KR20190075595A - 유기성 폐기물로부터의 메탄올 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유기성 폐기물로부터 메탄올의 원료가 될 수 있는 이산화탄소 및 메탄가스가 혼합된 바이오가스를 생산하고, 상기 바이오가스로부터 메탄올을 제조하는 방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 형태에 따른 유기성 폐기물로부터의 바이오가스 제조방법은 (a) 유기성 폐기물을 탈수공정을 통하여 함수율을 낮추는 단계; (b) 상기 유기성 폐기물을 열가수분해 공정을 통하여 저분자 유기물로 분해하는 단계; 및 (c) 상기 저분자 유기물을 혐기성 소화공정을 통하여 이산화탄소와 메탄이 혼합된 바이오가스를 생산하는 단계를 포함한다.
본 발명은 유기성 폐기물로부터 바이오가스의 회수율을 향상시킴으로서, 지구온난화 등의 원인이 되는 온실가스의 대기확산발생을 저감시키는 효과가 있으며, 또한, 유기성 폐기물로부터 바이오가스를 회수함으로써, 에너지로 사용되지 못하고 버려지는 메탄과 이산화탄소를 재활용하여 자원 활용도를 향상시키는 효과가 있다.

Description

유기성 폐기물로부터의 메탄올 제조방법{PROCESS FOR PRODUCING METHANOL FROM ORGANICWASTES}
본 발명은 유기성 폐기물로부터 메탄올의 원료가 될 수 있는 이산화탄소 및 메탄가스가 혼합된 바이오가스를 생산하고, 상기 바이오가스로부터 메탄올을 제조하는 방법에 관한 것이다.
유기물은 생명체의 생명활동의 결과로 발생하는 물질이며, 고분자 화합물로 구성된다. 하·폐수 처리 공정의 부산물로 발생하는 슬러지, 음식물 쓰레기, 분뇨 등이 대표적인 유기성 폐기물이다. 이들은 자연계에서 서서히 분해되어 악취를 발산하며 부패하여 병원균의 온상이 되며, 결국에는 온실가스인 메탄가스와 이산화탄소가스로 분해되어 지구온난화와 환경오염의 원인이 된다.
이러한 유기성 폐기물의 성분은 고분자 유기물 즉, 단백질, 탄수화물, 지질, 섬유질 등으로 구성된다. 고분자 유기물은 결합성이 강하여 자연 상태에서는 분해되는 오랜 시간이 소요되고 친수성이 강하여 높은 함수율을 가지는 특성이 있다.
바이오가스는 유기성 폐기물을 혐기성소화할 때 발생되는 메탄과 이산화탄소 혼합물이다. 메탄과 이산화탄소는 지구 대기에 가장 많이 존재하는 탄소함유 가스이다. 이 가스들은 대기 가스가 적외선 복사를 흡수하여 지구의 대기에 잡아두는 온실효과에서 중요한 역할을 한다. CH4와 CO2는 바이오매스와 동물의 분뇨를 혐시성 소화할때도 생산되며, 이러한 바이오가스에서는 CH4 성분이 40 내지 70 %이고, 그 나머지는 CO2이다. 그러나, 이러한 연료의 대부분은 에너지로 사용되지 못하고 버려진다.
이러한 바이오가스가 에너지로 사용되지 못하는 이유는 높은 CO2 농도로 인해 발열량이 감소되고, 혼합가스 연소 화염의 안정성이 저하되기 때문이다. 이로 인하여, 바이오가스가 엔진이나 터빈, 보일러에서 연소될 때, 순수 메탄이나 천연가스에 비해 일산화탄소(CO), 질소산화물(NOx), 미연소 탄화수소 배출량이 증가하게 된다. 이러한 바이오가스는 종종 잠재적인 화학에너지를 추출하지 않은 채 연소되어 대기로 CO2와 H2O 상태로 배출된다. 소각이 가장 일반적인 CH4/CO2 혼합가스의 처분방법인데, 이는 CH4의 발열량을 소비하는 것이다.
