러;를 더 포함할 수 있다.a first pressure indicating regulator configured to measure the pressure of the supply gas supplied to the cooling installation; a second pressure indicating regulator configured to measure the pressure of the supply gas conveyed between the drying equipment and the vacuum equipment; and a controller controlling the vacuum equipment based on the measurement results of the first pressure indicating regulator and the second pressure indicating regulator.

상기 컨트롤러는, 상기 냉각 설비에 공급되는 상기 공급 가스의 압력이 0.02 ~ 0.04 barg로 유지되고, 상기 건조 설비로부터 배출되는 상기 공급 가스의 압력이 0.02 ~ 0.04 barg로 유지되도록 상기 진공 설비의 제어할 수 있다.The controller may control the vacuum facility so that the pressure of the supply gas supplied to the cooling facility is maintained at 0.02 to 0.04 barg and the pressure of the supply gas discharged from the drying facility is maintained at 0.02 to 0.04 barg. there is.

상기 컨트롤러는, 상기 냉각 설비에 공급되는 상기 공급 가스의 압력이 0.02 barg 미만일 경우 상기 진공 설비의 작동을 정지시키도록 구성될 수 있다. The controller may be configured to stop the operation of the vacuum facility when the pressure of the supply gas supplied to the cooling facility is less than 0.02 barg.

상기 압축 설비는: 고압 압축 설비; 및 상기 고압 압축 설비와 상기 진공 설비 사이에 제공되는 저압 압축 설비를 포함할 수 있다.The compression facility includes: a high-pressure compression facility; and a low-pressure compression facility provided between the high-pressure compression facility and the vacuum facility.

일 측면에 있어서, 고체 산화물 수전해 셀을 이용하여 생산된 수소 가스 및 수증기를 포함하는 공급 가스를 생산하는 수소 가스 생산 모듈; 및 상기 수소 가스 생산 모듈로부터 제공되는 공급 가스를 처리하는 수소 가스 처리 모듈;을 포함하되, 상기 수소 가스 처리 모듈은, 상기 공급 가스를 건조하도록 구성되는 건조 설비, 상기 건조 설비로부터 배출되는 상기 공급 가스의 압력을 소정의 범위 내로 유지하도록 구성되는 진공 설비, 및 상기 진공 설비로부터 배출되는 상기 공급 가스의 압력을 높이는 압축 설비를 포함할 수 있다.In one aspect, a hydrogen gas production module for producing a supply gas containing hydrogen gas and water vapor produced using a solid oxide water electrolysis cell; and a hydrogen gas processing module that processes the supply gas provided from the hydrogen gas production module, wherein the hydrogen gas processing module includes a drying facility configured to dry the supply gas, and the supply gas discharged from the drying facility. It may include a vacuum facility configured to maintain a pressure of within a predetermined range, and a compression facility for increasing the pressure of the supply gas discharged from the vacuum facility.

상기 수소 가스 생산 모듈과 상기 건조 설비 사이에 제공되는 냉각 설비;를 더 포함하되, 상기 냉각 설비는 상기 건조 설비에 공급되는 상기 공급 가스를 냉각하도록 구성될 수 있다.A cooling facility provided between the hydrogen gas production module and the drying facility may be further included, wherein the cooling facility may be configured to cool the supply gas supplied to the drying facility.

본 개시는 안전성이 향상된 수소 가스 처리 모듈 및 수소 가스 공급 시스템을 제공할 수 있다.The present disclosure may provide a hydrogen gas treatment module and a hydrogen gas supply system with improved safety.

본 개시는 공간 활용성이 높은 수소 가스 처리 모듈 및 수소 가스 공급 시스템을 제공할 수 있다.The present disclosure may provide a hydrogen gas treatment module and a hydrogen gas supply system with high space utilization.

본 개시는 전력 소모가 적은 수소 가스 처리 모듈 및 수소 가스 공급 시스템을 제공할 수 있다.The present disclosure may provide a hydrogen gas treatment module and a hydrogen gas supply system with low power consumption.

본 개시는 고체 산화물 수전해 셀 내의 전해질 멤브레인이 손상되는 것이 감소되거나 실질적으로 방지되는 수소 가스 처리 모듈 및 수소 가스 공급 시스템을 제공할 수 있다.The present disclosure can provide a hydrogen gas treatment module and a hydrogen gas supply system in which damage to an electrolyte membrane in a solid oxide water electrolysis cell is reduced or substantially prevented.

다만, 발명의 효과는 상기 개시에 한정되지 않는다.However, the effect of the invention is not limited to the above disclosure.

도 1은 예시적인 실시예에 따른 수소 가스 공급 시스템의 블록도이다.
도 2는 예시적인 실시예에 따른 수소 생산 시스템의 블록도이다.
도 3은 예시적인 실시예에 따른 수소 생산 시스템의 블록도이다.
도 4는 예시적인 실시예에 따른 수소 생산 시스템의 블록도이다.
도 5는 예시적인 실시예에 따른 수소 생산 시스템의 블록도이다.
도 6은 예시적인 실시예에 따른 수소 생산 시스템의 블록도이다.
도 7은 예시적인 실시예에 따른 수소 생산 시스템의 블록도이다.
도 8은 예시적인 실시예에 따른 수소 생산 시스템의 블록도이다.Fig. 1 is a block diagram of a hydrogen gas supply system according to an exemplary embodiment.
2 is a block diagram of a hydrogen production system according to an exemplary embodiment.
3 is a block diagram of a hydrogen production system according to an exemplary embodiment.
4 is a block diagram of a hydrogen production system according to an exemplary embodiment.
5 is a block diagram of a hydrogen production system according to an exemplary embodiment.
6 is a block diagram of a hydrogen production system according to an exemplary embodiment.
7 is a block diagram of a hydrogen production system according to an exemplary embodiment.
8 is a block diagram of a hydrogen production system according to an exemplary embodiment.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 개시의 실시예들에 대해 상세히 설명하기로 한다. 이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 도면상에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의상 과장되어 있을 수 있다. 한편, 이하에 설명되는 실시예는 단지 예시적인 것에 불과하며, 이러한 실시예들로부터 다양한 변형이 가능하다. Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following drawings, the same reference numerals denote the same components, and the size of each component in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of description. On the other hand, the embodiments described below are merely illustrative, and various modifications are possible from these embodiments.

이하에서, "상"이라고 기재된 것은 접촉하여 바로 위에 있는 것뿐만 아니라 비접촉으로 위에 있는 것도 포함할 수 있다.Hereinafter, what is described as "on" may include not only being directly on contact but also being on non-contact.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In addition, when a certain component is said to "include", this means that it may further include other components without excluding other components unless otherwise stated.

또한, 명세서에 기재된 “부” 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미한다.Also, terms such as “unit” described in the specification mean a unit that processes at least one function or operation.

이하에서, 'a, b, 및 c 중 적어도 하나'는 '오직 a', '오직 b', '오직 c', 'a와 b', 'a와 c', 'b와 c', 또는 'a, b, 및 c'를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, 'at least one of a, b, and c' means 'only a', 'only b', 'only c', 'a and b', 'a and c', 'b and c', or ' It should be understood to include a, b, and c'.

도 1은 예시적인 실시예에 따른 수소 가스 공급 시스템의 블록도이다. Fig. 1 is a block diagram of a hydrogen gas supply system according to an exemplary embodiment.

도 1을 참조하면, 수소 가스 공급 시스템(10)이 제공될 수 있다. 수소 가스 공급 시스템(10)은 수소 가스 생산 모듈(100) 및 수소 가스 처리 모듈(200)을 포함할 수 있다. 고체 수소 가스 생산 모듈(100)과 수소 가스 처리 모듈(200)은 적어도 하나의 이송 라인에 의해 연결될 수 있다. 예를 들어, 수소 가스 생산 모듈(100)은 고체 산화물 수전해 셀을 이용하여 수소를 생산할 수 있다. 고체 산화물 수전해 셀은 산소이온이 전도되는 전해질 멤브레인을 사이에 두고 서로 마주하는 애노드(anode)와 캐소드(cathode)를 포함할 수 있다. 고체 산화물 수전해 셀의 캐소드에 수증기가 공급되고, 애노드와 캐소드에 요구되는 전압이 인가되면, 캐소드에서 수증기가 전기 분해되어 수소 가스가 발생할 수 있다. 캐소드에 공급되는 수증기의 일부는 전기 분해되지 않고 수소 가스와 함께 수소 가스 처리 모듈(200)에 공급될 수 있다. 이하에서, 수소 가스 생산 모듈(100)에서 수소 가스 처리 모듈(200)로 공급되는 수소 가스 및 수증기는 공급 가스로 지칭된다. 공급 가스의 온도 및 압력은 수소 가스 처리 모듈(200) 내의 여러 설비들을 지나면서 변할 수 있다. 수소 가스 처리 모듈(200)에 공급되는 공급 가스의 온도는 약 100~180 도(℃)일 수 있다. 수소 가스 처리 모듈(200)에 공급되는 공급 가스에서 수소 가스와 수증기의 예시적인 질량비는 다음과 같을 수 있다.Referring to FIG. 1 , a hydrogen gas supply system 10 may be provided. The hydrogen gas supply system 10 may include a hydrogen gas production module 100 and a hydrogen gas treatment module 200 . The solid hydrogen gas production module 100 and the hydrogen gas treatment module 200 may be connected by at least one transfer line. For example, the hydrogen gas production module 100 may produce hydrogen using a solid oxide water electrolysis cell. The solid oxide water electrolytic cell may include an anode and a cathode facing each other with an electrolyte membrane through which oxygen ions are conducted. When water vapor is supplied to the cathode of the solid oxide water electrolysis cell and a required voltage is applied to the anode and cathode, the water vapor is electrolyzed at the cathode to generate hydrogen gas. A portion of the water vapor supplied to the cathode may be supplied to the hydrogen gas processing module 200 together with the hydrogen gas without being electrolyzed. Hereinafter, hydrogen gas and water vapor supplied from the hydrogen gas production module 100 to the hydrogen gas treatment module 200 are referred to as supply gases. The temperature and pressure of the feed gas may change as it passes through various facilities within the hydrogen gas treatment module 200 . The temperature of the supply gas supplied to the hydrogen gas treatment module 200 may be about 100 to 180 degrees (°C). An exemplary mass ratio of hydrogen gas and water vapor in the supply gas supplied to the hydrogen gas treatment module 200 may be as follows.

