KR20180046396A - Desulfurization medium for removing hydrogen sulfide and desulfurization apparatus and method using same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 황화수소 제거용 탈황 메디아 및 이를 이용한 탈황장치 및 방법에 관한 것으로, 황화수소를 포함하는 황화합물을 생물학적 기작, 화학적 기작 및 물리적 기작에 의해 효율적으로 제거할 수 있을 뿐만 아니라, 제거 효율을 극대화할 수 있는 황화수소 제거용 탈황 메디아 및 이를 이용한 탈황장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a desulfurization medium for removing hydrogen sulfide, and a desulfurization apparatus and method using the same, and is capable of efficiently removing sulfur compounds including hydrogen sulfide by a biological mechanism, a chemical mechanism and a physical mechanism, The present invention relates to a desulfurization medium for removing hydrogen sulfide and a desulfurization apparatus and method using the same.
일반적으로, 혐기성 소화가스, 바이오가스에 함유된 황화수소가스(H2S) 등과 같은 황화합물은 자극성의 악취성분이고, 연소 시 아황산가스를 발생시키는 공해물질이며, 또 황화수소가스(H2S) 등 황화합물은 순도 높은 고품위의 메탄연료의 생산에 악영향을 줄뿐 아니라 연소설비 및 배관 등에 부식을 초래하기 때문에 연소장치 및 배관의 수명을 단축시키는 등 많은 문제점을 발생시키고 있으므로 혐기성 소화가스, 바이오가스에 함유된 황화수소가스(H2S) 등 황화합물은 필연적으로 제거되어야 하는 문제점을 지니고 있다.In general, sulfur compounds such as anaerobic digestion gas and hydrogen sulfide gas (H2S) contained in biogas are polluting odorous components that generate sulfur dioxide gas upon combustion, and sulfur compounds such as hydrogen sulfide gas (H2S) (H2S) contained in the anaerobic digestion gas and the biogas, and the hydrogen sulfide gas (H2S) contained in the biogas, as well as the detrimental effect on the production of methane fuel of the anaerobic digestion gas and the biogas, Have the problem that sulfur compounds inevitably must be removed.
이에, 혐기성 소화가스, 바이오가스 중에 함유된 불순물인 황화수소를 제거하는 탈황방법과 관련한 선행기술이 개시되어 있다. Thus, prior art relating to a desulfurization method for removing hydrogen sulfide which is an impurity contained in anaerobic digestion gas and biogas is disclosed.
일 예로, 대한민국 등록번호 제10-0926124호는, Co-Mo/Al2O3 100중량부에 대하여 Fe/P/MgO 15~50중량부와 Fe/TiO2 7~20중량부를 포함하는 소화가스 습식탈황용 촉매 조성물을 개시하고 있으며, 또한 대한민국 등록번호 제10-1038413호에는 혐기성 소화가스에 포함된 H2S 등 황 화합물을 제거하기 위하여 마그네사이트 100중량부에 대하여 황산철 7수화물 10~20중량부를 코팅시킨 후, 황산철 7수화물이 코팅된 마그네사이트를 400~600℃으로 3~6시간 소성시켜 이를 200~400매쉬로 분쇄하여 분말화하거나, 구형, 펠렛형, 링형, 하니콤형 중 1종의 형태로 하는 탈황 촉매의 제조방법을 개시하고 있다For example, Korea Registration No. 10-0926124 discloses a digestion gas wet desulfurization catalyst comprising 15 to 50 parts by weight of Fe / P / MgO and 7 to 20 parts by weight of Fe / TiO 2 per 100 parts by weight of Co-Mo / Al 2 O 3 And Korean Registration No. 10-1038413 discloses a method of coating 10 to 20 parts by weight of iron sulfate heptahydrate with respect to 100 parts by weight of magneite to remove sulfur compounds such as H2S contained in the anaerobic digestion gas, Iron hydahydrate-coated magnesite is calcined at 400 to 600 ° C for 3 to 6 hours and then pulverized to 200 to 400 mesh to obtain powder, or a desulfurization catalyst which is in the form of spherical, pellet, ring or honeycomb ≪ / RTI >
그러나, 전술한 종래 기술은 촉매를 구성하는 각각의 성분들을 고순도로 제조 내지 구매하기가 곤란할 뿐 아니라 일정한 조성비로 조합하기가 어려운 제조상의 문제점이 있으며, 특히 세슘이 함유된 마그네슘 화합물의 경우 재생이 용이하지 못한 문제점이 있다. However, in the above-mentioned prior art, it is difficult to manufacture or purchase each of the components constituting the catalyst in high purity, and it is difficult to prepare the catalyst in a constant composition ratio. In particular, in the case of a magnesium compound containing cesium, There is a problem that can not be done.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 전술한 배경기술에 의해서 안출된 것으로, 탈황 메디아의 다공성을 극대화함으로써, 바이오가스에 포함된 황화합물을 화학적 기작에 의해 효율적인 제거가 가능하고, 바이오가스와의 반응속도를 향상시킬 수 있는 황화수소 제거용 탈황 메디아 및 이를 이용한 탈황장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.DISCLOSURE OF THE INVENTION In order to solve the above problems, the present invention has been made in view of the above background, and it is an object of the present invention to maximize the porosity of a desulfurization medium, thereby effectively removing sulfur compounds contained in the biogas by a chemical mechanism, And to provide a desulfurization medium for removing hydrogen sulfide and a desulfurization apparatus and method using the same.