바이오가스를 발전용 엔진이나 터빈 혹은 직접 가열용 보일러의 연료로 사용하나 바이오가스 내의 다량의 CO2로 인하 오염물질 배출이라는 어려움이 있으며, CO2를 분리하여 순수 메탄으로 사용하는 것은 경제적 문제로 인하여 적용되지 않는다.
대한민국 공개특허공보 제10-2002-0010902호
본 발명은 유기성 폐기물을 분해하여 회수하는 로부터 버려지는 바이오가스의 회수율을 향상시켜, 회수된 바이오가스로부터 메탄올을 제조하는 방법을 제공하는 것을 본 발명의 목적으로 한다.
본 발명은 (a) 유기성 폐기물을 탈수공정을 통하여 함수율을 낮추는 단계; (b) 상기 유기성 폐기물을 열가수분해 공정을 통하여 저분자 유기물로 분해하는 단계; 및 (c) 상기 저분자 유기물을 혐기성 소화공정을 통하여 이산화탄소와 메탄이 혼합된 바이오가스를 생산하는 단계를 포함하는 유기성 폐기물로부터의 메탄올 제조방법을 제공하는 것을 본 발명의 일 측면으로 한다.
상기 (a) 단계는 함수율은 80 내지 85%로 낮추는 것일 수 있다.
상기 (b) 단계는 150 내지 200 ℃에서, 20 내지 60분 동안 수행하는 것일 수 있으며, 상기 (b) 단계는 4.7 내지 15.5 bar에서 수행하는 것일 수 있다.
상기 (c) 단계는 바이오가스를 생산한 후, 수산화나트륨 또는 철킬레이트와 반응하여 황화수소를 제거할 수 있다.
또한 본 발명은 (c-1) 상기 (c) 단계에서 소화공정이 완료된 유기성 폐기물로부터 탈리액을 분리하는 단계; 및 (c-2) 상기 탈리액으로부터 스트루바이트(Struvite)를 석출 하는 단계을 더 포함하는 유기성 폐기물로부터의 메탄올 제조방법을 제공하는 것을 본 발명의 다른 측면으로 한다.
본 발명은 (d) 상기의 바이오가스 제조방법을 통해 제조된 이산화탄소와 메탄가스가 혼합된 바이오가스를 개질하여 일산화탄소와 수소가 혼합된 메탄올 원료인 합성가스를 제조하는 단계; 및 (e) 상기 합성가스로부터 메탄올을 제조하는 단계를 포함하는 유기성 폐기물로부터의 메탄올 제조방법을 제공하는 것을 본 발명의 또 다른 측면으로 한다.
상기 (d) 단계는 니켈(Ni), 코발트(Co), 로듐(Rh), 루테늄(Ru), Mo2C, 파라듐(Pd) 또는 백금(Pt)계 촉매를 이용하여 수행하는 것일 수 있으며, 상기 (d) 단계는 600 내지 1,000 ℃, 1 내지 20 bar에서 수행하는 것일 수 있으며, 하는 것일 수 있다.
상기 (e) 단계는 200 내지 300 ℃에서 수행하는 것일 수 있다.
본 발명은 유기성 폐기물로부터 바이오가스의 회수율을 향상시킴으로서, 지구온난화 등의 원인이 되는 온실가스의 대기로의 확산발생을 저감시키는 효과가 있다.