수소 가스의 질량 : 수증기의 질량=38.8:61.2Mass of hydrogen gas: mass of water vapor=38.8:61.2

수소 가스 생산 모듈(100)과 후술되는 냉각 설비(210) 사이의 제1 이송 라인에서 공급 가스는 수소 가스 생산 모듈(100)의 운전 가능 압력 범위 내의 압력을 가질 수 있다. 수소 가스 생산 모듈(100)의 운전 가능 압력 범위는 0.02 ~ 0.04 barg일 수 있다. 수소 가스 생산 모듈(100)과 냉각 설비(210) 사이의 이송 라인에서 공급 가스의 압력은 후술되는 진공 설비(230)에 의해 조절될 수 있다. 다만, 운전 가능 압력 범위는 한정적인 것이 아니며, 수소 가스 생산 모듈(100)에 포함되는 고체 산화물 수전해 셀에 따라 정해질 수 있다. 수소 가스 생산 모듈(100)의 운전 가능 압력 범위는 수소 가스 생산 모듈(100)이 정상적으로 가동될 수 있는 압력의 범위일 수 있다. 예를 들어, 수소 가스 생산 모듈(100)로부터 배출되는 공급 가스가 운전 가능 압력 범위 밖의 압력을 갖는 경우, 고체 산화물 수전해 셀의 멤브레인이 손상될 수 있다. In the first transfer line between the hydrogen gas production module 100 and the cooling facility 210 to be described later, the supply gas may have a pressure within the operable pressure range of the hydrogen gas production module 100. The operating pressure range of the hydrogen gas production module 100 may be 0.02 to 0.04 barg. The pressure of the supply gas in the transfer line between the hydrogen gas production module 100 and the cooling facility 210 may be controlled by a vacuum facility 230 described later. However, the operating pressure range is not limited and may be determined according to the solid oxide water electrolysis cell included in the hydrogen gas production module 100. The operable pressure range of the hydrogen gas production module 100 may be a pressure range in which the hydrogen gas production module 100 can be normally operated. For example, when the supply gas discharged from the hydrogen gas production module 100 has a pressure outside the operable pressure range, the membrane of the solid oxide water electrolysis cell may be damaged.

수소 가스 처리 모듈(200)은 냉각 설비(210), 건조 설비(220), 진공 설비(230), 압축 설비(240), 제1 압력 지시 조절기(PIC1), 제2 압력 지시 조절기(PIC2), 제3 압력 지시 조절기(PIC3), 냉각 물질 공급 설비(250), 불활성 가스 공급 설비(260), 및 컨트롤러(270)를 포함할 수 있다. 냉각 설비(210), 건조 설비(220), 진공 설비(230), 및 압축 설비(240)는 이송 라인들에 의해 연결될 수 있다. 수소 가스 생산 모듈(100) 및 냉각 설비(210) 사이, 수소 가스 생산 모듈(100) 및 건조 설비(220) 사이, 건조 설비(220) 및 진공 설비(230) 사이, 진공 설비(230)와 압축 설비(240) 사이, 및 압축 설비(240)와 수요처(300) 사이의 이송 라인들은 각각 제1 이송 라인, 제2 이송 라인, 제3 이송 라인, 제4 이송 라인, 및 제5 이송 라인으로 지칭될 수 있다. 제1 내지 제5 이송 라인들에 밸브들(미도시)이 배치될 수 있다. 예를 들어, 밸브들은 조절 밸브(control valve) 및 차단 밸브(emergency block valve)를 포함할 수 있다. 수소 가스 처리 모듈(200)에 공급되는 공급 가스는 냉각 설비(210), 건조 설비(220), 진공 설비(230), 및 압축 설비(240)를 차례로 지날 수 있다. 설명의 간결함을 위해, 본 실시예에서, 냉각 설비(210)에 제공되는 공급 가스(즉, 제1 이송 라인을 지나는 공급 가스)는 제1 공급 가스로 지칭될 수 있고, 건조 설비(220)에 제공되는 공급 가스(즉, 제2 이송 라인을 지나는 공급 가스)는 제2 공급 가스로 지칭될 수 있고, 진공 설비(230)에 제공되는 공급 가스(즉, 제3 이송 라인을 지나는 공급 가스)는 제3 공급 가스로 지칭될 수 있으며, 압축 설비(240)에 제공되는 공급 가스(즉, 제4 이송 라인을 지나는 공급 가스)는 제4 공급 가스로 지칭될 수 있고, 수요처(300)에 제공되는 공급 가스(즉, 제5 이송 라인을 지나는 공급 가스)는 제5 공급 가스로 지칭될 수 있다.The hydrogen gas treatment module 200 includes a cooling facility 210, a drying facility 220, a vacuum facility 230, a compression facility 240, a first pressure indicating regulator PIC1, a second pressure indicating regulator PIC2, It may include a third pressure indicating regulator PIC3, a cooling material supply facility 250, an inert gas supply facility 260, and a controller 270. The cooling facility 210, the drying facility 220, the vacuum facility 230, and the compression facility 240 may be connected by transfer lines. Between the hydrogen gas production module 100 and the cooling facility 210, between the hydrogen gas production module 100 and the drying facility 220, between the drying facility 220 and the vacuum facility 230, between the vacuum facility 230 and compression The transfer lines between the facilities 240 and between the compression facility 240 and the consumer 300 are referred to as a first transfer line, a second transfer line, a third transfer line, a fourth transfer line, and a fifth transfer line, respectively. It can be. Valves (not shown) may be disposed on the first to fifth transfer lines. For example, valves may include control valves and emergency block valves. The supply gas supplied to the hydrogen gas treatment module 200 may sequentially pass through a cooling facility 210 , a drying facility 220 , a vacuum facility 230 , and a compression facility 240 . For brevity of description, in this embodiment, the supply gas provided to the cooling installation 210 (ie, the supply gas passing through the first transfer line) may be referred to as the first supply gas, and the supply gas to the drying installation 220 The supply gas provided (ie, the supply gas passing through the second transfer line) may be referred to as the second supply gas, and the supply gas provided to the vacuum facility 230 (ie, the supply gas passing through the third transfer line) may be referred to as a second supply gas. It may be referred to as the third supply gas, and the supply gas supplied to the compression facility 240 (ie, the supply gas passing through the fourth transfer line) may be referred to as the fourth supply gas, and the supply gas provided to the consumer 300 The feed gas (ie, the feed gas passing through the fifth transfer line) may be referred to as a fifth feed gas.

냉각 설비(210)는 수소 가스 생산 모듈(100)로부터 공급 가스(즉, 제1 공급 가스)를 수용할 수 있다. 냉각 설비(210)는 공급 가스의 온도를 낮출 수 있다. 예를 들어, 냉각 설비(210)는 냉각 물질을 이용하는 적어도 하나의 열 교환기(heat exchanger)를 포함할 수 있다. 냉각 설비(210)의 작동을 위해 요구되는 냉각 물질은 냉각 물질 공급 설비(250)로부터 공급될 수 있다. 예를 들어, 냉각 설비(210)는 공급 가스의 온도를 35 도(℃ 내지 45 도(℃)로 낮출 수 있다. 공급 가스의 온도가 낮아짐에 따라 수증기 중 일부가 응축되어 액체 상의 물로 변할 수 있다. The cooling facility 210 may receive a supply gas (ie, a first supply gas) from the hydrogen gas production module 100 . The cooling facility 210 may lower the temperature of the supply gas. For example, the cooling facility 210 may include at least one heat exchanger using a cooling material. A cooling material required for the operation of the cooling facility 210 may be supplied from the cooling material supply facility 250 . For example, the cooling facility 210 may lower the temperature of the supply gas to 35 degrees (° C. to 45 degrees (° C.). As the temperature of the supply gas is lowered, some of the water vapor may condense and change to liquid water. .

냉각 설비(210)에서 생성된 물은 냉각 설비(210) 외부로 배출될 수 있다. 예를 들어, 냉각 설비(210)는 물을 회수하기 위한 적어도 하나의 기액 분리기를 포함할 수 있다. 일 예에서, 냉각 설비(210)에서 생성된 물은 수소 가스 생산 모듈(100)에 재공급될 수 있다. 냉각 설비(210)에서 생성된 물이 필요시 정제 처리 후 수소 가스 생산 모듈(100)에 재공급될 수 있다. 예를 들어, 냉각 설비(210)에서 생성된 물이 0.1μS/cm보다 큰 전기 전도성을 갖는 경우, 냉각 설비(210)에서 생성된 물은 0.1μS/cm 이하의 전기 전도성을 갖도록 정제될 수 있다. Water generated in the cooling facility 210 may be discharged to the outside of the cooling facility 210 . For example, the cooling facility 210 may include at least one gas-liquid separator for recovering water. In one example, water produced in the cooling facility 210 may be supplied back to the hydrogen gas production module 100 . Water generated in the cooling facility 210 may be re-supplied to the hydrogen gas production module 100 after being purified, if necessary. For example, if the water produced in the cooling facility 210 has an electrical conductivity greater than 0.1 μS/cm, the water produced in the cooling facility 210 may be purified to have an electrical conductivity of 0.1 μS/cm or less. .