또한, 본 발명은 탈황메디아에 영양물질이 함유되어 있어 높은 표면적을 통해 자생하는 미생물이 성장시켜 미생물에 의한 생물학적 기작에 의한 황화합물의 제거가 이루어지도록 하는 황화수소 제거용 탈황 메디아 및 이를 이용한 탈황장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention also provides a desulfurization medium for removing hydrogen sulfide, which desulfurization medium contains nutrients and allows the microorganisms to grow by self-sustaining high surface area to remove the sulfur compounds by biological mechanisms, and a desulfurization apparatus and method using the same The purpose is to provide.
또한, 본 발명은 황화수소의 농도 및 철과의 반응과 무관하게 지속적으로 사용할 수 있도록 탈황공정 중에도 물리적으로 산소(또는 공기)를 연속, 또는 간헐적으로 공급하여 탈황 메디아의 탈황성능을 회복시킬 수 있는 황화수소 제거용 탈황 메디아 및 이를 이용한 탈황장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention also provides a process for recovering the desulfurization performance of a desulfurized media by continuously or intermittently supplying oxygen (or air) physically during the desulfurization process so as to be continuously used irrespective of the concentration of hydrogen sulfide and the reaction with iron And a desulfurization apparatus and method using the same.
다만, 본 발명의 목적은 이에만 제한되는 것은 아니며, 명시적으로 언급하지 않더라도 과제의 해결수단이나 실시 형태로부터 파악될 수 있는 목적이나 효과도 이에 포함됨은 물론이다. It should be understood, however, that the scope of the present invention is not limited thereto, but includes any object or effect which can be understood from the solution or the embodiment of the present invention without explicitly mentioning it.
이와 같은 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 메디아 지지체, 철이온, 무기 화합물 및 영양염을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a method of manufacturing a magnetic recording medium, comprising the steps of: providing a media support, iron ions, an inorganic compound, and a nutrient.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 메디아 지지체는 셀룰로오스 또는 세라믹 조성물 중 어느 하나, 또는 둘의 혼합물로 이루어지는 것을 특징으로 한다.According to one embodiment of the present invention, the median support is characterized by being made of a cellulose or a ceramic composition, or a mixture of the two.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 세라믹 조성물은 유리분말(또는 폐유리)와 플라이애쉬(fly ash) 및 인터크리트를 포함하는 건축자재로 이루어지는 것을 특징으로 한다.According to an embodiment of the present invention, the ceramic composition is formed of a building material including glass powder (or waste glass), fly ash and interleaving.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 철이온은 수산화철(Fe(OH)3), 삼산화철(Fe2O3) 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 한다.According to an embodiment of the present invention, the iron ion may be any one of iron hydroxide (Fe (OH) 3) and ferric oxide (Fe 2 O 3).
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 무기 화합물은 백운암, 소석회, 규산염 중 어느 하나, 또는 둘 이상 혼합된 혼합물로 이루어지는 것을 특징으로 한다.According to an embodiment of the present invention, the inorganic compound is formed of a mixture of at least one of dolomite, calcium hydroxide and silicate, or a mixture of two or more thereof.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 영양염은 질산염, 인산염, 규산염, 아질산염 및 미네랄 중 어느 하나, 또는 둘 이상의 혼합물로 구성되는 것을 특징으로 한다.According to one embodiment of the present invention, the nutrient is characterized in that it is composed of any one of nitrate, phosphate, silicate, nitrite and minerals, or a mixture of two or more of them.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 메디아 지지체는 탈황 메디아의 총 중량에 있어서, 10중량% 내지 90중량%의 비율로 혼합되는 것을 특징으로 한다.According to an embodiment of the present invention, the median support is mixed at a ratio of 10 wt% to 90 wt% in the total weight of the desulfurized media.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 철이온은 탈황 메디아의 총 중량에 있어서, 10중량% 내지 90중량%의 비율로 혼합되는 것을 특징으로 한다.According to an embodiment of the present invention, the iron ion is mixed at a ratio of 10 wt% to 90 wt% in the total weight of the desulfurized media.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 무기 화합물은 탈황 메디아의 총 중량에 있어서, 1중량% 내지 20중량%의 비율로 혼합되는 것을 특징으로 한다.According to an embodiment of the present invention, the inorganic compound is mixed at a ratio of 1 wt% to 20 wt% in the total weight of the desulfurized media.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 영양염은 탈황 메디아의 총 중량에 있어서, 0.1중량% 내지 10중량%의 비율로 혼합되는 것을 특징으로 한다.According to an embodiment of the present invention, the nutrient is mixed in a ratio of 0.1 wt% to 10 wt% in the total weight of the desulfurized media.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 탈황 메디아는 상기 철이온에 의해 화학적 기작으로 상기 황화합물을 제거하는 것을 특징으로 한다.According to an embodiment of the present invention, the desulfurization medium is characterized in that the sulfur compound is removed by a chemical mechanism by the iron ion.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 탈황 메디아는 상기 영얌염류에 의해 미생물들을 성장시켜 상기 미생물들에 의한 생물학적 기작으로 상기 황화합물을 제거하는 것을 특징으로 한다.According to an embodiment of the present invention, the desulfurization medium is characterized in that the microorganisms are grown by the Yongam salt and the sulfur compounds are removed by a biological mechanism by the microorganisms.