또한, 유기성 폐기물로부터 바이오가스를 회수함으로써, 에너지로 사용되지 못하고 버려지는 메탄과 이산화탄소를 재활용하여 자원 활용도를 향상시키는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 형태에 따른 바이오가스 및 메탄올의 합성과정의 공정도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 형태에 따른 유기성 폐기물로부터의 메탄올 제조방법은 (a) 유기성 폐기물을 탈수공정을 통하여 함수율을 낮추는 단계(S100); (b) 상기 유기성 폐기물을 열가수분해 공정을 통하여 저분자 유기물로 분해하는 단계(S200); 및 (c) 상기 저분자 유기물을 혐기성 소화공정을 통하여 이산화탄소(CO2)와 메탄(CH4)이 혼합된 바이오가스를 생산하는 단계(S300)를 포함하며, 이하 본 명세서의 바이오가스라 함은 유기성 폐기물을 혐기성 소화할 때 발생되는 메탄과 이산화탄소 기체의 혼합물을 의미한다.
상기 (a) 단계(S100)는 유기성 폐기물의 1차 탈수 공정으로서, 유기성 폐기물인 하ㅇ폐수 슬러지는 수분이 약 97 내지 99%로 함수율이 높아 그 부피가 많아 처리하기 위해서는 큰 용량의 시설물이 필요하게 된다. 시설물의 용량을 절감하기 위하여 함수율을 80 내지 85%까지 낮추어주는 공정이다. 상기 (a) 단계(S100)에서의 1차 탈수 공정은 벨트프레스 또는 원심분리기를 이용하여 탈수 공정을 수행할 수 있다. 탈수공정 수행 후, 유기물 저류조에 탈수된 유기물을 저장한 후, 상기 (b) 단계(S200)에서의 열가수분해 공정으로 탈수된 유기물을 공급한다.
상기 (b) 단계(S200)는 상기 (a) 단계(S100)에서 탈수된 유기성 폐기물의 고분자 유기물을 고온, 고압의 조건에서 당, 아미노산, 지방산 등의 저분자 유기물로 분해하는 공정이다.
상기 (b) 단계(S200)에서의 열가수분해 공정은 온도 150 내지 200 ℃조건에서 20 내지 60분간 수행할 수 있으며, 압력 4.7 내지 15.5 기압(bar) 조건에서 수행하는 것이 바람직하다.
상기 (c) 단계(S300)는 상기 저분자 유기물을 혐기성 소화공정을 통하여 이산화탄소와 메탄이 혼합된 바이오가스를 생산하는 공정이다.
유기물은 자연계에 방치하면 메탄과 이산화탄소로 분해되어 대기중으로 확산된다. 이렇게 대기중으로 확산됨으로 인하여 에너지자원이 낭비되고 지구 온난화에 악영향을 끼친다. 그러나, 이러한 유기물은 짧은 시간에 분해하면, 폐기물을 처리함과 동시에 폐기물로부터 메탄이라는 에너지를 회수하고, 이산화탄소를 함께 포집함으로서 온난화를 해소할 수 있다.
상기 (c) 단계(S300)에서의 혐기성 소화 공정은 가수분해 단계, 산생성 단계, 아세트산생성 단계, 메탄생성 단계로 진행된다. 반응에 작용하는 균은 고세균이라는 미생물이 작용하며 혐기조건(산소가 없는 환경)에서 온도는 중온(30 내지 40 ℃) 도는 고온(55 ℃ 내외)에서 반응이 이루어지며, 반응식은 하기 반응식 1과 같다.
[반응식 1]
CxHyOzNvSw + 1/4(4x-h-2z+3v+2w)H2O → 1/8(4x-y+2z+3v+2w)CO2 + 1/8(4x-y+2z+3v+2w)CH4 + vNH3 + wH2S
(x, y, z, v, w는 각 원소 또는 분자의 몰비를 의미하며, 1 이상의 정수이다.)