건조 설비(220)는 공급 가스(즉, 제2 공급 가스)를 건조하도록 구성될 수 있다. 일 예에서, 건조 설비(220)는 흡착식 건조기를 포함할 수 있다. 건조 설비(220)는 수분을 흡수하는 흡착제로 채워진 복수의 타워들을 포함할 수 있다. 일 예에서, 상기 흡착제는 35~45 도(℃)의 수증기를 흡착하도록 구성될 수 있다. 복수의 타워들은 교대로 수분 흡수 공정 및 재생 공정을 수행할 수 있다. 예를 들어, 복수의 타워들이 제1 타워 및 제2 타워로 구성되는 경우, 제1 타워가 공급 가스의 수증기를 흡수하는 동안, 제2 타워는 흡수한 수분을 배출하는 재생 공정을 수행할 수 있다. 제1 타워 내의 흡착제가 흡착한 물로 포화되는 경우, 제1 타워는 수분을 배출하는 재생 공정을 수행하고, 제2 타워가 공급 가스의 수증기를 흡수할 수 있다. 제1 타워와 제2 타워는 교대로 수분 흡수 공정 및 재생 공정을 수행할 수 있다. 예를 들어, 재생 공정은 가열된 기체 또는 외부 열원을 사용하여 수행될 수 있다. 건조 설비(220)는 공급 가스 내의 수증기의 농도를 요구되는 수준 이하로 낮추도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 요구되는 수증기의 농도는 수소 가스를 연료로 사용하기 위한 국제 규격인 ISO 14687-2017 SAE J2719-202003에 따른 기준인 5 ppm 이하일 수 있다. 즉, 제3 공급 가스 내의 수증기 농도는 5 ppm 이하일 수 있다.The drying facility 220 may be configured to dry the feed gas (ie, the second feed gas). In one example, drying equipment 220 may include an adsorption dryer. Drying facility 220 may include a plurality of towers filled with an adsorbent that absorbs moisture. In one example, the adsorbent may be configured to adsorb water vapor at 35 to 45 degrees (℃). A plurality of towers may alternately perform the water absorption process and the regeneration process. For example, when a plurality of towers are composed of a first tower and a second tower, while the first tower absorbs water vapor of the supply gas, the second tower may perform a regeneration process of discharging the absorbed water. . When the adsorbent in the first tower is saturated with adsorbed water, the first tower may perform a regeneration process to discharge moisture, and the second tower may absorb water vapor from the feed gas. The first tower and the second tower may alternately perform a moisture absorption process and a regeneration process. For example, the regeneration process can be performed using a heated gas or an external heat source. The drying facility 220 may be configured to reduce the concentration of water vapor in the feed gas below a desired level. For example, the required concentration of water vapor may be 5 ppm or less, which is a standard according to ISO 14687-2017 SAE J2719-202003, an international standard for using hydrogen gas as a fuel. That is, the water vapor concentration in the third supply gas may be 5 ppm or less.

진공 설비(230)는 제3 이송 라인에 진공을 제공하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 진공 설비(230)는 진공 블로워(vacuum blower)를 포함할 수 있다. 진공 설비(230)는 제3 공급 가스의 압력을 소정 범위 내로 유지되도록 구성될 수 있다. 소정 범위는 공급 가스가 건조 설비(220)를 지날 수 있도록 결정될 수 있다. 예를 들어, 제3 공급 가스는 진공 설비(230)에 의해 0.02 ~ 0.04 barg의 압력을 유지할 수 있다. 진공 설비(230)는 제3 공급 가스보다 높은 압력을 갖는 제4 공급 가스를 배출하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제4 공급 가스의 압력은 0.15~0.25 barg일 수 있다. 진공 설비(230)의 출력은 컨트롤러(270)에 의해 제어될 수 있다. 진공 설비(230)의 작동에 따라 제1 공급 가스의 압력도 변할 수 있다. 예를 들어, 진공 설비(230)가 작동될 경우, 제1 공급 가스의 압력은 낮아질 수 있고, 진공 설비(230)가 작동되지 않을 경우, 제1 공급 가스의 압력은 높아질 수 있다. 일 예에서, 진공 설비(230)는 작동시 발생하는 열을 제어하기 위한 냉각 장치(미도시)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 냉각 장치는 냉각 물질을 이용하는 적어도 하나의 열 교환기를 포함할 수 있다. 냉각 장치의 작동을 위해 요구되는 냉각 물질은 냉각 물질 공급 설비(250)로부터 공급될 수 있다. Vacuum facility 230 may be configured to provide a vacuum to the third transfer line. For example, the vacuum facility 230 may include a vacuum blower. The vacuum facility 230 may be configured to maintain the pressure of the third supply gas within a predetermined range. A predetermined range may be determined so that the supply gas can pass through the drying facility 220 . For example, the third supply gas may maintain a pressure of 0.02 to 0.04 barg by the vacuum facility 230 . The vacuum facility 230 may be configured to discharge a fourth supply gas having a higher pressure than the third supply gas. For example, the pressure of the fourth supply gas may be 0.15 to 0.25 barg. The output of the vacuum equipment 230 may be controlled by the controller 270 . The pressure of the first supply gas may also change according to the operation of the vacuum facility 230 . For example, when the vacuum facility 230 is operated, the pressure of the first supply gas may decrease, and when the vacuum facility 230 does not operate, the pressure of the first supply gas may increase. In one example, the vacuum facility 230 may further include a cooling device (not shown) for controlling heat generated during operation. For example, the cooling device may include at least one heat exchanger using a cooling material. The cooling material required for the operation of the cooling device may be supplied from the cooling material supply facility 250 .

건조 설비(220)가 정상적으로 가동되려면 공급 가스가 건조 설비(220)를 지나도록 흘려야 한다. 일반적으로, 건조 설비(220)의 전단에 압축 설비를 배치하여 건조 설비(220) 전단의 공급 가스의 압력을 건조 설비(220) 후단의 공급 가스의 압력보다 높게 함으로써 공급 가스의 흐름을 만든다. 그런데 건조 설비(220) 전단의 이송 라인(제1 이송 라인 또는 제2 이송 라인)에 별도의 압축 설비가 배치되는 경우(즉, 공급 가스가 건조 설비를 지나기 전에 압축 설비를 지나는 경우), 공급 가스가 폭발할 위험이 발생될 수 있다. 이와 관련하여, 수전해설비 제조의 시설·기술·검사 기준(KGS AH271) 3.2.1.21은 '스택과 수소정제장치의 사이에는 압축기를 설치하지 않는다.'고 규정하고 있다. 수소정제장치는 수소 가스에서 산소를 제거하거나 수분을 제거하는 설비를 지칭한다. 본 개시는 건조 설비(220) 후단에 배치된 진공 설비(230)를 이용하여 공급 가스의 흐름을 만들도록 구성될 수 있다. 이에 따라, 공급 가스의 폭발 위험이 감소되거나 실질적으로 제거되어 안전성이 향상된 수소 가스 처리 모듈이 제공될 수 있다. 나아가, 본 개시는 수전해설비 제조의 시설·기술·검사 기준(KGS AH271)을 충족할 수 있다. 또한, 일반적으로, 진공 설비는 압축 설비보다 소형이므로 설치에 요구되는 공간이 작을 수 있다. 본 개시는 건조 설비(220) 후단에 배치되는 진공 설비(230)를 이용하므로, 수소 가스 처리 장치(200) 내의 공간 활용성을 높일 수 있다.In order for the drying facility 220 to operate normally, supply gas must flow through the drying facility 220 . In general, a compression facility is placed in front of the drying equipment 220 to make the pressure of the supply gas at the front of the drying equipment 220 higher than the pressure of the supply gas at the rear of the drying equipment 220, thereby creating a flow of the supply gas. However, when a separate compression facility is disposed in the transfer line (first transfer line or second transfer line) in front of the drying facility 220 (ie, when the supply gas passes through the compression facility before passing through the drying facility), the supply gas may cause an explosion hazard. In this regard, 3.2.1.21 of the facility, technology, and inspection standard for manufacturing water electrolysis equipment (KGS AH271) stipulates that 'a compressor is not installed between the stack and the hydrogen purifier.' A hydrogen purifier refers to a facility that removes oxygen or moisture from hydrogen gas. The present disclosure may be configured to create a flow of feed gas using a vacuum facility 230 disposed downstream of the drying facility 220 . Accordingly, the hydrogen gas treatment module with improved safety can be provided by reducing or substantially eliminating the risk of explosion of the supplied gas. Furthermore, the present disclosure can satisfy the facility, technology, and inspection standards (KGS AH271) for manufacturing water electrolysis equipment. In addition, since vacuum facilities are generally smaller than compression facilities, the space required for installation may be small. Since the present disclosure uses the vacuum facility 230 disposed at the rear end of the drying facility 220, space utilization within the hydrogen gas processing device 200 can be improved.

제1 압력 지시 조절기(PIC1)는 제1 이송 라인에 제공될 수 있다. 제1 압력 지시 조절기(PIC1)는 제1 공급 가스의 압력을 측정하여, 제1 압력 데이터를 생성할 수 있다. 제1 압력 데이터는 제1 공급 가스의 압력에 관한 데이터일 수 있다. 제1 압력 지시 조절기(PIC1)는 제1 압력 데이터를 컨트롤러(270)에 제공할 수 있다. 제1 압력 데이터는 진공 설비(230)의 작동 출력 제어에 사용될 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(270)는 제1 압력 데이터에 기초하여 진공 설비(230)의 출력을 높이거나 낮출 수 있다. A first pressure indicating regulator PIC1 may be provided in the first transfer line. The first pressure indicating controller PIC1 may generate first pressure data by measuring the pressure of the first supply gas. The first pressure data may be data about the pressure of the first supply gas. The first pressure indicating controller PIC1 may provide first pressure data to the controller 270 . The first pressure data may be used to control the operating output of the vacuum facility 230 . For example, the controller 270 may increase or decrease the output of the vacuum facility 230 based on the first pressure data.