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 바이오가스를 생선하는 가스 생산조; 상기 바이오가스에 포함된 황화합물을 제거하기 위해 메디아 지지체, 철이온, 무기 화합물 및 영양염으로 구성된 탈황 메디아가 충진되는 탈황 제거장치; 및 상기 탈황 메디아의 재생이 이루어지도록 하는 메디아 재생장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a gas production tank for feeding biogas; A desulfurization removing device for removing a sulfur compound contained in the biogas, the desulfurization removing device being filled with a desulfurization medium comprising a median support, iron ions, an inorganic compound, and a nutrient; And a media regenerating apparatus for regenerating the desulfurized medium.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 탈황 제거장치에는 상기 바이오가스, 또는 산소가 탈황 메디아로 균등하게 배분되어 공급이 이루어지도록 구성되는 것을 특징으로 한다.According to an embodiment of the present invention, the desulfurization removing apparatus is configured such that the biogas or oxygen is uniformly distributed to the desulfurization medium to be supplied.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 메디아 재생장치는 상기 탈황 제거장치로 산소를 연속, 또는 간헐적으로 공급하는 것을 특징으로 한다.According to an embodiment of the present invention, the media regeneration apparatus continuously or intermittently supplies oxygen to the desulfurization removing apparatus.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 메디아 재생장치는 상기 산소를 상기 탈황 제거장치의 전체 구역으로 균등하게 분배하여 공급이 이루어지도록 구성되는 것을 특징으로 한다.According to an embodiment of the present invention, the media regeneration apparatus is configured such that the oxygen is uniformly distributed to the entire area of the desulfurization removal apparatus to be supplied.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 메디아 재생장치는 탈황 메디아의 황화합물 제거성능이 저하된 경우, 탈황공정을 계속 진행하면서 산소를 공급하여 탈황공정과 재생공정이 동시에 이루어지도록 구성되는 것을 특징으로 한다.According to an embodiment of the present invention, the media regeneration apparatus is characterized in that when the sulfur compound removal performance of the desulfurization medium is lowered, the desulfurization process and the regeneration process are simultaneously performed by supplying oxygen while continuing the desulfurization process .
본 발명의 일 실시예에 따르면, 메디아 지지체, 철이온, 무기 화합물 및 영양염을 일정 중량비로 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계; 상기 혼합물을 구의 형상, 또는 펠릿의 형상으로 성형하고, 성형물을 가공하고 상기 성형물을 건조하여 탈황 메디아를 제조하는 단계; 상기 탈황 메디아를 탈황 제거장치로 투입하고, 가스 생산조에서 생산된 바이오가스를 상기 탈황 제거장치로 공급하여 화학적 기작 및 생물학적 기작에 의해 상기 바이오가스 내의 황화합물을 제거하는 단계; 및 상기 탈황 메디아의 황화합물 제거성능이 저하된 경우, 메디아 재생장치로부터 산소를 상기 탈황 제거장치로 공급하여 상기 탈황메디아의 황화합물 제거성능을 회복시켜 상기 바이오가스 내의 황화합물이 계속적으로 제거되도록 하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a method of preparing a mixture, comprising: mixing a median support, iron ion, an inorganic compound, and a nutrient at a constant weight ratio; Molding the mixture into a shape of a sphere or a pellet, processing the molded product, and drying the molded product to produce a desulfurized media; Introducing the desulfurization medium into a desulfurization removal device, supplying the biogas produced in the gas production tank to the desulfurization removal device to remove sulfur compounds in the biogas by a chemical mechanism and a biological mechanism; And supplying oxygen from the media regeneration device to the desulfurization removing device to recover the sulfur compound removal performance of the desulfurized media to continuously remove the sulfur compounds in the biogas when the sulfur compound removal performance of the desulfurized media is deteriorated .
이와 같은 본 발명의 실시예에 의하면, 탈황 메디아의 다공성을 극대화함으로써, 바이오가스에 포함된 황화합물을 화학적 기작에 의해 효율적인 제거가 가능하고, 바이오가스와의 반응속도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.According to the embodiment of the present invention, by maximizing the porosity of the desulfurization medium, it is possible to efficiently remove the sulfur compounds contained in the biogas by a chemical mechanism and improve the reaction rate with the biogas.
또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 탈황메디아에 영양물질이 함유되어 있어 높은 표면적을 통해 자생하는 미생물이 성장시켜 미생물에 의한 생물학적 기작에 의한 황화합물의 제거가 가능한 효과가 있다. In addition, according to the embodiment of the present invention, since nutrients are contained in the desulfurized media, microorganisms that grow naturally through high surface area are grown, and the sulfur compounds can be removed by the biological mechanism by the microorganisms.
또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 황화수소의 농도 및 철과의 반응과 무관하게 지속적으로 사용할 수 있도록 탈황공정 중에도 물리적으로 산소(또는 공기)를 연속, 또는 간헐적으로 공급하여 물리적 기작에 의한 탈황 메디아의 탈황성능을 회복 및 재생시킬 수 있는 효과가 있다. Further, according to the embodiment of the present invention, oxygen (or air) is physically supplied continuously or intermittently during the desulfurization process so that it can be continuously used irrespective of the concentration of hydrogen sulfide and the reaction with iron, It is possible to recover and regenerate the desulfurization performance.