상기 (c) 단계(S300)는 바이오가스는 황화수소, 암모니아, 실록산과 같은 불순물을 함유하고 있으므로, 메탄올 제조원료로 이용하기 전에 불순물을 제거하는 세정 공정(소화가스 세정 공정)을 수행할 수 있다. 세정 방법은 고압수 스크러빙, PSA(pressure swing adsorption), 아민흡착, 멤브레인 삼투 등의 방법이 적용될 수 있다. 상기 (c) 단계(S300)에서 제조된 바이오가스에는 1,000 내지 5,000 ppm 정도의 소량의 황화수소를 함유하고 있다. 황화수소는 악취 발생의 원인이 되고 몰과 반응하면 강한 산성을 가지고, 기계의 부식의 원인이 된다. 상기 황 성분은 수산화나트륨이나 철 킬레이트(iron chelate)와의 반응으로 제거할 수 있다.
본 발명의 일 형태에 따른 유기성 폐기물로부터의 메탄올 제조방법은 (c-1) 상기 (c) 단계(S300)에서 소화공정이 완료된 유기성 폐기물로부터 탈리액을 분리하는 단계(2차 탈수 공정)(S310); 및 (c-2) 상기 탈리액으로부터 스트루바이트(Struvite)를 석출 하는 단계(MAP Struvite 결정화 반응공정)(S320)을 더 포함할 수 있다.
상기 (c) 단계(S300)에서의 소화공정이 종료된 유기성 폐기물은 소화반응이 어려운 난분해성 물질과 무기물로 구성되며, 80 내지 90%의 수분을 함유하고 있으며, 상기 (c-1)단계(S310)에서 상기의 유기성 폐기물의 최종 처리를 위한 2차 탈수 공정을 수행할 수 있다. 이때, 상기 (c-1) 단계(S310)에서의 2차 탈수 공정은 상기 (a) 단계(S100)의 1차 탈수 공정과 동일한 방법으로 수행할 수 있으며, 상기 (c-1) 단계(S310)에서의 2차 탈수공정에 서 발생된 탈리액에는 상기 (c) 단계(S300)에서의 유기물이 포함하고 있던 인(P)과 질소(N)가 용해되어 있다. 상기 최종처리는 소화공정이 완료된 유기성 폐기물을 건조, 소각, 퇴비화 등의 방법에 의하여 그 부피를 최소화 또는 다른 용도로서 활용이 가능하게할 수 있다.
상기 (c-2) 단계(S320)는 상기 (c-1) 단계(S310)에서의 2차 탈수 공정에서 발생한 탈리액으로부터 스트루바이트(Struvite)를 석출하는 단계이다. 상기 2차 탈수 공정에서 발생한 내에는 다량의 인과 질소가 암모늄(NH4 +)과 인산염(PO4 +) 형태로 용해되어 있다. 상기 탈리액을 하천이나, 강으로 배출하면, 영양염류로서 수질오염의 원인이 되고, 정화를 위해 수처리 공정으로 반송시키면 수처리 공정에 과부하를 준다.
이를 방지하기 위해, 탈리액에 마그네슘을 추가하여 반응시키면 하기의 반응식 2와 같이 스트루바이트(Struvite)를 석출한다.
[반응식 2]
Mg2+ + NH4 + + PO4 3- → MgNH4PO4(MgNH4PO4ㅇ6H2O)
상기의 스트루바이트를 석출하여 회수하면 오염물질로부터 자원을 회수하여 최상의 비료로 사용할 수 있다.
본 발명의 일 형태에 따른 유기성 폐기물로부터의 메탄올 제조방법은 (d) 상기 (c) 단계(S300)에서 제조된 이산화탄소와 메탄가스가 혼합된 바이오가스를 개질하여 일산화탄소와 수소가 혼합된 메탄올 원료인 합성가스를 제조하는 단계(S400); 및 (e) 상기 메탄올 원료로부터 메탄올을 제조하는 단계(S500)를 더 포함한다.
상기 (d) 단계(S400)는 상기 (c) 단계(S300)에서 제조된 바이오가스를 메탄을 제조원료가 될 수 있는 합성가스를 생산하는 단계이다(바이오가스 개질반응). 상기 (c) 단계(S300)에서 제조된 바이오가스의 성분은 CH4 가스가 약 50 내지 70%, CO2 가스가 약 30 내지 50 %로 구성되어 있으며, 상기 (d) 단계(S400)에서의 바이오가스 개질의 반응식은 하기 [반응식 3]와 같다.
