일반기술

제철소 부생가스로부터 수소회수를 위한 에너지 절약형 PSA공정의 개발

-PSA(Pressure Swing Adsorption)기술은 물질분리 매개체인 흡착제의 선택적 흡착능의 차이를 이용하여 기체 혼합물로부터 고순도의 제품기체를 얻는 기체분리장치이다. 흡착제의 재생은 압력을 감압함으로써 이루어지며, 상의 변화를 수반하지 않고 분리가 이루어지므로 에너지의 소비가 적고, 흡착제의 반영구적 사용이 가능하므로 운전비가 매우 적게 드는 공정으로, 적절한 흡착제를 선택하고 공정의 운전주기를 변화시킴으로서 별도의 장치비를 들이지 않고 처리기체를 변화시킬 수 있으므로 융통성이 매우 큰 기술이다. 수소분리 PSA기술은 흡착공정의 대표적인 공정으로서, 공급기체가 많은 수의 불순물을 포함하고 있으므로 고순도의 수소를 얻기위해서는 다양한 불순물과 흡착제와의 특성을 파악하여야 하며, 많은 수의 흡착탑을 사용하여야 하므로 공정의 운전이 복잡하고 그 운전과정에 대한 이해가 요구되며, 다양한 흡착제를 동시에 사용하는 것을 특징으로 한다. 막분리 및 심냉법에 의한 수소 분리공정에 비하여 생성물의 순도가 가장 높은 것이 특징이며, 운전주가 시간을 변경하여 순도 및 처리량을 저절히 변화시킬수 있고 Upstream의 갑작스런 변화에 의한 충격을 매우 효과적으로 흡수할 수 있다. 또한 개발된 PSA장치는 탈수탑, 전처리탑, 주흡착탑을 포함하는 복합설비를 구축하여 전처리탑을 통하여 주흡착제를 비가역 흡차질로부터 보호하고 최대 운전용량을 유지시킴으로써 안정적으로 공정이 운전된다.- 수소 PSA공정의 주요 에너지 소비처인 컴프레서의 운전압력을 낮춤으로써 25%의 에너지절감효과가 나타남. -고순도 수소의 청정에너지로의 전환 가능 -기존의 Sumitomo, UOP공정 설비비 대비 20% 절감 예상