다양한 요인들에 의해 제1 공급 가스의 압력이 수소 가스 생산 모듈(100)의 운전 가능 압력 범위(예를 들어, 0.02 ~ 0.04 barg)를 벗어나는 상황이 발생할 수 있다. 예를 들어, 진공 설비(230)의 고장, 컨트롤러(270)의 제어 오류, 또는 제1 압력 지시 조절기(PIC1)의 작동 오류로 인해 제1 공급 가스의 압력이 0.04 barg보다 커지거나 0.02 barg보다 작아질 수 있다. 제1 공급 가스의 압력이 0.04 barg를 넘어서 과도하게 커지는 경우, 이송 라인 내에서 수소 가스 생산 모듈(100)에서 압축 설비(240)로 향하는 공급 가스의 흐름이 발생하지 않을 수 있다. 제1 공급 가스의 압력이 0.02 barg보다 작아지는 경우, 수소 가스 생산 모듈(100) 후단(즉, 제1 이송 라인)에 과한 진공 상태가 생성되어 수소 가스 생산 모듈(100) 내부의 전해질 멤브레인이 손상될 수 있다.A situation in which the pressure of the first supply gas deviates from the operating pressure range (eg, 0.02 to 0.04 barg) of the hydrogen gas production module 100 may occur due to various factors. For example, due to a failure of the vacuum facility 230, a control error of the controller 270, or an operating error of the first pressure indicating regulator PIC1, the pressure of the first supply gas is greater than 0.04 barg or less than 0.02 barg. can lose When the pressure of the first supply gas is excessively increased beyond 0.04 barg, the flow of the supply gas from the hydrogen gas production module 100 to the compression facility 240 may not occur within the transfer line. When the pressure of the first supply gas is less than 0.02 barg, an excessive vacuum is generated at the rear end (ie, the first transfer line) of the hydrogen gas production module 100, and the electrolyte membrane inside the hydrogen gas production module 100 is damaged. It can be.

본 개시의 진공 설비(230)는 제1 공급 가스가 수소 가스 생산 모듈(100)의 운전 가능 압력 범위(예를 들어, 0.02 ~ 0.04 barg) 내의 압력을 갖도록 작동할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(270)는 제1 압력 지시 조절기(PIC1)로부터 제공되는 제1 압력 데이터에 기초하여, 제1 공급 가스가 수소 가스 생산 모듈(100)의 운전 가능 압력 범위(예를 들어, 0.02 ~ 0.04 barg) 내의 압력을 갖도록 진공 설비(230)의 출력을 조절할 수 있다. 예를 들어, 제1 공급 가스의 압력이 수소 가스 생산 모듈(100)의 운전 가능 압력 범위의 하한값(예를 들어, 0.02 barg)보다 낮게 측정되는 경우, 컨트롤러(270)는 진공 설비(230)의 작동을 중지하여 제1 공급 가스의 압력을 높일 수 있다. 예를 들어, 제1 공급 가스의 압력이 수소 가스 생산 모듈(100)의 운전 가능 압력 범위의 상한값(예를 들어, 0.04 barg)보다 높게 측정되는 경우, 컨트롤러(270)는 진공 설비(230)의 출력을 최대로 하여 제1 공급 가스의 압력을 낮출 수 있다. 이에 따라, 제1 공급 가스의 압력이 수소 가스 생산 모듈(100)의 운전 가능 압력 범위(예를 들어, 0.02 ~ 0.04 barg) 내로 유지되고, 수소 가스 생산 모듈(100)의 전해질 멤브레인의 손상이 줄어들거나 실질적으로 방지되며, 이송 라인 내에서 요구되는 공급 가스의 흐름이 발생될 수 있다.The vacuum facility 230 of the present disclosure may operate such that the first supply gas has a pressure within the operable pressure range of the hydrogen gas production module 100 (eg, 0.02 to 0.04 barg). For example, the controller 270 may set the first supply gas to an operable pressure range of the hydrogen gas production module 100 (eg, The output of the vacuum facility 230 may be adjusted to have a pressure within 0.02 to 0.04 barg). For example, when the pressure of the first supply gas is measured to be lower than the lower limit (for example, 0.02 barg) of the operable pressure range of the hydrogen gas production module 100, the controller 270 of the vacuum facility 230 The operation may be stopped to increase the pressure of the first supply gas. For example, when the pressure of the first supply gas is measured to be higher than the upper limit (eg, 0.04 barg) of the operable pressure range of the hydrogen gas production module 100, the controller 270 of the vacuum facility 230 The pressure of the first supply gas may be lowered by maximizing the output. Accordingly, the pressure of the first supply gas is maintained within the operable pressure range (eg, 0.02 to 0.04 barg) of the hydrogen gas production module 100, and damage to the electrolyte membrane of the hydrogen gas production module 100 is reduced. or substantially prevented, the required supply gas flow within the transfer line can be generated.

압축 설비(240)는 공급 가스(즉, 제4 공급 가스)의 압력을 높여서 수요처(300)에서 요구하는 수준의 압력을 갖는 제5 공급 가스를 배출하도록 구성될 수 있다. 압축 설비(240)는 저압 압축 설비 또는 고압 압축 설비일 수 있다. 압축 설비(240)가 저압 압축 설비인 경우, 압축 설비(240)는 수~수십 barg의 압력을 갖는 제5 공급 가스를 배출하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 압축 설비(240)는 기계식 압축기(예를 들어, 액체 고리 압축기(liquid ring compressor)) 또는 진공 펌프를 포함할 수 있다. 압축 설비(240)가 고압 압축 설비인 경우, 압축 설비(240)는 수십~수백 barg의 압력을 갖는 제5 공급 가스를 배출하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 압축 설비(240)는 기계식 압축기(예를 들어, 다이어프램 컴프레셔(diaphragm compressor), 피스톤 컴프레셔(piston compressor)) 또는 전기화학식 수소 압축기(electrochemical hydrogen compressor)를 포함할 수 있다. 전기화학식 수소 압축기는 직류 전력을 이용하여 전기화학식 수소 압축기의 멤브레인을 통과한 수소 가스를 압축할 수 있다. 압축 설비(240)의 출력은 컨트롤러(270)에 의해 제어될 수 있다. 일 예에서, 압축 설비(240)는 공급 가스 압축시 발생하는 열을 제어하고, 공급 가스의 온도가 상승하는 것을 줄이거나 실질적으로 방지하는 냉각 장치(미도시)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 냉각 장치는 냉각 물질을 이용하는 적어도 하나의 열 교환기를 포함할 수 있다. 냉각 장치의 작동을 위해 요구되는 냉각 물질은 냉각 물질 공급 설비(250)로부터 공급될 수 있다. The compression facility 240 may be configured to increase the pressure of the supply gas (ie, the fourth supply gas) to discharge the fifth supply gas having a pressure level required by the consumer 300 . The compression facility 240 may be a low pressure compression facility or a high pressure compression facility. When the compression facility 240 is a low-pressure compression facility, the compression facility 240 may be configured to discharge the fifth supply gas having a pressure of several to several tens of barg. For example, compression equipment 240 may include a mechanical compressor (eg, a liquid ring compressor) or a vacuum pump. When the compression facility 240 is a high-pressure compression facility, the compression facility 240 may be configured to discharge the fifth supply gas having a pressure of tens to hundreds of barg. For example, the compression facility 240 may include a mechanical compressor (eg, a diaphragm compressor, a piston compressor) or an electrochemical hydrogen compressor. The electrochemical hydrogen compressor may compress hydrogen gas passing through the membrane of the electrochemical hydrogen compressor using DC power. The output of compression facility 240 may be controlled by controller 270 . In one example, the compression facility 240 may further include a cooling device (not shown) that controls heat generated during compression of the feed gas and reduces or substantially prevents the temperature of the feed gas from rising. For example, the cooling device may include at least one heat exchanger using a cooling material. The cooling material required for the operation of the cooling device may be supplied from the cooling material supply facility 250 .

수요처(300)는 저압 압축 설비로부터 제5 공급 가스를 공급받는 저압 수요처 또는 고압 압축 설비로부터 제5 공급 가스를 공급받는 고압 수요처를 포함할 수 있다. 예를 들어, 저압 수요처는 1~10 barg의 압력을 요구하는 연료 전지일 수 있다. 예를 들어, 고압 수요처는 850 내지 900 barg의 압력을 요구하는 수소 충전소일 수 있다.The consumer 300 may include a low-pressure consumer supplied with a fifth supply gas from a low-pressure compression facility or a high-pressure consumer supplied with a fifth supply gas from a high-pressure compression facility. For example, a low pressure consumer may be a fuel cell requiring a pressure of 1 to 10 barg. For example, a high-pressure consumer may be a hydrogen filling station requiring a pressure of 850 to 900 barg.

일 예에서, 수소 가스 처리 모듈(200)은 압축 설비(240)로부터 배출되는 공급 가스의 압력을 낮추는 조절 밸브(미도시)를 더 포함할 수 있다. 수요처(300)에서 압축 설비(240)로부터 배출되는 공급 가스의 압력보다 더 낮은 압력을 갖는 공급 가스를 요구하는 경우, 조절 밸브가 이용되어 공급 가스의 압력을 낮출 수 있다. 예를 들어, 압축 설비(240)로부터 배출되는 제5 공급 가스의 압력이 6 barg이고 수요처(300)에서 1~1.5 barg의 압력을 갖는 제5 공급 가스를 필요로 하는 경우, 조절 밸브를 이용하여 저압 수요처(304)에 공급되는 제5 공급 가스의 압력을 낮출 수 있다.In one example, the hydrogen gas treatment module 200 may further include a control valve (not shown) that lowers the pressure of the supply gas discharged from the compression facility 240 . When the demand side 300 requests supply gas having a lower pressure than the pressure of the supply gas discharged from the compression facility 240, a control valve may be used to lower the pressure of the supply gas. For example, when the pressure of the fifth supply gas discharged from the compression facility 240 is 6 barg and the consumer 300 requires the fifth supply gas having a pressure of 1 to 1.5 barg, the control valve is used to The pressure of the fifth supply gas supplied to the low pressure consumer 304 may be lowered.