더불어, 본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시 형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다. In addition, the various and advantageous advantages and effects of the present invention are not limited to the above description, and can be more easily understood in the course of describing a specific embodiment of the present invention.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 탈황 메디아를 이용한 탈황장치를 개략적으로 나타낸 구성도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 탈황 메디아를 이용한 탈황 제거 방법을 나타낸 순서도이다.1 is a schematic view of a desulfurization apparatus using a desulfurization medium according to an embodiment of the present invention;
2 is a flowchart illustrating a desulfurization removing method using a desulfurization medium according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals are used to designate the same or similar components throughout the drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속" 된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In describing the components of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are intended to distinguish the constituent elements from other constituent elements, and the terms do not limit the nature, order or order of the constituent elements. When a component is described as being "connected", "coupled", or "connected" to another component, the component may be directly connected to or connected to the other component, It should be understood that an element may be "connected," "coupled," or "connected."
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 탈황 메디아를 이용한 탈황장치를 개략적으로 나타낸 구성도, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 탈황 메디아를 이용한 탈황 제거 방법을 나타낸 순서도이다.FIG. 1 is a schematic view of a desulfurization apparatus using a desulfurization medium according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a flowchart illustrating a desulfurization removal method using a desulfurization medium according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 탈황메디아는 바이오가스 내 존재하는 황화물, 또는 황혼합물을 제거하기 위한 것으로서, 셀룰로오스, 무기 성분, 영양성분 및 철이온을 일정 중량비로 혼합하여 제조되는 것이다. The desulfurization media of the present invention is for removing sulfide or sulfur mixture present in the biogas, and is prepared by mixing cellulose, inorganic components, nutrients, and iron ions at a constant weight ratio.
이때, 본 발명의 탈황 메디아는 셀룰로오스와 함께 다공성을 극대화하기 위하여 세라믹 조성물이 더 혼합 구성될 수 있다. At this time, the desulfurized media of the present invention may further comprise a ceramic composition in order to maximize porosity together with cellulose.
여기서, 본 발명의 탈황 메디아는 셀룰로오스와 세라믹 조성물 중 어느 하나, 또는 둘 모두를 사용할 수 있을 것이다. Here, the desulfurization medium of the present invention may use either or both of cellulose and ceramic composition.
이때, 세라믹 조성물로는 유리분말(또는 폐유리)와 플라이애쉬(fly ash) 및 인터크리트를 포함하는 건축자재로 이루어질 수 있으며, 상기 건축자재 중 어느 하나, 또는 둘 이상의 혼합물로 구성되어 상기 셀룰로오스와 혼합되거나, 또는 단독으로 탈황 메디아를 이루는 성분들과 혼합되어 탈황 메디아의 다공성을 극대화하는 지지체로서의 역할을 수행하도록 할 수 있을 것이다. At this time, the ceramic composition may be composed of a building material including glass powder (or waste glass), fly ash and intercite, and may be composed of any one of the building materials, or a mixture of two or more thereof, Or mixed with the components constituting the desulfurized media alone, to serve as a support for maximizing the porosity of the desulfurized media.
또한, 무기 화합물로 백운암, 소석회, 규산염 중 어느 하나, 또는 둘 이상 혼합된 혼합성분으로 이루어질 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.In addition, the inorganic compound may be a mixture of dolomite, slaked lime and silicate, or a mixture of two or more thereof, but is not limited thereto.
또한, 철이온은 제1 및 제2철이온을 이루는 성분 중 어느 하나를 이용하거나, 둘 이상의 혼합물로 구성되어 상기 셀룰로오스, 또는 세라믹 조성물과 일정 중량비로 혼합될 수 있다. The iron ion may be one of the components forming the first iron and the second iron, or may be composed of two or more of the components and may be mixed with the cellulose or the ceramic composition at a predetermined weight ratio.
이때, 본 발명에서는 철이온 중에서 수산화철(Fe(OH)3), 삼산화철(Fe2O3) 을 사용하도록 구성되나, 이에 한정하는 것은 아니다.At this time, in the present invention, iron hydroxide (Fe (OH) 3) and iron oxyferrate (Fe2O3) are used in iron, but the present invention is not limited thereto.
또한, 본 발명은 탈황 메디아에 포함되는 영양염이 질산염, 인산염, 규산염, 아질산염 및 미네랄을 포함하여 구성될 수 있으며, 상기 각각의 성분들이 독립적으로 혼합되거나, 또는 둘 이상의 혼합물로서 탈황 메디아의 제조를 위해 혼합이 이루어질 수 있다.The present invention also relates to a process for the preparation of a desulfurized media, wherein the nutrients contained in the desulfurized media can comprise nitrates, phosphates, silicates, nitrites and minerals, wherein the respective components are independently admixed, Mixing can be done.
즉, 본 발명의 탈황메디아는 셀룰로오스, 또는 세라믹 조성물과, 백운암, 소석회, 규산염 등으로 구성되는 무기 화합물과, 여양염을 일정 중량비로 혼합하고, 이후 탈황의 제거 효율을 증대시키기 위해 철이온을 더 혼합하여 제조될 수 있다. That is, in the desulfurization medium of the present invention, an inorganic compound composed of cellulose or a ceramic composition, dolomite, slaked lime, silicate, etc., and a phosphorus salt are mixed at a constant weight ratio and then iron ion is added to increase desulfurization removal efficiency .
