오늘은 우리의 자체기술로 설계, 제작후 2025년 1월 10일 납품 되었던 수소드라이어의 작동 원리에 대해서 설명 드리는 시간을 갖도록 하겠습니다.
수소드라이어가 무엇인지 궁금하신 분이 많을 것 같은데요.
그렇다면, 먼저 수소드라이어가 무엇인지 알아보도록 하겠습니다.
수소드라이어를 한마디로 간단히 설명 드리면 다음과 같습니다.
수소드라이어는 Pd(팔라듐) 촉매와 흡착제를 사용하여 수소내에 포함된 수분과 산소를 제거하여 수소를 보다 더 높은 순도로 정제하는 장비 입니다.
수소의 건조를 위한 일련의 작동을 연속적으로 수행하기 위해 수소 드라이어는 다음과 같은 공정 및 원리에 따라 공정을 수행하게 됩니다.
수소 드라이어의 입구측을 통해 공급된 수소가스는 예열 과정 및 Pre-heater(H10)를 통해 촉매타워에서 쉽게 반응이 일어나도록 110~130℃정도로 가열됩니다.
가열된 수소가스는 촉매타워(T10)로 유입되고 촉매타워에서는 수소와 산소의 화학 반응을 통해 물이 발생하게 됩니다.
수소가스와 함께 촉매타워에서 발생된 물은 수랭식 쿨러(Water-cooled cooler, GC1)에서 냉각되어 물이 발생됩니다.
발생된 물은 레벨센서가 설치된 세퍼레이터(SP2)에 일시 저장된 후 수위에 따라 드레인을 통해 외부로 배출됩니다.
냉각된 수소가스는 흡착탑(AD1, AD2)으로 유입됩니다. AD1 흡착탑이 먼저 Adsorption 공정을 진행하며, 수소는 AD1 흡착탑의 Inlet valve(AV1)를 통해 흡착탑의 하부에서 상부로 이동하고 이 과정에서 물은 흡착제에 의해 흡착됩니다.
이러한 공정을 거쳐 건조한 수소는 수소 드라이어의 출구를 통해 외부로 공급됩니다.
AD1 흡착탑이 건조(흡착) 공정을 수행하는 동안, AD2 흡착탑은 재생공정이 진행됩니다.
재생공정은 흡착제에 흡착된 수분을 탈착하기 위한 가열 공정과 탈착이 완료 된 후 흡착제를 냉각시키기 위한 냉각공정으로 이루어집니다.
재생타워의 흡착제를 가열하기 위한 유체는 공급되는 수소의 일부분을 사용합니다.
가열 공정은 입구측에서 분기된 일정량의 수소를 사용하며, 재생히터(H20)에서 가열되어 재생타워(H20)의 상부에서 하부로 이동하며 흡착제를 가열 재생시킨 후 재생쿨러(GC2)에 의해 냉각됩니다.
냉각과정에서 발생한 물은 세퍼레이터(SP2)에 일시 저정된 후 레벨 센서에 의해 일정 수위
이상이 되면 드레인을 통해 외부로 배출됩니다.
재생쿨러를 거쳐 냉각 재생된 수소는 입구측 공급 수소와 합류됩니다.
냉각공정에서는 히터의 작동이 중지되고 입구측에서 분기된 일정량의 수소는 재생타워(AD2)의 하부에서 상부로 이동합니다.
그리고 흡착제를 냉각재생한 후, 재생쿨러 및 세퍼레이터를 거쳐 입구측 공급 수소와 합류됩니다.
재생 공정이 완료되면 두개의 흡착탑은 공정이 절환 됩니다.
기존 건조(흡착)공정을 진행했던 AD1 흡착탑은 재생공정이 진행되고, 재생공정이 완료된 AD2 흡착탑은 건조(흡착)공정을 수행하게 됩니다.
재생공정이 진행되는 AD1 흡착탑은 상기에서 기술한 바와 같이 가열공정과 냉각공정을
순차적으로 진행하게 되고, 재생공정이 완료되면 다시 흡착탑이 절환됩니다.
이러한 일련의 공정은 PLC에 의한 시퀀스 제어를 통해 연속적으로 수행됩니다.
오늘은 여러분들과 수소드라이어의 작동 원리에 대하여 알아보았습니다.
감사합니다.