제3 압력 지시 조절기(PIC3)는 압축 설비(240) 후단의 제5 이송 라인에 제공될 수 있다. 제3 압력 지시 조절기(PIC3)는 제5 공급 가스의 압력을 측정하여, 제3 압력 데이터를 생성할 수 있다. 제3 압력 지시 조절기(PIC3)는 제3 압력 데이터를 컨트롤러(270)에 제공할 수 있다. 제3 압력 데이터는 압축 설비(240)의 출력 제어에 사용될 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(270)는 제3 압력 데이터에 기초하여, 제5 공급 가스의 압력이 수요처(300)에서 요구하는 수준으로 유지될 수 있도록 압축 설비(240)의 출력을 제어할 수 있다. The third pressure indicating regulator PIC3 may be provided in the fifth transfer line at the rear end of the compression facility 240 . The third pressure indicating controller PIC3 may generate third pressure data by measuring the pressure of the fifth supply gas. The third pressure indicating controller PIC3 may provide third pressure data to the controller 270 . The third pressure data can be used to control the output of the compression plant 240 . For example, the controller 270 may control the output of the compression facility 240 so that the pressure of the fifth supply gas can be maintained at a level required by the consumer 300 based on the third pressure data.

냉각 물질 공급 설비(250)는 냉각 설비(210), 진공 설비(230)의 냉각 장치, 및 압축 설비(240)의 냉각 장치에 냉각 물질을 공급할 수 있다. 냉각 설비(210), 진공 설비(230), 및 압축 설비(240)가 각각 냉각 물질을 공급하는 설비를 갖출 필요가 없으므로, 냉각 물질을 공급하는 설비를 복수 개 이용하는 것과 비교하여 냉각 물질을 공급하는 설비가 차지하는 면적을 줄일 수 있다. 다른 예시적인 실시예에서, 냉각 설비(210), 진공 설비(230)의 냉각 장치, 및 압축 설비(240)의 냉각 장치는 적어도 하나의 열 교환기 대신 냉각 물질을 이용하지 않는 에어 쿨러 타입의 냉각기를 포함할 수 있다. 냉각 설비(210), 진공 설비(230)의 냉각 장치, 및 압축 설비(240)의 냉각 장치가 에어 쿨러 타입의 냉각기를 이용하는 경우, 냉각 물질 공급 설비(250)는 요구되지 않을 수 있다. 이에 따라, 수소 가스 처리 모듈(200)은 냉각 물질 공급 설비(250)를 포함하지 않을 수 있다.The cooling material supply facility 250 may supply cooling material to the cooling facility 210 , the cooling device of the vacuum facility 230 , and the cooling device of the compression facility 240 . Since the cooling facility 210, the vacuum facility 230, and the compression facility 240 do not need to have a facility for supplying a cooling material, respectively, compared to using a plurality of facilities for supplying a cooling material, supplying a cooling material The area occupied by the equipment can be reduced. In another exemplary embodiment, the cooling facility 210, the cooling device of the vacuum facility 230, and the cooling device of the compression facility 240 use an air cooler type cooler that does not use a cooling material instead of at least one heat exchanger. can include When the cooling facility 210, the cooling device of the vacuum facility 230, and the cooling device of the compression facility 240 use an air cooler type cooler, the cooling material supply facility 250 may not be required. Accordingly, the hydrogen gas treatment module 200 may not include the cooling material supply facility 250 .

불활성 가스 공급 설비(260)는 공급 가스를 이송하는 이송 라인들에 배치되는 밸브들을 제어하는 불활성 가스를 밸브들에 공급할 수 있다. 예를 들어, 불활성 가스는 질소 가스를 포함할 수 있다. 일반적인 건조 공기(instrument air)가 밸브 제어에 사용되는 경우, 공기와 수소 가스가 접촉하여 폭발할 가능성이 있다. 본 개시는 불활성 가스를 밸브 제어에 이용하므로, 안전성이 개선될 수 있다. 나아가, 불활성 가스가 하나의 불활성 가스 공급 설비(260)에 의해 각 밸브들에 통합적으로 제공되므로, 불활성 가스를 공급하는 설비를 복수 개 이용하는 것과 비교하여 불활성 가스를 공급하는 설비가 차지하는 면적을 줄일 수 있다.The inert gas supply facility 260 may supply the valves with an inert gas that controls the valves disposed on the transfer lines that transfer the supply gas. For example, the inert gas may include nitrogen gas. If normal dry air (instrument air) is used for valve control, there is a possibility of explosion due to contact between air and hydrogen gas. Since the present disclosure uses an inert gas for valve control, safety can be improved. Furthermore, since the inert gas is integrally provided to each valve by one inert gas supply facility 260, the area occupied by the inert gas supply facility can be reduced compared to using a plurality of inert gas supply facilities. there is.

컨트롤러(270)는 수소 가스 처리 모듈(200) 내의 설비들 및 밸브들을 제어하도록 구성될 수 있다. 컨트롤러(270)는 프로세서 및 메모리를 포함할 수 있다. 프로세서는 수소 가스 처리 모듈(200) 내의 설비들 및 밸브들을 제어하기 위한 신호 및 데이터를 처리할 수 있다. 메모리는 프로세서가 수소 가스 처리 모듈(200) 내의 설비들 및 장치들을 제어하기 위해 요구되는 소프트웨어 및 데이터를 저장할 수 있다. Controller 270 may be configured to control facilities and valves within hydrogen gas treatment module 200 . The controller 270 may include a processor and memory. The processor may process signals and data for controlling facilities and valves in the hydrogen gas treatment module 200 . The memory may store software and data required for the processor to control facilities and devices in the hydrogen gas processing module 200 .

건조 설비(220)와 진공 설비(230)를 이용하여 공급 가스를 건조하는 공정은 압축 설비와 건조 설비를 이용하여 공급 가스를 건조하는 공정보다 전력을 적게 소모할 수 있다. 예를 들어, 건조 설비(220)와 진공 설비(230)를 이용하여 공급 가스를 건조하는 공정은 압축 설비와 건조 설비를 이용하여 공급 가스를 건조하는 공정보다 4배 내지 5배 적은 소모 전력을 가질 수 있다. 본 개시는 압축 설비와 건조 설비를 이용할 때보다 소모 전력량이 적을 수 있다. 즉, 본 개시는 효율이 개선된 수소 가스 처리 모듈(200)을 제공할 수 있다.The process of drying the supply gas using the drying facility 220 and the vacuum facility 230 may consume less power than the process of drying the supply gas using the compression facility and the drying facility. For example, the process of drying the supply gas using the drying equipment 220 and the vacuum equipment 230 will consume 4 to 5 times less power than the process of drying the supply gas using the compression equipment and the drying equipment. can The present disclosure may consume less power than when using compression equipment and drying equipment. That is, the present disclosure may provide a hydrogen gas processing module 200 having improved efficiency.

본 개시에 따르면, 수소 가스 생산 모듈(100) 내의 전해질 멤브레인이 손상되는 것이 줄어들거나 실질적으로 방지될 수 있고, 다양한 수요처에서 요구하는 수준의 압력을 갖는 수소 가스를 공급할 수 있다. According to the present disclosure, damage to the electrolyte membrane in the hydrogen gas production module 100 can be reduced or substantially prevented, and hydrogen gas having a pressure level required by various consumers can be supplied.

도 2는 예시적인 실시예에 따른 수소 생산 시스템의 블록도이다. 설명의 간결함을 위해, 도 1을 참조하여 설명된 것과의 차이점이 중점적으로 설명될 수 있다.2 is a block diagram of a hydrogen production system according to an exemplary embodiment. For brevity of description, differences from those described with reference to FIG. 1 may be highlighted.

도 2를 참조하면, 수소 가스 공급 시스템(11)이 제공될 수 있다. 수소 가스 공급 시스템(11)은 수소 가스 생산 모듈(100) 및 수소 가스 처리 모듈(200)을 포함할 수 있다. 도 1을 참조하여 설명된 것과 달리, 수소 가스 처리 모듈(200)은 가열 설비(280)를 더 포함할 수 있다. 가열 설비(280)는 수소 가스 생산 모듈(100)과 건조 설비(220) 사이에 배치될 수 있다. 가열 설비(280)는 수소 가스 생산 모듈(100)로부터 제공되는 제1 공급 가스의 일부를 가열하고, 가열된 공급 가스를 건조 설비(220)에 공급하도록 구성될 수 있다. 가열된 공급 가스는 가열 설비(280)의 재생 공정에 이용될 수 있다. 예를 들어, 가열된 공급 가스는 220 도(℃) 이상의 온도를 가질 수 있다. 가열된 공급 가스는 건조 설비(220) 내의 타워를 가열하여 타워가 흡수한 수분을 배출시킬 수 있다. 타워를 지난 공급 가스는 가열 설비(280)에서 다시 가열되어 타워의 재생 공정에 사용되거나, 냉각 설비(210)에 공급될 수 있다. 가열 설비(280)에 공급되는 공급 가스, 가열 설비(280)로부터 배출되는 공급 가스, 그리고 건조 설비(220)로부터 가열 설비(280) 및 냉각 설비(210)에 공급되는 공급 가스의 흐름은 점선으로 도시되었다. 일 예에서, 가열 설비(280)는 가열 설비(280)를 지나는 공급 가스의 온도를 측정할 수 있도록 구성될 수 있다. 일 예에서, 가열 설비(280)에 공급되는 공급 가스의 온도를 측정하여 온도 정보를 컨트롤러(270)에 제공하는 별도의 온도 센서(미도시)가 제공될 수 있다. 컨트롤러(270)는 온도 센서로부터 제공된 공급 가스의 온도 정보를 이용하여 공급 가스가 요구되는 온도(즉, 재생공정에서 요구되는 온도)보다 낮은 온도를 갖는 경우, 가열 설비(280)가 공급 가스를 가열하도록 가열 설비(280)를 제어할 수 있다. Referring to FIG. 2 , a hydrogen gas supply system 11 may be provided. The hydrogen gas supply system 11 may include a hydrogen gas production module 100 and a hydrogen gas treatment module 200 . Unlike what has been described with reference to FIG. 1 , the hydrogen gas treatment module 200 may further include a heating facility 280 . The heating facility 280 may be disposed between the hydrogen gas production module 100 and the drying facility 220 . The heating facility 280 may be configured to heat a portion of the first supply gas provided from the hydrogen gas production module 100 and supply the heated supply gas to the drying facility 220 . The heated feed gas may be used in the regeneration process of the heating facility 280. For example, the heated feed gas may have a temperature of 220 degrees Celsius or higher. The heated feed gas may heat the towers within the drying facility 220 to expel moisture absorbed by the towers. The supply gas passing through the tower may be heated again in the heating facility 280 and used in a tower regeneration process or may be supplied to the cooling facility 210 . The flows of the supply gas supplied to the heating facility 280, the supply gas discharged from the heating facility 280, and the supply gas supplied from the drying facility 220 to the heating facility 280 and the cooling facility 210 are indicated by dotted lines. has been shown In one example, the heating fixture 280 may be configured to be able to measure the temperature of the supply gas passing through the heating fixture 280 . In one example, a separate temperature sensor (not shown) may be provided to measure the temperature of the supply gas supplied to the heating facility 280 and provide temperature information to the controller 270 . The controller 270 uses the temperature information of the supply gas provided from the temperature sensor and, when the supply gas has a temperature lower than the required temperature (that is, the temperature required in the regeneration process), the heating facility 280 heats the supply gas. The heating facility 280 may be controlled to do so.