[반응식 3]
CO2 + CH4 → 2CO + 2H2
상기 (d) 단계(S400)에서의 개질 공정(반응식 3)에서 생산된 합성가스의 성분은 일산화탄소(CO)와 수소(H2)이며, CO 대 H2 비율은 1 : 1 (mole ratio)이다.
상기 (d) 단계(S400)에서의 개질 반응에 사용하는 촉매는 니켈(Ni), 코발트(Co), 로듐(Rh), 루테늄(Ru), Mo2C, 팔라듐(Pd) 또는 백금(Pt)일 수 있다. 상기 (d) 단계(S400)에서의 개질 반응은 흡열성 반응이며, 개질 반응은 온도 800 내지 1,000 ℃에서 압력은 1 내지 20 기압 하에서 수행할 수 있다. 상기 반응식 2에 따른 반응을 통하여 바이오가스가 이산화탄소 수소 합성가스로 개질된다. 상기 (d) 단계의 개질반응에서의 기체공간속도(GHSV, Gas Hourly Space Velocity)는 1 내지 23 Sv[h-1]인 것이 바람직하다.
상기 (e) 단계(S500)는 상기 (d) 단계(S400)를 통하여 개질된 메탄올 원료를 포함하는 합성가스로부터 메탄올 제조하는 단계(메탄올 합성 공정)로서, 상기 (e) 단계(S500)는 200 내지 300 ℃에서 수행할 수 있다.
상기 (e) 단계(S500)는 상기 (d) 단계(S400)에서의 개질 공정에서 생산된 일산화탄소(CO)와 수소(H2)의 합성가스를 이용하여 메탄올을 합성하며, 하기 반응식 4와 같이 반응한다.
[반응식 4]
CO + 2H2 → CH3OH
상기 (e) 단계(S500)는 스팀의 형태로 H2를 공급할 수 있으며, 스팀을 통하여 부족한 H2를 보충할 수 있다.
상기 (e) 단계(S500)에서의 메탄올의 합성은 온도 473 내지 573 K(200 내지 300 ℃)일 수 있다.
상기 (e) 단계(S500)에서의 메탄올 합성 반응(반응식 4)은 메탄올을 생성하기 위하여 단일의 CO와 2개의 H2 분자가 결합하기 위한 반응을 지원하기 위해 촉매를 이용할 수 있으며, 상기 촉매는 구리함유 촉매를 이용할 수 있으며, 구리함유 촉매는 Cu/ZnO/Al2O 또는 Cu/ZnO/Cr2O3 일 수 있다. 촉매 베드에서 이루어지는 높은 발열성 공정이으로. 상기 반응에서는 상당한 열량을 만들어내며, 상기 열은 보통 제조장 내의 용도로 스팀이나 전기 생산에 사용할 수 있다.
상기 (e) 단계(S500)는 메탄올 합성 반응 후, 증류를 통하여 메탄올을 분리할 수 있다. 상기 반응식 4를 통한 메탄올 제조시, 생성물에는 메탄올뿐만 아니라, 물과 소량의 분자량이 높은 알코올로 구성된다.
이하에서는 본 발명을 실시 예에 의하여 더욱 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명이 실시 예에 의하여 더욱 한정되는 것은 아니다.