또한, 본 발명의 탈황 메디아는 용도에 맞게 구의 형상, 또는 펠릿의 형상 등 다양한 형상으로 성형하며, 성형물을 가공하고 건조하는 단계를 거쳐 제조될 수 있다. In addition, the desulfurized media of the present invention may be manufactured in various shapes such as a sphere shape or a pellet shape according to the application, and the molded product may be processed and dried.
여기서, 셀룰로오스는 다공성 섬유의 구조로 되어 있어 경량화 및 비표면적이 높을 뿐 아니라 메디아 지지체로서 내구성을 가지고 있으며, 셀룰로오스에 무기 화합물 및 더 영양염을 혼합함으로써 셀룰로오스 섬유의 탄화체를 고성능 메디아 지지체로서 활용할 수 있도록 한다. Here, since cellulose has a porous fiber structure, it is not only lightweight and has a high specific surface area but also has durability as a media support. By mixing inorganic compounds and nutrients with cellulose, it is possible to utilize a cellulose fiber as a high-performance media support do.
또한, 수산화철(Fe(OH)3)입자를 첨가함으로서 바이오가스내의 황화수소, 메르캅탄, 아세트알데히 등과 같은 황화합물을 제거하는 탈황효율이 증가시킬 수 있을 것이다. In addition, the addition of iron hydroxide (Fe (OH) 3) particles may increase the desulfurization efficiency to remove sulfur compounds such as hydrogen sulfide, mercaptan, acetaldehyde and the like in the biogas.
아울러, 본 발명의 탈황메디아는 셀룰로오스, 또는 세라믹 조성물이 탈황 메디아의 총 중량에 있어서 10중량% 내지 90중량%의 비율로 혼합될 수 있으나, 바람직하게는 30중량% 내지 60중량%로 이루어질 수 있다. In addition, the desulfurization media of the present invention may be composed of cellulose or ceramic composition in a proportion of 10 wt% to 90 wt%, preferably 30 wt% to 60 wt%, based on the total weight of the desulfurized media .
또한, 상기 철이온은 탈황 메디아의 총 중량에 있어서 10중량% 내지 90중량%의 비율로 혼합될 수 있으나, 바람직하게는 20중량% 내지 40중량%로 이루어질 수 있다. In addition, the iron ion may be mixed in a proportion of 10% by weight to 90% by weight, preferably 20% by weight to 40% by weight, based on the total weight of the desulfurized media.
또한, 상기 무기 화합물은 탈황 메디아의 총 중량에 있어서 1중량% 내지 20중량%의 비율로 혼합될 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니며, 상기 셀룰로오스, 세라믹 조성물, 철이온의 혼합 비율에 따라 달라질 수 있을 것이다.The inorganic compound may be mixed in a proportion of 1 wt% to 20 wt% based on the total weight of the desulfurized media, but is not limited thereto and may vary depending on the mixing ratio of the cellulose, the ceramic composition and the iron ion will be.
또한, 상기 영양염은 탈황 메디아의 총 중량에 있어서 0.1중량% 내지 10중량%의 비율로 혼합될 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니며, 상기 셀룰로오스, 세라믹 조성물, 철이온의 혼합 비율에 따라 달라질 수 있을 것이다.In addition, the nutrient may be mixed in a ratio of 0.1 wt% to 10 wt% based on the total weight of the desulfurized media, but is not limited thereto and may be varied depending on the mixing ratio of the cellulose, the ceramic composition and the iron ion .
이와 같이 구성된 본 발명의 탈황 메디아는, 셀룰로오스와 세라믹 조성물에 의해 다수의 기공형성을 유도하고 첨가되어진 무기 화합물에 의해 탈황 메디아의 성형시 그 형태를 유지하게 하여 매우 우수한 여재로서 활용이 가능하며 특히 첨가되어진 수산화철(Fe(OH)3)은 유입되어지는 가스(바이오가스) 중에 있는 황화수소, 메르캅탄, 아세트알데히 등과 같은 황화합물을 화학적 반응메커니즘을 통해 제거할 수 있다.The desulfurized media of the present invention thus constituted can induce the formation of a large number of pores with cellulose and a ceramic composition and maintain the shape of the desulfurized media by the added inorganic compound, The iron hydroxide (Fe (OH) 3) that is formed can remove sulfur compounds such as hydrogen sulfide, mercaptan, acetaldehyde, etc. in the incoming gas (biogas) through a chemical reaction mechanism.
또한, 본 발명의 탈황 메디아는 영양염류가 혼합 구성됨에 따라 별도의 추가적인 영양원을 첨가하지 않더라도 미생물을 성장시킬 수 있게 하며, 이 미생물에 의해 생물학적 기작으로 황화합물의 제거가 이루어지도록 할 수 있다. In addition, since the desulfurization media of the present invention are mixed with nutrients, it is possible to grow microorganisms without adding an additional nutrient source, and the microorganisms can remove the sulfur compounds by a biological mechanism.
또한, 본 발명의 탈황 메디아는 철이온의 화학적 반응에 의해 황화수소를 포함하는 황화합물의 제거가 이루어지도록 구성된다. In addition, the desulfurization medium of the present invention is configured to remove sulfur compounds including hydrogen sulfide by a chemical reaction of iron ions.
한편, 본 발명은 탈황 메디아의 황화합물 제거성능이 저하된 경우, 산소(또는 공기)를 공급하여 탈황 메디아의 재생이 이루어지도록 함으로써, 황화합물 제거성능(탈황성능)을 회복시킬 수 있도록 탈황장치를 제공할 수 있다. Meanwhile, the present invention provides a desulfurization apparatus capable of regenerating a desulfurized medium by supplying oxygen (or air) when the sulfur compound removal performance of the desulfurized medium is lowered, thereby recovering the sulfur compound removal performance (desulfurization performance) .