도 3은 예시적인 실시예에 따른 수소 생산 시스템의 블록도이다. 설명의 간결함을 위해, 도 1을 참조하여 설명된 것과의 차이점이 중점적으로 설명될 수 있다.3 is a block diagram of a hydrogen production system according to an exemplary embodiment. For brevity of description, differences from those described with reference to FIG. 1 may be highlighted.

도 3을 참조하면, 수소 가스 공급 시스템(12)이 제공될 수 있다. 수소 가스 공급 시스템(12)은 수소 가스 생산 모듈(100) 및 수소 가스 처리 모듈(200)을 포함할 수 있다. 도 1을 참조하여 설명된 것과 달리, 수소 가스 처리 모듈(200)은 정류 설비(290)를 더 포함할 수 있다. 정류 설비(290)는 외부 전력 계통(400)으로부터 공급되는 교류 전력을 직류 전력으로 변환할 수 있다. 예를 들어, 정류 설비(290)는 실리콘제어 정류기(Silicon Controlled Rectifier), 절연 게이트 양극성 트랜지스터(IGBT), 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 3 , a hydrogen gas supply system 12 may be provided. The hydrogen gas supply system 12 may include a hydrogen gas production module 100 and a hydrogen gas treatment module 200 . Unlike what has been described with reference to FIG. 1 , the hydrogen gas treatment module 200 may further include a rectifying facility 290 . The rectification facility 290 may convert AC power supplied from the external power system 400 into DC power. For example, the rectification device 290 may include a silicon controlled rectifier, an insulated gate bipolar transistor (IGBT), or a combination thereof.

정류 설비(290)는 직류 전력을 수소 가스 생산 모듈(100)에 공급할 수 있다. 일 예에서, 정류 설비(290)는 전력 변환 과정에서 발생하는 열에 의해 온도가 높아지는 것을 줄이거나 실질적으로 방지하기 위한 냉각 장치를 포함할 수 있다. 예를 들어, 냉각 장치는 냉각 물질을 이용하는 적어도 하나의 열 교환기를 포함할 수 있다. 냉각 장치에서 이용하는 냉각 물질은 냉각 물질 공급 설비(250)로부터 공급될 수 있다. 다른 예시적인 실시예에서, 냉각 장치는 냉각 물질을 이용하지 않는 적어도 하나의 에어 쿨러 타입 냉각기를 포함할 수 있다.The rectification facility 290 may supply DC power to the hydrogen gas production module 100 . In one example, the rectification facility 290 may include a cooling device to reduce or substantially prevent an increase in temperature due to heat generated during power conversion. For example, the cooling device may include at least one heat exchanger using a cooling material. The cooling material used in the cooling device may be supplied from the cooling material supply facility 250 . In another exemplary embodiment, the cooling device may include at least one air cooler type chiller that does not use a cooling material.

압축 설비(240)가 직류 전력에 의해 구동되는 경우, 정류 설비(290)는 압축 설비(240)에 직류 전력을 제공할 수 있다. 예를 들어, 직류 전력에 의해 구동되는 압축 설비(240)는 전기화학식 수소 압축기를 포함할 수 있다.When the compression facility 240 is driven by DC power, the rectification facility 290 may provide DC power to the compression facility 240 . For example, the compression plant 240 powered by direct current power may include an electrochemical hydrogen compressor.

도 4는 예시적인 실시예에 따른 수소 생산 시스템의 블록도이다. 설명의 간결함을 위해, 도 1을 참조하여 설명된 것과의 차이점이 중점적으로 설명될 수 있다.4 is a block diagram of a hydrogen production system according to an exemplary embodiment. For brevity of description, differences from those described with reference to FIG. 1 may be highlighted.

도 4를 참조하면, 수소 가스 공급 시스템(13)이 제공될 수 있다. 수소 가스 공급 시스템(13)은 수소 가스 생산 모듈(100) 및 수소 가스 처리 모듈(200)을 포함할 수 있다. 도 1을 참조하여 설명된 것과 달리, 수소 가스 처리 모듈(200)은 물 정제 설비(291), 물 저장 설비(292), 펌프(293)를 더 포함할 수 있다. 물 정제 설비(291)는 외부 수도 계통(500)으로부터 제공되는 물을 공급받을 수 있다. 외부 수도 계통(500)으로부터 제공되는 물은 요구되는 특성을 갖지 않을 수 있다. 예를 들어, 외부 수도 계통(500)으로부터 제공되는 물은 0.1μS/cm보다 큰 전기 전도성을 가질 수 있다. 물 정제 설비(291)는 수소 가스 생산 모듈(100)에 제공되는 물이 요구되는 특성을 갖도록 정제할 수 있다. 예를 들어, 수소 가스 생산 모듈(100)에 제공되는 물에 요구되는 특성은 0.1μS/cm 이하의 전기 전도성일 수 있다. 일 예에서, 물 정제 설비(291)는 역삼투(Reverse Osmosis) 방식을 이용하여 물을 정제할 수 있다. 물 저장 설비(292)는 물 정제 설비(291)로부터 공급되는 정제된 물을 저장할 수 있다. 펌프(293)는 물 저장 설비(292)에 연결될 수 있다. 수소 가스 생산 모듈(100) 작동시 펌프(293)가 가동되어 물 저장 설비(292) 내의 정제된 물을 수소 가스 생산 모듈(100)에 공급할 수 있다.Referring to FIG. 4 , a hydrogen gas supply system 13 may be provided. The hydrogen gas supply system 13 may include a hydrogen gas production module 100 and a hydrogen gas treatment module 200 . Unlike what has been described with reference to FIG. 1 , the hydrogen gas treatment module 200 may further include a water purification facility 291 , a water storage facility 292 , and a pump 293 . The water purification facility 291 may receive water provided from the external water supply system 500 . Water provided from the external water system 500 may not have the desired characteristics. For example, water provided from the external water system 500 may have an electrical conductivity greater than 0.1 μS/cm. The water purification facility 291 may purify water supplied to the hydrogen gas production module 100 to have required characteristics. For example, a property required for water supplied to the hydrogen gas production module 100 may be electrical conductivity of 0.1 μS/cm or less. In one example, the water purification facility 291 may purify water using a reverse osmosis method. The water storage facility 292 may store purified water supplied from the water purification facility 291 . A pump 293 may be connected to a water storage facility 292 . When the hydrogen gas production module 100 operates, the pump 293 is operated to supply purified water in the water storage facility 292 to the hydrogen gas production module 100 .

도 5는 예시적인 실시예에 따른 수소 생산 시스템의 블록도이다. 설명의 간결함을 위해, 도 4를 참조하여 설명된 것과의 차이점이 중점적으로 설명될 수 있다.5 is a block diagram of a hydrogen production system according to an exemplary embodiment. For brevity of description, differences from those described with reference to FIG. 4 may be mainly described.

도 5를 참조하면, 수소 가스 공급 시스템(14)이 제공될 수 있다. 수소 가스 공급 시스템(14)은 수소 가스 생산 모듈(100) 및 수소 가스 처리 모듈(200)을 포함할 수 있다. 도 4를 참조하여 설명된 것과 달리, 수소 가스 처리 모듈(200)은 증기 생산 설비(294)를 더 포함할 수 있다. 수소 가스 생산 모듈(100) 작동시 펌프(293)가 가동되어 물 저장 설비(292) 내의 정제된 물을 증기 생산 설비(294)에 공급할 수 있다. 증기 생산 설비(294)는 공급된 물을 수증기로 변환하여 수소 가스 생산 모듈(100)에 공급할 수 있다. 예를 들어, 증기 생산 설비(294)는 화력 또는 전기를 이용하는 보일러 또는 히터를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 5 , a hydrogen gas supply system 14 may be provided. The hydrogen gas supply system 14 may include a hydrogen gas production module 100 and a hydrogen gas treatment module 200 . Unlike what has been described with reference to FIG. 4 , the hydrogen gas treatment module 200 may further include a steam production facility 294 . When the hydrogen gas production module 100 operates, the pump 293 is operated to supply purified water in the water storage facility 292 to the steam production facility 294 . The steam production facility 294 may convert supplied water into steam and supply the hydrogen gas production module 100 with water. For example, steam production facility 294 may include a boiler or heater that uses thermal power or electricity.

