슬래그를 사용하여 수소를 생산하는 방법
METHOD FOR PRODUCING HYDROGEN BY USING SLAG
특허 요약
본 발명은 슬래그를 활용하여 수소를 생산하는 방법에 관한 것이다. 구체적으로 본 발명에 따르면, (a) 고상의 슬래그 분쇄물에 수증기를 포함하는 기체 스트림을 통과하는 단계, 및 (b) 상기 고상의 슬래그 분쇄물을 통과한 후 기체 스트림을 탄소계 촉매와 접촉시키는 단계를 포함하는 수소의 생산 방법이 제공된다. 본 발명에 따르면 취급 및 운반이 편리한 고상의 슬래그 분쇄 물 및 석탄과 같은 탄소계 촉매를 사용하여 간편하고 대량으로 수소를 생산할 수 있으며, 제철 공정의 부산물인 슬래그, 특히, 시멘트로의 재활용마저 제한적인 제강 슬래그를 활용할 수 있기 때문에 자원의 재활용 측면에서 우수하다. 본 발명에 따라 제조된 수소 또는 수소와 일산화탄소를 포함하는 생산물 가스는 제철용 환원 가스, 수소 연료 전지용 수소 등 다양한 용도로 사용될 수 있다.
청구항
번호청구항
1

(a) 1,100 내지 1,400℃에서 고상의 슬래그 분쇄물에 수증기를 포함하는 기체 스트림을 통과하는 단계, 및 (b) 상기 고상의 슬래그 분쇄물을 통과하는 동안에 또는 통과한 후 기체 스트림을 탄소계 촉매와 접촉시키는 단계를 포함하고,상기 (a) 단계에서,상기 고상의 슬래그 분쇄물은 제철 공정에서 배출되는 용융 상태의 슬래그를 냉각한 후 분쇄하는 단계를 포함하는 방법에 의해 제조되고,상기 제조된 고상의 슬래그 분쇄물은 1,100℃ 내지 1,400℃로 가열되는 단계를 포함하고, 상기 슬래그 분쇄물에 통과시키는 기체스트림은 수증기와 불활성 기체를 수증기 : 불활성 기체 부피비 = 0.8 : 1 내지 1 : 0.8로 더 포함하는 것인,수소의 생산 방법.

2

삭제

3

제1항에 있어서, 상기 고상의 슬래그 분쇄물은 Fe 함량이 전체 슬래그 분쇄물의 중량을 기준으로 15 내지 30 중량%이고, 여기서, 상기 Fe 함량은 슬래그 분쇄물 중의 금속 Fe, FeO, Fe2O3, Fe3O4 를 비롯한 모든 형태의 Fe 성분의 합계 함량인 것을 특징으로 하는 수소의 생산 방법.

4

제1항에 있어서, 상기 고상의 슬래그 분쇄물은 전로 슬래그 또는 전기로 슬래그로부터 제조된 것을 특징으로 하는 수소의 생산 방법.

5

제1항에 있어서, 상기 (b) 단계에서 상기 탄소계 촉매에 대한 별도의 가열없이, 상기 고상의 슬래그 분쇄물을 통과한 후의 고온 상태의 기체 스트림을 상기 탄소계 촉매와 접촉시키는 것을 특징으로 하는 수소의 생산 방법.

6

제1항에 있어서, 상기 기체 스트림은 수증기 및 불활성 기체를 포함하는 것을 특징으로 하는 수소의 생산 방법.

7

제6항에 있어서, 상기 수증기는 180 내지 220℃의 온도에서 투입되고 상기 불활성 기체는 상온에서 투입되는 것을 특징으로 하는 수소의 생산 방법.

8

제1항에 있어서, 상기 기체 스트림은 메탄, 이산화탄소, 또는 메탄과 이산화탄소를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수소의 생산 방법.

9

제1항에 있어서, 상기 탄소계 촉매는 석탄 또는 코크스인 것을 특징으로 하는 수소의 생산 방법.

10

제1항에 있어서, 상기 (b) 단계에서 상기 기체 스트림과 상기 촉매의 접촉에 의해 수소 및 일산화탄소를 포함하는 생산물 가스가 생산되고, 상기 방법은 (c) 상기 생산물 가스를 회수하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 수소의 생산 방법.

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제10항에 있어서, 상기 방법은 (d) 상기 (c) 단계에서 회수된 생산물 가스로부터 수소를 분리하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 수소의 생산 방법.

12

삭제

13

제1항에 따른 수소의 생산 방법에 의해 수소를 생산하는 것을 특징으로 하는 수소 생산 장치.