탈황장치(100)는, 바이오가스를 생선하는 가스 생산조(110)와, 상기 바이오가스에 포함된 황화합물을 제거하기 위해 탈황 메디아가 충진되는 탈황 제거장치(120)와, 상기 탈황 메디아의 재생이 이루어지도록 하는 메디아 재생장치(130)를 포함하여 구성된다. The desulfurization apparatus 100 includes a
가스 생산조(110)는 하수슬러지, 음식물쓰레기, 축산분뇨 등의 유기성폐기물을 혐기미생물에 의해 발효시켜 폐기물을 감량처리하고 동시에 바이오가스를 생산하는 것으로, 통상의 혐기성 소화조로 이루어질 수 있다.The
탈황 제거장치(120)는 탈황 메디아가 충진되는 공간이 형성되고, 황화합물이 제거된 처리가스 또는 재생공정시 미반응된 산소 또는 공기가 외부로 배출될 수 있도록 구성된다. The
이러한 탈황 제거장치(120)는 바닥면에 고여있는 반응수 및 응측수 또는 냉각수와 바이오가스 또는 산소가 접촉되지 않고 탈황 메디아 측으로 공급되도록 바이오가스를 안내하는 가스 유입구가 더 구성될 수 있다. The
또한, 탈황 제거장치(120)는 상기 바이오가스 또는 산소(또는 산소를 포함하는 공기)가 탈황 메디아로 균등하게 배분되어 공급될 수 있도록 구성된다. In addition, the
즉, 상기 바이오가스가 분산되면서 공급이 이루어지도록 함으로써, 탈황 제거장치(120)의 내부로 균등하게 분배되면서 공급이 이루어질 수 있고, 이에 따라 바이오가스가 탈황 제거장치(120) 전영역의 탈황 메이다와 고르게 접촉되면서 탈황반응이 이루어지게 되므로 황화합물 제거효율 및 반응속도를 극대화할 수 있다. In other words, the biogas can be supplied while being dispersed, so that the biogas can be uniformly distributed to the inside of the
메디아 재생장치(130)는 탈황 제거장치(120)의 일면에 구성되며, 상기 탈황 제거장치(120)로 산소(산소를 포함한 공기)의 유입이 이루어지도록 하여 상기 산소와 탈황 메디아 간의 재생반응이 이루어지도록 하는 구성요소이다. The
이러한 메디아 재생장치(130)는 탈황 제거장치(120)의 전역에 균등하게 분배되어 공급되게 됨으로써, 산소와 탈황 메디아의 재생반응이 효율적으로 이루어지도록 구성된다. The
여기서, 탈황 메디아의 수명은 유입되는 황화수소의 농도와 밀접한 관계가 있으며, 철과의 반응이 더 이상 이루어지지 않을 때에는 교체해 주어야 한다 일반적으로 유입 바이오가스 내 황화수소와 화학반응 통해 탈황효율이 저하된 탈황제는 일반폐기물로 분류되어여 매립이 이루어지고 있으나, 본 발명은 탈황 메디아의 황화합물 제거성능이 저하된 경우, 탈황공정을 계속 진행하면서 산소(또는 공기)를 공급하여 탈황공정과 재생공정이 동시에 이루어지도록 할 수 있다. The lifetime of the desulfurized media is closely related to the concentration of the incoming hydrogen sulfide. When the reaction with the iron is no longer possible, it should be replaced. Generally, the desulfurizing agent with reduced desulfurization efficiency through the chemical reaction with the hydrogen sulfide in the incoming biogas However, in the case where the sulfur compound removal performance of the desulfurized media is deteriorated, the desulfurization process and the regeneration process are simultaneously performed by supplying oxygen (or air) while continuing the desulfurization process .
이에, 상기 메디아 재생장치(130)는 산소, 또는 공기를 탈황 제거장치(120)에 구성된 가스유입구를 통해 주입되어 탈황 메디아에 제공되도록 구성된다. Thus, the
이, 상기 메디아 재생장치(130)는 통상의 콘프레셔, 송풍기 등과 같은 설비를 통해 산소, 또는 공기의 공급이 이루어지도록 구성될 수 있으며, 공급되는 산소, 또는 공기를 탈황 공정의 진행 도중에 연속적, 또는 간헐적으로 공급하거나, 또는 탈황 공정을 중단한 이후에 상기 산소, 또는 공기를 연속적, 또는 간헐적으로 공급하도록 구성될 수 있다.In this case, the
이와 같이 구성된 본 발명의 탈황장치(100)는 탈황메디아가 셀룰로오스를 다량 함유하고 있기 때문에 셀룰로오스로 인해 높은 다공성 구조가 형성되어 높은 상대습도의 바이오가스에서도 황화합물 제거효율이 높은 효과가 있다. The desulfurization apparatus 100 of the present invention configured as described above has a high porous structure due to the cellulose because the desulfurized media contains a large amount of cellulose, and thus the efficiency of removing sulfur compounds is high even in biogas with high relative humidity.