도 6은 예시적인 실시예에 따른 수소 생산 시스템의 블록도이다. 설명의 간결함을 위해, 도 1을 참조하여 설명된 것과의 차이점이 중점적으로 설명될 수 있다.6 is a block diagram of a hydrogen production system according to an exemplary embodiment. For brevity of description, differences from those described with reference to FIG. 1 may be highlighted.

도 6을 참조하면, 수소 가스 공급 시스템(15)이 제공될 수 있다. 수소 가스 공급 시스템(15)은 수소 가스 생산 모듈(100) 및 수소 가스 처리 모듈(200)을 포함할 수 있다. 도 1을 참조하여 설명된 것과 달리, 수소 가스 처리 모듈(200)은 정류 설비(290), 수소 가스 처리 모듈(200), 물 정제 설비(291), 물 저장 설비(292), 및 펌프(293)를 더 포함할 수 있다. 정류 설비(290)는 외부 전력 계통(400)으로부터 공급되는 교류 전력을 직류 전력으로 변환할 수 있다. 예를 들어, 정류 설비(290)는 실리콘제어 정류기(Silicon Controlled Rectifier), 절연 게이트 양극성 트랜지스터(IGBT), 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 6 , a hydrogen gas supply system 15 may be provided. The hydrogen gas supply system 15 may include a hydrogen gas production module 100 and a hydrogen gas treatment module 200 . Unlike that described with reference to FIG. 1 , the hydrogen gas treatment module 200 includes a rectification facility 290 , a hydrogen gas treatment module 200 , a water purification facility 291 , a water storage facility 292 , and a pump 293 ) may further include. The rectification facility 290 may convert AC power supplied from the external power system 400 into DC power. For example, the rectification device 290 may include a silicon controlled rectifier, an insulated gate bipolar transistor (IGBT), or a combination thereof.

정류 설비(290)는 직류 전력을 수소 가스 생산 모듈(100)에 공급할 수 있다. 일 예에서, 정류 설비(290)는 전력 변환 과정에서 발생하는 열에 의해 온도가 높아지는 것을 줄이거나 실질적으로 방지하기 위한 냉각 장치를 포함할 수 있다. 예를 들어, 냉각 장치는 냉각 물질을 이용하는 적어도 하나의 열 교환기를 포함할 수 있다. 냉각 장치에서 이용하는 냉각 물질은 냉각 물질 공급 설비(250)로부터 공급될 수 있다. 다른 예시적인 실시예에서, 냉각 장치는 냉각 물질을 이용하지 않는 적어도 하나의 에어 쿨러 타입 냉각기를 포함할 수 있다.The rectification facility 290 may supply DC power to the hydrogen gas production module 100 . In one example, the rectification facility 290 may include a cooling device to reduce or substantially prevent an increase in temperature due to heat generated during power conversion. For example, the cooling device may include at least one heat exchanger using a cooling material. The cooling material used in the cooling device may be supplied from the cooling material supply facility 250 . In another exemplary embodiment, the cooling device may include at least one air cooler type chiller that does not use a cooling material.

압축 설비(240)가 직류 전력에 의해 구동되는 경우, 정류 설비(290)는 압축 설비(240)에 직류 전력을 제공할 수 있다. 예를 들어, 직류 전력에 의해 구동되는 압축 설비(240)는 전기화학식 수소 압축기를 포함할 수 있다.When the compression facility 240 is driven by DC power, the rectification facility 290 may provide DC power to the compression facility 240 . For example, the compression plant 240 powered by direct current power may include an electrochemical hydrogen compressor.

물 정제 설비(291)는 외부 수도 계통(500)으로부터 제공되는 물을 공급받을 수 있다. 외부 수도 계통(500)으로부터 제공되는 물은 요구되는 특성을 갖지 않을 수 있다. 예를 들어, 외부 수도 계통(500)으로부터 제공되는 물은 0.1μS/cm보다 큰 전기 전도성을 가질 수 있다. 물 정제 설비(291)는 수소 가스 생산 모듈(100)에 제공되는 물이 요구되는 특성을 갖도록 정제할 수 있다. 예를 들어, 수소 가스 생산 모듈(100)에 제공되는 물에 요구되는 특성은 0.1μS/cm 이하의 전기 전도성일 수 있다. 일 예에서, 물 정제 설비(291)는 역삼투(Reverse Osmosis) 방식을 이용하여 물을 정제할 수 있다. 물 저장 설비(292)는 물 정제 설비(291)로부터 공급되는 정제된 물을 저장할 수 있다. 펌프(293)는 물 저장 설비(292)에 연결될 수 있다. 수소 가스 생산 모듈(100) 작동시 펌프(293)가 가동되어 물 저장 설비(292) 내의 정제된 물을 수소 가스 생산 모듈(100)에 공급할 수 있다.The water purification facility 291 may receive water provided from the external water supply system 500 . Water provided from the external water system 500 may not have the desired characteristics. For example, water provided from the external water system 500 may have an electrical conductivity greater than 0.1 μS/cm. The water purification facility 291 may purify water supplied to the hydrogen gas production module 100 to have required characteristics. For example, a property required for water supplied to the hydrogen gas production module 100 may be electrical conductivity of 0.1 μS/cm or less. In one example, the water purification facility 291 may purify water using a reverse osmosis method. The water storage facility 292 may store purified water supplied from the water purification facility 291 . A pump 293 may be connected to a water storage facility 292 . When the hydrogen gas production module 100 operates, the pump 293 is operated to supply purified water in the water storage facility 292 to the hydrogen gas production module 100 .

도 7은 예시적인 실시예에 따른 수소 생산 시스템의 블록도이다. 설명의 간결함을 위해, 도 6을 참조하여 설명된 것과의 차이점이 중점적으로 설명될 수 있다.7 is a block diagram of a hydrogen production system according to an exemplary embodiment. For conciseness of description, differences from those described with reference to FIG. 6 may be mainly described.

도 7을 참조하면, 수소 가스 공급 시스템(16)이 제공될 수 있다. 수소 가스 공급 시스템(16)은 수소 가스 생산 모듈(100) 및 수소 가스 처리 모듈(200)을 포함할 수 있다. 도 6을 참조하여 설명된 것과 달리, 수소 가스 처리 모듈(200)은 증기 생산 설비(294)를 더 포함할 수 있다. 수소 가스 생산 모듈(100) 작동시 펌프(293)가 가동되어 물 저장 설비(292) 내의 정제된 물을 증기 생산 설비(294)에 공급할 수 있다. 증기 생산 설비(294)는 공급된 물을 수증기로 변환하여 수소 가스 생산 모듈(100)에 공급할 수 있다. 예를 들어, 증기 생산 설비(294)는 화력 또는 전기를 이용하는 보일러 또는 히터를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 7 , a hydrogen gas supply system 16 may be provided. The hydrogen gas supply system 16 may include a hydrogen gas production module 100 and a hydrogen gas treatment module 200 . Unlike what has been described with reference to FIG. 6 , the hydrogen gas treatment module 200 may further include a steam production facility 294 . When the hydrogen gas production module 100 operates, the pump 293 is operated to supply purified water in the water storage facility 292 to the steam production facility 294 . The steam production facility 294 may convert supplied water into steam and supply the hydrogen gas production module 100 with water. For example, steam production facility 294 may include a boiler or heater that uses thermal power or electricity.

도 8은 예시적인 실시예에 따른 수소 생산 시스템의 블록도이다. 설명의 간결함을 위해, 도 1을 참조하여 설명된 것과의 차이점이 중점적으로 설명될 수 있다.8 is a block diagram of a hydrogen production system according to an exemplary embodiment. For brevity of description, differences from those described with reference to FIG. 1 may be highlighted.

도 8을 참조하면, 수소 가스 공급 시스템(17)이 제공될 수 있다. 수소 가스 공급 시스템(17)은 수소 가스 생산 모듈(100) 및 수소 가스 처리 모듈(200)을 포함할 수 있다. 도 1을 참조하여 설명된 것과 달리, 압축 설비(240)는 저압 압축 설비(242) 및 고압 압축 설비(244)를 포함할 수 있다. 저압 압축 설비(242)는 공급 가스를 수~수십 barg로 압축하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 저압 압축 설비(242)는 기계식 압축기(예를 들어, 스크류 타입 컴프레셔(Screw type compressor), 다이어프램 컴프레셔(diaphragm compressor), 피스톤 타입 컴프레셔(piston(reciprocating) type compressor)) 또는 진공 펌프를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 8 , a hydrogen gas supply system 17 may be provided. The hydrogen gas supply system 17 may include a hydrogen gas production module 100 and a hydrogen gas treatment module 200 . Unlike what has been described with reference to FIG. 1 , the compression facility 240 may include a low pressure compression facility 242 and a high pressure compression facility 244 . The low pressure compression facility 242 may be configured to compress the feed gas to several to several tens of barg. For example, the low-pressure compression facility 242 may include a mechanical compressor (eg, a screw type compressor, a diaphragm compressor, a piston (reciprocating) type compressor) or a vacuum pump. can include

고압 압축 설비(244)는 저압 압축 설비(242) 후단에 제공될 수 있다. 고압 압축 설비(244)는 공급 가스를 수십~수백 barg로 압축하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 고압 압축 설비(244)는 기계식 압축기(예를 들어, 스크류 타입 컴프레셔(Screw type compressor), 다이어프램 컴프레셔(diaphragm compressor), 피스톤 타입 컴프레셔(piston(reciprocating) type compressor)) 또는 전기화학식 수소 압축기(electrochemical hydrogen compressor)를 포함할 수 있다. The high-pressure compression facility 244 may be provided after the low-pressure compression facility 242 . The high-pressure compression facility 244 may be configured to compress the feed gas to tens to hundreds of barg. For example, the high-pressure compression facility 244 may be a mechanical compressor (eg, a screw type compressor, a diaphragm compressor, a piston (reciprocating) type compressor) or an electrochemical hydrogen It may include an electrochemical hydrogen compressor.