실시예 1. 바이오 가스 제조
중량기준 50wt%의 생슬러지(수처리공정에서의 1차 침전물)와 50 wt%잉여슬러지(수처리공정에서의 2차 침전물로서 생물반응에서 증식된 미생물을 주 성분으로 함)를 혼합한 혼합슬러지(100 wt%)를 벨트프레스 또는 원심분리기를 이용하여 탈수 공정을 수행한 후, 혼합슬러지에 대하여 20분 동안 150 내지 200 ℃에서, 각각, 4.7, 6.2, 7.9, 10.2, 12.5, 15.5 bar의 압력 조건으로 열가수분해를 수행한 후, 혐기조건(산소가 없는 환경)에서 중온(30 내지 40 ℃) 도는 고온(55 ℃ 내외)에서 혐기서 소화공정을 진행하였으며, 그에 따른 소화효율 및 바이오가스 생산율(1 M3/kg × 소화효율(%))을 확인하였다. 그 결과를 하기 표 1에 정리하였다.
반응시간 온도(℃) 압력(bar) 소화효율(%) 바이오 가스 생산율
20 분 150 4.7 40.3 1 M3/kg × 소화된 유기물(소화효율)
160 6.2 42.0
170 7.9 43.7
180 10.2 44.2
190 12.5 41.5
200 15.5 36.0
실시예 2. 바이오 가스 제조
상기 실시예 1과 동일하게 수행하되, 반응시간을 30분으로 하여 열가수분해 및 혐기성 소화 공정을 수행하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 정리하였다.
반응시간 온도(℃) 압력(bar) 소화효율(%) 바이오 가스 생산율
30 분 150 4.7 42.5 1 M3/kg × 소화된 유기물(소화효율)
160 6.2 44.2
170 7.9 45.9
180 10.2 46.4
190 12.5 43.7
200 15.5 38.2
실시예 3. 바이오 가스 제조
상기 실시예 1과 동일하게 수행하되, 반응시간을 40분으로 하여 열가수분해 및 혐기성 소화 공정을 수행하였으며, 그 결과를 하기 표 3에 정리하였다.
반응시간 온도(℃) 압력(bar) 소화효율(%) 바이오 가스 생산율
40 분 150 4.7 47.2 1 M3/kg × 소화된 유기물(소화효율)
160 6.2 48.9
170 7.9 50.6
180 10.2 51.1
190 12.5 48.4
200 15.5 42.9
실시예 4. 바이오 가스 제조
상기 실시예 1과 동일하게 수행하되, 반응시간을 50분으로 하여 열가수분해 및 혐기성 소화 공정을 수행하였으며, 그 결과를 하기 표 4에 정리하였다.
반응시간 온도(℃) 압력(bar) 소화효율(%) 바이오 가스 생산율
50 분 150 4.7 46.8 1 M3/kg × 소화된 유기물(소화효율)
160 6.2 48.5
170 7.9 50.2
180 10.2 50.7
190 12.5 48.0
200 15.5 42.5
실시예 5. 바이오 가스 제조
상기 실시예 1과 동일하게 수행하되, 반응시간을 60분으로 하여 열가수분해 및 혐기성 소화 공정을 수행하였으며, 그 결과를 하기 표 5에 정리하였다.
반응시간 온도(℃) 압력(bar) 소화효율(%) 바이오 가스 생산율
60 분 150 4.7 47.1 1 M3/kg × 소화된 유기물(소화효율)
160 6.2 48.8
170 7.9 50.5
180 10.2 51.0
190 12.5 48.3
200 15.5 42.8
비교예.
상기 실시예 1과 동일하게 수행하되, 열가수분해 공정을 수행하지 않았으며, 그 결과 슬러지의 소화효율은 35 % 전후의 값을 보였다.
실시예 6. 개질공정
상기 실시예 3에서 제조된 바이오가스를 하기의 표 6에 따른 Nickel 베이스 촉매 조건 및 반응조건에 따라 바이오가스 개질공정을 수행하여 CO와 H2 합성가스를 생산하였으며, 그에 따른 CH4/CO2의 H2/CO 전환율을 측정하였다.