즉, 탈황 제거장치(120) 충진된 탈황 메디아가 셀룰로오스로 인해 다공성 구조로 이루어져 유입 바이오가스 내수분을 다량 함유(흡수)할 수 있어, 높은 상대습도의 바이오가스가 유입되어도 황화합물의 제거효율이 높아지게되고, 아울러, 탈황메디아가 적정습도하에서 황산화미생물의 성장을 촉진하여, 미생물에 의한 황화수소 제거가 이루어질 수 있게 된다.That is, since the desulfurized media filled in the
한편, 본 발명은 탈황 메디아와 탈황장치를 이용하여 황화합물을 제거하기 위하여 메디아 지지체, 철이온, 무기 화합물 및 영양염이 일정 중량비로 혼합하여 탈황 메디아를 제조할 혼합물을 제조한다.(S310)Meanwhile, in order to remove sulfur compounds using a desulfurization medium and a desulfurization apparatus, the present invention provides a mixture for preparing a desulfurized media by mixing media support, iron ion, inorganic compound and nutrient at a constant weight ratio (S310)
또한, 상기 혼합물을 구의 형상, 또는 펠릿의 형상으로 성형하고, 성형물을 가공하고 상기 성형물을 건조하여 탈황 메디아를 제조하는 단계(S320)를 수행한다. Further, the step of forming the mixture in the shape of a sphere or a pellet, processing the molded product, and drying the molded product to manufacture a desulfurized medium (S320) is carried out.
이후, 제조된 탈황 메디아가 화학반응 및 생물학적 반응에 의해 바이오가스 내의 황화합물을 제거하도록 하는 단계를 수행하고(S330), 상기 탈황메디아의 황화합물 제거성능이 저하된 경우, 산소를 연속적으로 공급하거나, 또는 간헐적으로 공급하여 상기 탈황메디아의 황화합물 제거성능을 회복시키는 단계를 수행한다.(S340) Thereafter, the produced desulfurized mediator is subjected to a step of removing sulfur compounds in the biogas by a chemical reaction and a biological reaction (S330). In the case where the desulfurization medium has a reduced ability to remove sulfur compounds, oxygen is continuously supplied (S340) is performed intermittently to recover the sulfur compound removal performance of the desulfurized media.
이때, 상기 황화합물 제거성능이 회복된 상기 탈황메디아와 상기 바이오가스내의 황화합물이 화학반응 및 생물학적 반응하여 상기 황화합물의 제거가 이루어지도록 한다.At this time, the desulfurized media recovered from the sulfur compound removal performance and the sulfur compounds in the biogas are chemically and biologically reacted to remove the sulfur compounds.
이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 하며, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. It is to be understood that the terms "comprises", "comprising", or "having" as used in the foregoing description mean that the constituent element can be implanted unless specifically stated to the contrary, And all terms including technical or scientific terms are to be construed as further including other elements unless the context clearly dictates otherwise as generally understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Have the same meaning.
또한, 이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or essential characteristics thereof. . Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.
100: 탈황장치
110: 가스 생산조
120: 탈황 제거장치
130: 메디아 재생장치100: Desulfurizer 110: Gas production tank
120: Desulfurization removing device 130: Media regeneration device
Claims (18)
A median support, an iron ion, an inorganic compound and a nutrient.
상기 메디아 지지체는 셀룰로오스 또는 세라믹 조성물 중 어느 하나, 또는 둘의 혼합물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 탈황 메디아.
The method according to claim 1,
Wherein the median support comprises cellulose or a ceramic composition, or a mixture of the two.
상기 세라믹 조성물은 유리분말(또는 폐유리)와 플라이애쉬(fly ash) 및 인터크리트를 포함하는 건축자재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 탈황 메디아.
3. The method of claim 2,
Wherein the ceramic composition comprises a building material comprising glass powder (or waste glass), fly ash and interleaving.
상기 철이온은 수산화철(Fe(OH)3), 삼산화철(Fe2O3) 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 탈황 메디아.
The method according to claim 1,
Wherein the iron ion is composed of any one of iron hydroxide (Fe (OH) 3) and ferric iron oxide (Fe2O3).
상기 무기 화합물은 백운암, 소석회, 규산염 중 어느 하나, 또는 둘 이상 혼합된 혼합물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 탈황 메디아.
The method according to claim 1,
Wherein the inorganic compound is composed of a mixture of at least one of dolomite, slaked lime and silicate, or a mixture of two or more thereof.
상기 영양염은 질산염, 인산염, 규산염, 아질산염 및 미네랄 중 어느 하나, 또는 둘 이상의 혼합물로 구성되는 것을 특징으로 하는 탈황 메디아.
The method according to claim 1,
Wherein said nutrient is comprised of any one of nitrate, phosphate, silicate, nitrite and minerals, or a mixture of two or more thereof.
상기 메디아 지지체는 탈황 메디아의 총 중량에 있어서, 10중량% 내지 90중량%의 비율로 혼합되는 것을 특징으로 하는 탈황 메디아.
The method according to claim 1,
Wherein the median support is mixed in a ratio of 10 wt% to 90 wt% in the total weight of the desulfurized media.
상기 철이온은 탈황 메디아의 총 중량에 있어서, 10중량% 내지 90중량%의 비율로 혼합되는 것을 특징으로 하는 탈황 메디아.
The method according to claim 1,
Wherein the iron ion is mixed in a ratio of 10 wt% to 90 wt% based on the total weight of the desulfurized media.
