ㅇ제철소 COG를 대상으로 99.995% 이상의 고순도 수소를 90% 이상으로 회수 정제하는 전처리-막분리-PSA 연계 부생 수소 혼성 통합 정제공정 및 수소 회수 300Nm3/hr 규모의 실증 플랜트의 개발 및 Scale-up 5000Nm3/hr 이상의 상용 플랜트의 설계 및 기존 PSA 기술대비 경제성 (2500원/kg), 온실가스 감축효과 확보■ 수소...

본 과제는 제철소에서 발생하는 부생가스인 COG(코크오븐가스)를 이용하여 99.995% 이상의 고순도 수소를 생산하는 기술을 개발하는 연구임. 막분리 기술과 PSA(압력차 흡착분리공정) 기술을 결합한 혼성공정을 통해 효율적인 수소 생산을 목표로 함. 연구 목표는 파일롯 플랜트 가동을 통해 전처리-막분리-PSA 공정 기술을 실증하고 최적화하여 상용 플랜트 규모로 스케일업하는 데 있음. 핵심 연구 내용은 통합 파일롯 플랜트 건설 및 시운전, 타르 제거용 필터 파일롯 생산공정 개발, 수소 선택투과성 폴리설폰/폴리이미드 막소재 최적화 및 대량 생산, 분리막 전산모사 모델링 결과와 시험 운전 결과 비교 및 개선, 통합공정 최적화 및 스케일업 기본 설계 등을 포함함. 기대 효과는 고순도 부생 수소 정제/회수를 위한 분리막-PSA 혼성기술의 최초 개발을 통한 회수율 및 경제성 향상, 해외 독점 기술의 국산화 달성, 수소 생산 단가 저감 및 공급량 확대 기여, 그리고 이산화탄소 감축 및 수소 경제 조기 실현에 크게 기여할 것으로 전망됨.

본 과제는 제철소에서 발생하는 부생가스인 COG(코크오븐가스)로부터 순도 99.995% 이상의 고순도 수소를 생산하기 위한 막분리-PSA(압력차 흡착분리공정) 혼성 공정을 개발하는 연구임. 이 기술은 버려지는 가스에서 유용한 수소를 효율적으로 얻어내는 친환경적인 방법임. 연구 목표는 Lab Test를 통한 기술 검증 및 공정 개발을 기반으로, 전처리-막분리-PSA 정제 요소 기술을 Scale-up하여 300Nm3/hr급 파일롯 플랜트를 설계하는 데 있음. 핵심 연구 내용은 타르, 황화수소 등 불순물 제거를 위한 전처리 통합 공정 구성 및 대용량 타르제거 필터 모듈 설계, 폴리이미드/폴리설폰 분리막 소재 개발 및 중공사형 분리막 제조 최적화임. 더불어, 막분리 공정의 전산모사 모델링, PSA 흡착탑 동적 모사기 개발을 통한 분리 현상 해석 및 개선을 포함함. 최종적으로 전처리-막분리-PSA 통합 파일롯 플랜트 설계 및 위험성 분석을 수행함. 기대 효과로는 부생 수소의 고순도 정제/회수 기술 최초 개발을 통해 다양한 산업으로 기술 확산이 가능함. 해외 독점 기체 분리막 기술 국산화 및 수소 생산 단가 저감, 고용 창출로 수소 경제 조기 실현에 크게 기여할 것으로 전망됨.

본 과제는 수소충전소에 필요한 대용량 수소를 생산하기 위한 장치를 개발하는 연구임. 천연가스를 활용하여 수소를 만들고 이를 정제하여 수소차 등에 공급하는 시스템을 구축하는 데 목적이 있음. 연구 목표는 500 kg/day급 수소제조장치의 현장 설치 및 실증운전임. 수소정제공정(PSA) 최적화, 개질기 버너 최적 설계/운전 기술 도출, 생산 수소 및 불순물 분석 기술 확립, 전체 공정의 열 및 물질수지 도출을 포함함. 핵심 연구 내용은 수소제조장치 현장 설치 및 1,000시간 이상 실증운전 지원임. PSA 공정은 수소 순도 99.995%, 회수율 82% 이상, CO 농도 0.2 ppm 이하 달성을 목표로 최적화됨. 개질기 및 버너 최적 설계안 평가 및 확립, 수소 및 불순물 검출 기술 확립, 공정 전산모사 및 요소부품 사이징도 주요 내용임. 기대 효과는 개발 완료 3년 후 약 40억 원의 수입대체 효과 및 연간 10명 이상의 고용 창출임. 정부의 친환경 에너지 보급 정책에 기여하는 공공적 가치 실현 또한 기대됨.