수요처(300)는 고압 수요처(302) 및 저압 수요처(304)를 포함할 수 있다. 고압 수요처(302) 및 저압 수요처(304)에 각각 고압 공급 가스 및 저압 공급 가스가 공급될 수 있다. 고압 공급 가스는 저압 압축 설비(242) 및 고압 압축 설비(244)를 차례로 지남에 따라 고압을 갖게 된 공급 가스를 지칭할 수 있다. 저압 공급 가스는 저압 압축 설비(242)를 지나 저압을 갖게 된 공급 가스를 지칭할 수 있다. 예를 들어, 고압 수요처(302)는 수소 충전소이고, 저압 수요처는 연료전지일 수 있다. 일 예에서, 수소 가스 처리 모듈(200)은 저압 압축 설비(242)로부터 배출되어 저압 수요처(304)에 공급되는 공급 가스의 압력을 낮추는 조절 밸브(미도시)를 더 포함할 수 있다. 저압 수요처(304)에서 저압 압축 설비(242)로부터 배출되는 공급 가스의 압력보다 더 낮은 압력을 갖는 공급 가스가 요구되는 경우, 조절 밸브가 이용되어 공급 가스의 압력을 낮출 수 있다.The consumer 300 may include a high pressure consumer 302 and a low pressure consumer 304 . A high-pressure supply gas and a low-pressure supply gas may be supplied to the high-pressure consumer 302 and the low-pressure consumer 304, respectively. The high-pressure feed gas may refer to a feed gas that becomes high-pressure as it passes through the low-pressure compression facility 242 and the high-pressure compression facility 244 in sequence. A low pressure feed gas may refer to a feed gas that has passed through the low pressure compression facility 242 and has a low pressure. For example, the high-pressure consumer 302 may be a hydrogen filling station and the low-pressure consumer may be a fuel cell. In one example, the hydrogen gas treatment module 200 may further include a control valve (not shown) that lowers the pressure of the supply gas discharged from the low pressure compression facility 242 and supplied to the low pressure consumer 304 . When a supply gas having a lower pressure than the pressure of the supply gas discharged from the low-pressure compression facility 242 is required at the low-pressure consumer 304, a control valve may be used to lower the pressure of the supply gas.

본 개시의 기술적 사상의 실시예들에 대한 이상의 설명은 본 개시의 기술적 사상의 설명을 위한 예시를 제공한다. 따라서 본 개시의 기술적 사상은 이상의 실시예들에 한정되지 않으며, 본 개시의 기술적 사상 내에서 당해 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 상기 실시예들을 조합하여 실시하는 등 여러 가지 많은 수정 및 변경이 가능함은 명백하다.The above description of embodiments of the technical idea of the present disclosure provides examples for explanation of the technical idea of the present disclosure. Therefore, the technical spirit of the present disclosure is not limited to the above embodiments, and many modifications and changes, such as performing a combination of the above embodiments by those skilled in the art within the technical spirit of the present disclosure It is clear that this is possible.

Claims (10)

고체 산화물 수전해 셀을 이용하여 생산된 수소 가스 및 수증기를 포함하는 공급 가스를 건조하도록 구성되는 건조 설비;
상기 건조 설비로부터 배출되는 공급 가스가 0.02~0.04 barg의 압력을 유지하고, 0.15 ~ 0.25 barg의 압력을 갖는 공급 가스를 배출하도록 구성되는 진공 설비;
상기 진공 설비로부터 배출되는 상기 공급 가스의 압력을 높이는 압축 설비;
상기 건조 설비에 공급되는 상기 공급 가스를 냉각하도록 구성되는 냉각 설비;
상기 건조 설비에 상기 건조 설비의 재생 공정을 위한 열을 제공하도록 구성되는 가열 설비;
상기 냉각 설비에 공급되는 상기 공급 가스의 압력을 측정하도록 구성되는 제1 압력 지시 조절기;
상기 건조 설비와 상기 진공 설비 사이에서 이송되는 상기 공급 가스의 압력을 측정하도록 구성되는 제2 압력 지시 조절기; 및
상기 제1 압력 지시 조절기 및 상기 제2 압력 지시 조절기의 측정 결과에 기초하여 상기 진공 설비를 제어하는 컨트롤러;를 포함하되,
상기 압축 설비는, 고압 압축 설비, 및 상기 고압 압축 설비와 상기 진공 설비 사이에 제공되는 저압 압축 설비를 포함하는 수소 가스 처리 모듈.a drying facility configured to dry supply gas containing hydrogen gas and water vapor produced using the solid oxide water electrolysis cell;
a vacuum facility configured to maintain a pressure of 0.02 to 0.04 barg of supply gas discharged from the drying facility and discharge a supply gas having a pressure of 0.15 to 0.25 barg;
a compression facility for increasing the pressure of the supply gas discharged from the vacuum facility;
a cooling facility configured to cool the supply gas supplied to the drying facility;
a heating facility configured to provide heat for a regeneration process of the drying facility to the drying facility;
a first pressure indicating regulator configured to measure the pressure of the supply gas supplied to the cooling installation;
a second pressure indicating regulator configured to measure the pressure of the supply gas conveyed between the drying equipment and the vacuum equipment; and
A controller for controlling the vacuum equipment based on the measurement results of the first pressure indicating regulator and the second pressure indicating regulator; including,
The compression facility includes a high-pressure compression facility and a low-pressure compression facility provided between the high-pressure compression facility and the vacuum facility. 제 1 항에 있어서,
상기 건조 설비에서 배출되는 상기 공급 가스의 압력은 상기 건조 설비에 공급되는 상기 공급 가스의 압력보다 낮은 수소 가스 처리 모듈.According to claim 1,
The pressure of the supply gas discharged from the drying facility is lower than the pressure of the supply gas supplied to the drying facility. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 컨트롤러는, 상기 냉각 설비에 공급되는 상기 공급 가스의 압력이 0.02 ~ 0.04 barg로 유지되도록 상기 진공 설비를 제어하는 수소 가스 처리 모듈.According to claim 1,
The controller controls the vacuum facility so that the pressure of the supply gas supplied to the cooling facility is maintained at 0.02 to 0.04 barg. 제 1 항에 있어서,
상기 컨트롤러는, 상기 냉각 설비에 공급되는 상기 공급 가스의 압력이 0.02 barg 미만일 경우 상기 진공 설비의 작동을 정지시키도록 구성되는 수소 가스 처리 모듈. According to claim 1,
The controller is configured to stop the operation of the vacuum facility when the pressure of the supply gas supplied to the cooling facility is less than 0.02 barg. 삭제delete 고체 산화물 수전해 셀을 이용하여 생산된 수소 가스 및 수증기를 포함하는 공급 가스를 생산하는 수소 가스 생산 모듈; 및
상기 수소 가스 생산 모듈로부터 제공되는 공급 가스를 처리하는 수소 가스 처리 모듈;을 포함하되,
상기 수소 가스 처리 모듈은, 고체 산화물 수전해 셀을 이용하여 생산된 수소 가스 및 수증기를 포함하는 공급 가스를 건조하도록 구성되는 건조 설비, 상기 건조 설비로부터 배출되는 공급 가스가 0.02~0.04 barg의 압력을 유지하고, 0.15 ~ 0.25 barg의 압력을 갖는 공급 가스를 배출하도록 구성되는 진공 설비, 상기 진공 설비로부터 배출되는 상기 공급 가스의 압력을 높이는 압축 설비, 상기 건조 설비에 공급되는 상기 공급 가스를 냉각하도록 구성되는 냉각 설비, 상기 건조 설비에 상기 건조 설비의 재생 공정을 위한 열을 제공하도록 구성되는 가열 설비, 상기 냉각 설비에 공급되는 상기 공급 가스의 압력을 측정하도록 구성되는 제1 압력 지시 조절기, 상기 건조 설비와 상기 진공 설비 사이에서 이송되는 상기 공급 가스의 압력을 측정하도록 구성되는 제2 압력 지시 조절기, 및 상기 제1 압력 지시 조절기 및 상기 제2 압력 지시 조절기의 측정 결과에 기초하여 상기 진공 설비를 제어하는 컨트롤러를 포함하되,
상기 압축 설비는, 고압 압축 설비, 및 상기 고압 압축 설비와 상기 진공 설비 사이에 제공되는 저압 압축 설비를 포함하는 수소 가스 공급 시스템.
a hydrogen gas production module that produces a supply gas containing hydrogen gas and water vapor produced using the solid oxide water electrolysis cell; and
A hydrogen gas processing module for processing the supply gas provided from the hydrogen gas production module; including,
The hydrogen gas treatment module may include a drying facility configured to dry supply gas containing hydrogen gas and water vapor produced by using a solid oxide water electrolysis cell, and supply gas discharged from the drying facility at a pressure of 0.02 to 0.04 barg. A vacuum facility configured to maintain and discharge a supply gas having a pressure of 0.15 to 0.25 barg, a compression facility for increasing the pressure of the supply gas discharged from the vacuum facility, and cooling the supply gas supplied to the drying facility. a cooling facility, a heating facility configured to provide heat for a regeneration process of the drying facility to the drying facility, a first pressure indicating regulator configured to measure a pressure of the supply gas supplied to the cooling facility, the drying facility And a second pressure indicating regulator configured to measure the pressure of the supply gas transferred between the vacuum equipment, and controlling the vacuum equipment based on the measurement results of the first pressure indicating regulator and the second pressure indicating regulator. including the controller;
The compression facility includes a high-pressure compression facility and a low-pressure compression facility provided between the high-pressure compression facility and the vacuum facility.
 삭제delete
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