시료 No. 촉매(catalyst)
(중량비) 		반응조건 CH 4 /CO 2 의 H 2 /CO 전환율
온도 GHSV
(Sv[h -1 ]) 		압력
1 Ca/Ni/K
(2 : 1 : 0.1)		 860 ℃ 5.04 1 atm 95%/95%
2 Ni/K-MgO-ZrO2 750 ℃ - 1 atm 85%/85%
3 Ni/Al2O3-K-Sn-Mn-Ca 750 ℃ 15 1 atm 80%/85%
4 Ni/ZrO2-CeO2-La2O3-K2O 500 ~ 700 ℃ 0.95 1 atm 70%/70%
5 Ni/(Co,Ca,K,Ba,La,Ce)-MgO-ZrO2 750 ℃ 144 1 atm 53%/60%
6 Ni-Al2O3-K 700 ℃ 22.5 1 atm 57%/67%
7 Ni-MgO-K 650 ℃ 5.5 1 atm 32%/42%
8 Ni-Al2O3-K-CeO2-Mn
 600 ℃ 2.85 1 atm 85%/85%
실시예 7. 메탄올 합성
상기 실시예 6을 통하여 개질된 CO/H2 합성가스로부터 하기 반응식 5를 따라 메탄올을 합성하였다.
[반응식 5]
메탄올 합성 : CO + 2H2 → CH3OH
메탄올 합성반응은 메탄올 제품을 생성하기 위해 단일의 CO와 2개의 H2 분자가 결합하기 위한 반응을 지원하기 위해 Ni/Fe 촉매를 사용한다. 상기 반응은 발열반응이므로 상당한 열량을 발생시키며, 발생된 열은 제조장 내의 용도로 스팀이나 전기 생산에 사용된다. 메탄올 합성에는 수소분자 대 일산화탄소 분자 비율은 2:1이다.
이상, 본 발명내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의해 정의된다고 할 것이다.

Claims (9)

  1. (a) 유기성 폐기물을 탈수공정을 통하여 함수율을 낮추는 단계;
    (b) 상기 유기성 폐기물을 열가수분해 공정을 통하여 저분자 유기물로 분해하는 단계; 및
    (c) 상기 저분자 유기물을 혐기성 소화공정을 통하여 이산화탄소와 메탄이 혼합된 바이오가스를 생산하는 단계를 포함하는 유기성 폐기물로부터의 메탄올 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 (b) 단계는 150 내지 200 ℃에서, 20 내지 60분 동안 수행하는 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물로부터의 메탄올 제조방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 (b) 단계는 4.7 내지 15.5 bar에서 수행하는 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물로부터의 메탄올 제조방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 (c) 단계는 바이오가스를 생산한 후, 수산화나트륨 또는 철킬레이트와 반응하여 황화수소를 제거하는 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물로부터의 메탄올 제조방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    (c-1) 상기 (c) 단계에서 소화공정이 완료된 유기성 폐기물로부터 탈리액을 분리하는 단계(2차 탈수 공정); 및 (c-2) 상기 탈리액으로부터 스트루바이트(Struvite)를 석출 하는 단계(MAP Struvite 결정화 반응공정)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물로부터의 메탄올 제조방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    (d) 상기 (c) 단계에서 제조된 이산화탄소와 메탄가스가 혼합된 바이오가스를 개질하여 일산화탄소와 수소가 혼합된 합성가스를 제조하는 단계; 및
    (e) 상기 합성가스로부터 메탄올을 합성하는 단계를 더 포함하는 유기성 폐기물로부터의 메탄올 제조방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 (d) 단계는 니켈(Ni), 코발트(Co), 로듐(Rh), 루테늄(Ru), Mo2C, 파라듐(Pd) 또는 백금(Pt)계 촉매를 이용하여 수행하는 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물로부터의 메탄올 제조방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 (d) 단계는 600 내지 1,000 ℃, 1 내지 20 bar에서 수행하는 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물로부터의 메탄올 제조방법.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 (e) 단계는 200 내지 300 ℃에서 수행하는 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물로부터의 메탄올 제조방법.
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