| 초록 |
1. 청구범위에 기재된 발명(고안)이 속한 분야 - 폐기물매립지(김포 수도권매립지등)에 매립된 각종유기물 자연분해과정에서 발생되는 매립지 가스에 혼합된 메탄가스와 탄산가스를 흡수, 압축, 냉각, 팽창, 액화 등의 방법을 이용 고순도로 분리정제하여 메탄가스성분은 도시가스와 같은 수준의 청정연료로 활용하고 탄산가스는 공업원료등으로 각각 유용하게 활용하기 위한 자원재생기술임. 2. 발명(고안)이 해결하려고 하는 기술적 과제 - 대규모 폐기물매립지에서는 일일 수천 내지 수십만 입방메타의 매립지 가스가 발생되고 있으나 매립지에서 발생되는 가스는 체적비로 대략 메탄가스 50~55%, 탄산가스 35~40%, 질소, 산소등 10~15%로 구성된 혼합가스상태에서 연료로 사용할 때 LNG(약 10,500kcal/㎥), LPG(약 29,000kcal/㎥)등 기상연료보다 발열량이 현저히 낮아(약4,800~5,300kcal/㎥)특별히 제작된 발전기(가스, 경유겸용)또는 보일러에만 제한적으로 사용할 수 있어 극히 일부만 재활용하고 대부분 소각 처리하고 있으며 - 혼합가스의 성분별 용도를 살펴보면 메탄가스는 주로 청정연료로 사용되고 탄산가스, 질소가스등은 불활성기체로서 공업원료등으로 사용되고 있어 각각 용도가 다르고, 혼합된 상태에서는 유효성분을 전혀 활용할 수 없거나 상호효용성을 저해하는 관계에 있다. - 현재 매립지운영기관에서는 폐기가스로부터 에너지를 회수키 위한 연구를 계속하고 있으나 아직 효율적으로 활용할 수 있는 기법이 미개발되어 고심하고 있는 실정이다. - 본 기술은 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 기존에 정립된 기체의 흡수, 압축, 냉각, 팽창, 액화기법을 적용하여 혼합가스를 성분별로 분리 정제하므로써 자원재활용 효과를 획기적으로 개선코자 개발한 기술임. 3. 발명(고안)의 해결방법의 요지 - 매립지가스의 주성분인 메탄가스(50~55%)와 탄산가스(35~40%)의 액화되는 최고온도(임계온도), 최저압력(임계압력)이 현저히 다른 특성을 이용 흡수, 압축, 냉각, 팽창 등 방법으로 기체를 액화분리하는 기법을 적용하며 다음과 같이 크게 2가지 방법으로 시스템을 구성할 수 있다. 방법 1 압축냉각과정에서 먼저 액화하는 탄산가스를 액체상태로 분리회수하고, 액화되지 않은 메탄, 질소, 산소등은 기체상태로 회수하거나 추가장치(심냉장치등)를 하여 메탄, 질소, 산소를 성분별로 각각 분리 활용할 수 있다. 방법 2 모노메탄올아민 등의 흡수액과 접촉시켜 흡수되지 않는 메탄, 질소, 산소는 기체상태로 분리회수하거나 추가장치를 하여 각각 분리할 수는 있으며, 흡수된 탄산가스는 스티립퍼에서 탄산가스를 탈리시켜 기체상태로 만든 다음 냉각하여 액체상태의 액체탄산으로 회수한다. 4. 발명(고안)의 중요한 용도 - 메탄가스, 탄산가스, 질소가스 등이 혼합된 매립지 가스로부터 탄산가스를 액화하여 산업용자원으로 재활용하고 - 메탄가스도 액화분리하여 도시가스 형태의 고급청정연료로 가공활용하거나, 탄산가스만 분리한 후 고농도(85~90%)상태로 연료화하여 사용하므로써 폐기자원을 용도에 따라 적정하게 활용하고자 하는 것임. |