상기 무기 화합물은 탈황 메디아의 총 중량에 있어서, 1중량% 내지 20중량%의 비율로 혼합되는 것을 특징으로 하는 탈황 메디아.
The method according to claim 1,
Wherein the inorganic compound is mixed in a proportion of 1 wt% to 20 wt% based on the total weight of the desulfurized medias.
상기 영양염은 탈황 메디아의 총 중량에 있어서, 0.1중량% 내지 10중량%의 비율로 혼합되는 것을 특징으로 하는 탈황 메디아.
The method according to claim 1,
Wherein the nutrient is mixed at a ratio of 0.1 wt% to 10 wt% in the total weight of the desulfurized media.
상기 탈황 메디아는 상기 철이온에 의해 화학적 기작으로 황화수소를 포함하는 황화합물을 제거하는 것을 특징으로 하는 탈황 메디아.
The method according to claim 1,
Wherein the desulfurization medium removes sulfur compounds including hydrogen sulfide by a chemical mechanism by the iron ion.
상기 탈황 메디아는 상기 영얌염류에 의해 미생물들을 성장시켜 상기 미생물들에 의한 생물학적 기작으로 황화합물을 제거하는 것을 특징으로 하는 탈황 메디아.
The method according to claim 1,
Wherein the desulfurization medium is formed by growing microorganisms by the Yongam salt and removing the sulfur compounds by a biological mechanism by the microorganisms.
상기 바이오가스에 포함된 황화수소를 포함하는 황화합물을 제거하기 위해 메디아 지지체, 철이온, 무기 화합물 및 영양염으로 구성된 탈황 메디아가 충진되는 탈황 제거장치; 및
상기 탈황 메디아의 재생이 이루어지도록 하는 메디아 재생장치;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 탈황장치.
A gas producing tank for feeding biogas;
A desulfurization removing device for filling a desulfurization medium composed of a median support, iron ions, an inorganic compound and a nutrient to remove sulfur compounds including hydrogen sulfide contained in the biogas; And
A media regeneration device for regenerating the desulfurized medium;
Wherein the desulfurization apparatus comprises:
상기 탈황 제거장치에는 상기 바이오가스, 또는 산소가 탈황 메디아로 균등하게 배분되어 공급이 이루어지도록 구성되는 것을 특징으로 하는 탈황장치.
14. The method of claim 13,
Wherein the desulfurization removing apparatus is configured such that the biogas or oxygen is uniformly distributed to the desulfurizing medium to be supplied.
상기 메디아 재생장치는 상기 탈황 제거장치로 산소를 연속, 또는 간헐적으로 공급하는 것을 특징으로 하는 탈황장치.
14. The method of claim 13,
Wherein the medium regeneration device continuously or intermittently supplies oxygen to the desulfurization removal device.
상기 메디아 재생장치는 상기 산소를 상기 탈황 제거장치의 전체 구역으로 균등하게 분배하여 공급이 이루어지도록 구성되는 것을 특징으로 하는 탈황장치.
16. The method of claim 15,
Wherein the media regeneration device is configured to uniformly distribute the oxygen to the entire area of the desulfurization removal device so as to be supplied.
상기 메디아 재생장치는 탈황 메디아의 황화합물 제거성능이 저하된 경우, 탈황공정을 계속 진행하면서 산소를 공급하여 탈황공정과 재생공정이 동시에 이루어지도록 구성되는 것을 특징으로 하는 탈황장치.
14. The method of claim 13,
Wherein the medium regeneration device is configured to simultaneously perform the desulfurization process and the regeneration process by supplying oxygen while continuing the desulfurization process when the sulfur compound removal performance of the desulfurization medium is lowered.
상기 혼합물을 구의 형상, 또는 펠릿의 형상으로 성형하고, 성형물을 가공하고 상기 성형물을 건조하여 탈황 메디아를 제조하는 단계;
상기 탈황 메디아를 탈황 제거장치로 투입하고, 가스 생산조에서 생산된 바이오가스를 상기 탈황 제거장치로 공급하여 화학적 기작 및 생물학적 기작에 의해 상기 바이오가스 내의 황화수소를 포함하는 황화합물을 제거하는 단계; 및
상기 탈황 메디아의 황화합물 제거성능이 저하된 경우, 메디아 재생장치로부터 산소를 상기 탈황 제거장치로 공급하여 상기 탈황메디아의 황화합물 제거성능을 회복시켜 상기 바이오가스 내의 황화합물이 계속적으로 제거되도록 하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 탈황 메디아를 이용한 황화합물 제거방법.
A median support, iron ions, an inorganic compound and a nutrient at a constant weight ratio to prepare a mixture;
Molding the mixture into a shape of a sphere or a pellet, processing the molded product, and drying the molded product to produce a desulfurized media;
Introducing the desulfurization medium into a desulfurization removal device, supplying the biogas produced in the gas production tank to the desulfurization removal device, removing a sulfur compound including hydrogen sulfide in the biogas by a chemical mechanism and a biological mechanism; And
Supplying oxygen from the media regeneration device to the desulfurization removal device to recover the sulfur compound removal performance of the desulfurization medium to continuously remove the sulfur compounds in the biogas when the sulfur compound removal performance of the desulfurization medium is lowered;
And removing the sulfur compound from the desulfurized media.
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| KR102161049B1 (en) | 2019-05-31 | 2020-09-29 | 윤남식 | Process for production of dry-type desulfurizing agent for removing hydrogen sulfide from a high concentration biogas |
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