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KR20180132690A - 컨테이너에 수용된 2 mw 수소 발생기 - Google Patents

컨테이너에 수용된 2 mw 수소 발생기 Download PDF

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KR20180132690A
KR20180132690A KR1020187029490A KR20187029490A KR20180132690A KR 20180132690 A KR20180132690 A KR 20180132690A KR 1020187029490 A KR1020187029490 A KR 1020187029490A KR 20187029490 A KR20187029490 A KR 20187029490A KR 20180132690 A KR20180132690 A KR 20180132690A
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베로니카 메사 벨레즈-브라초
마리아 메이나르 무노즈
코바동가 가르시아 고메즈
아프리카 카스뜨로 로센데
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Abstract

수소 발생기는, 전기적으로 직렬연결된 제1 스택(1)과 제2 스택(2), 각기 상기 2개의 스택(1, 2)에 대한 단일 산소 분리기(3), 단일 수소 분리기(4), 단일 정화기(5); 단일 정류기(6) 및 일반 제어 패널(8)을 포함하며, 외부적으로 3개의 유닛 히터들(9)을 포함하는데 1개는 탈이온화 유닛을 위한 것이고 나머지 2개는 각 스택 당 하나의 재순환 펌프를 위한 것이다. 상기 수소 발생기는, 단일 모듈에서 40 barg 의 압력에서 400 Nm3/h 까지 생산가능하며, 운반이 용이하고 최종 위치에 통합하기도 용이해 진다.

Description

컨테이너에 수용된 2 MW 수소 발생기
발명의 명칭이 명시하는 바와 같이, 본 발명의 제품은 컨테이너에 수용된 2 MW 수소 발생기에 관한 것으로서, 바람직하게는 40 피트(12.192 미터) 컨테이너에 수용되며 전기적으로 직렬연결된 2개의 1 MW 전해조 스택(electrolyser stacks)으로부터 400 Nm3/h 까지 생산가능한 수소 발생기에 관한 것이다.
본 발명은 필수 구성요소의 특별한 구성과 배치를 통해 가능한 최단시간 내에 수소를 생성하는데 최적화되어 있다.
따라서, 본 발명은 수소 발생기 분야에 관한 것으로 특히 상기한 바와 같이 컨테이너에 수용된 수소 발생기에 관한 것이다.
컨테이너에 수용된 수소 발생기에 대한 종래기술은 많지 않다. 그 중 하나는 미국 특허 공개 US 2009115190 인데, 전해조가 아닌 수소 저장 탱크를 수용하기 위한 용기 저장용 컨테이너를 개시하고 있을 뿐이다.
이러한 선행기술은 컨테이너에 스택을 수용하기는 하지만, 훨씬 많은 공간을 필요로 하기 때문에, 결국 2 MW 규모를 40 피트(12.192 미터) 컨테이너에 수용할 수는 없었다.
따라서, 본 발명의 목적은 이하의 상세한 설명에 개시되고 특허청구범위에 기재된 컨테이너, 바람직하게는 40 피트 선적 컨테이너(12.192 미터)에 수용된 2 MW 수소 발생기를 제공하는 것이다.
미국 특허 공개 US 2009115190 (2009.05.07. 공개)
본 발명의 목적은 400 Nm3/h 규모의 수소 생산이 가능하도록 컨테이너에 필수 구성요소를 수용하는데 있어서의 문제점을 해결한 컨테이너에 수용된 2 MW 수소 발생기를 제공하는 것이다.
본 발명에서는, 2개의 1 MW 전해조 스택에 필요한 구성요소들이 각각 단일 유닛으로 커버되도록 그룹화된다. 2개의 스택에 대해서, 산소 분리기, 수소 분리기, 열교환기, 유닛 히터, 냉각기, 탈이온화 수지, 워터 펌프(순환 및 탈이온화)와 수소 정제 시스템(접촉재결합기(catalytic recombiner)(또는, 촉매 반응기(catalytic reactor)와 건조기)이 그룹화된다.
전기적 구성요소로는, 2개의 1 MW 스택과 하나의 전기 패널(모터 제어 패널, 일반 저전압 제어 패널)에 대해 1개의 정류기가 사용된다.
발명의 목적 달성을 통해 얻을 수 있는 효과는 다음과 같다.
- 산소 분리기와 수소 분리기 개수의 감소: 각 스택 마다 산소 분리기와 수소 분리기를 사용하는 대신에 2개의 스택에 대해 1개의 산소 분리기와 1개의 수소 분리기를 사용함
- 정제 시스템 개수의 감소: 각 스택 마다 2개의 건조기와 1개의 촉매 반응기를 사용하던 것에서 2개의 스택에 대해 2개의 건조기와 1개의 촉매 반응기를 사용하는 것으로 감소됨
- 정류기 개수의 감소: 각 스택에 대해 하나씩, 2개의 정류기를 사용하던 것에서 직렬연결된 2개의 스택에 대해 1개의 정류기를 사용함
- 탈이온화 펌프 개수의 감소: 각 스택 마다 1개의 탈이온화 펌프를 사용하던 것에서 2개의 스택에 대해 1개의 탈이온화 펌프를 사용함. 마찬가지로 탈이온화 수지 탱크의 경우에도 각 스택 마다 하나를 사용하는 대신에 2개의 스택에 대해 1개의 탈이온화 수지 탱크를 사용하도록 최적화됨
- 유닛 히터 개수의 감소: 4개의 유닛 히터(또는 에어 히터) 대신에 3개의 유닛 히터가 사용됨(1개는 탈이온화 회로용이고 2개는 각 스택마다 하나씩 있는 재순환 펌프용임)
상기 특징으로 인해, 단일 모듈에서 40 barg 의 압력에서 400 Nm3/h 까지 생산가능하며, 운반이 용이하고 최종 위치에 통합하기도 용이해 진다.
운용 비용 또한 개선되는데, 2배 용량 기기의 운용 비용이 기존 장비 운용 비용의 2배보다는 작기 때문이다.
본 명세서에서 달리 기재하지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 기술적 및 과학적 요소들은 본 발명의 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 전형적으로 이해되는 의미를 가진다. 본 발명의 실시에 있어서, 본 명세서에 설명된 것과 유사 또는 등가의 공정이나 재료를 사용하는 것도 가능하다.
본 명세서와 특허청구범위에서 "포함"이라는 용어와 그에 유사한 용어들은 다른 기술적 특징, 부가물, 구성요소 또는 단계들을 제외하기 위한 것은 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는, 일부는 본 명세서의 기재로부터, 또 일부는 발명의 실시로부터, 본 발명의 다른 목적과 효과 및 특징이 추출될 수 있을 것이다.
본 발명의 설명을 보완하고 본 발명의 특징을 더 이해하기 용이하도록 하기 위해서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도면이 본 명세서에 첨부되며, 이러한 도면은 본 발명을 예시적으로 설명하기 위한 것으로서 본 발명을 제한하는 의도로 해석되지 않아야 한다.
첨부 도면을 통해 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다.
도 1에서, 본 발명의 컨테이너에 수용된 2 MW 발생기는,
- 전기적으로 직렬연결된 제1 스택(1)과 제2 스택(2);
- 단일 산소 분리기(3);
- 상기 2개의 스택을 위한 단일 수소 분리기(4);
- 상기 2개의 스택을 위한 단일 정화기(5);
- 상기 2개의 스택을 위한 단일 정류기(6) 및
- 일반 제어 패널(8)을 포함한다.
또한, 발생기는 상기 2개의 스택을 위한 단일 탈이온화 펌프(7)와 단일 수지 탱크(10)를 구비한다.
정화기(5)는 1개의 촉매 반응기와 2개의 건조기를 구비한다.
한편, 외부에 3개의 히터(9)를 구비하는데, 1개는 탈이온화 유닛을 위한 것이고 나머지 2개는 각 스택 당 하나의 재순환 펌프를 위한 것이다.
이상으로 본 발명의 특징 및 적용 방법을 충분히 설명하였지만, 본 발명의 원리가 변경되거나 수정되지 않고 특허청구범위에 의해 균등하게 보호되는 한, 예시적으로 설명된 실시예와는 세부사항이 다른 형태의 실시예들에도 적용가능할 것이다.

Claims (3)

  1. 40피트(12.192 m) 컨테이너에 수용된 2 MW 수소 발생기로서,
    상기 컨테이너는
    - 전기적으로 직렬연결된 제1 스택(1)과 제2 스택(2);
    - 상기 2개의 스택을 위한 단일 산소 분리기(3);
    - 상기 2개의 스택을 위한 단일 수소 분리기(4);
    - 상기 2개의 스택을 위한 단일 정화기(5);
    - 상기 2개의 스택을 위한 단일 정류기(6) 및
    - 일반 제어 패널(8)을 포함하며,
    외부적으로 3개의 히터들(9)이 구비되는데, 1개는 탈이온화 유닛을 위한 것이고 나머지 2개는 각 스택 당 하나의 재순환 펌프를 위한 것임을 특징으로 하는,
    컨테이너에 수용된 2 MW 수소 발생기.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 2개의 스택을 위한 단일 탈이온화 펌프(7)와 단일 수지 탱크(10)를 구비하는 것을 특징으로 하는,
    컨테이너에 수용된 2 MW 수소 발생기.
  3. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 정화기(5)는 1개의 촉매 반응기와 2개의 건조기를 구비하는 것을 특징으로 하는,
    컨테이너에 수용된 2 MW 수소 발생기.
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