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원료 공급관과 연결된 다수개의 흡착탑과, 상기 흡착탑에서 정제된 수소가 포집되는 수소 저장조와, 상기 각 흡착탑에 연결된 다수의 관들을 개폐하는 밸브로 이루어진 압력변동흡착장치에 있어서,
상기 흡착탑은, 그 내부에 상기 원료 공급관을 통해 공급되는 수소 혼합기체에 포함되어 있는 수분, 이산화탄소와 메탄 및 일산화탄소의 제거가 가능한 활성알루미나 또는 실리카겔, 활성탄, 제올라이트 13X, 제올라이트 5A 및 염화제일구리(CuCl)가 함침된 알루미나 흡착제가 다층 구조로 충진되고, 상기 흡착탑 내의 흡착제에 순차적으로 흡착되어 배출되는 수소 중에 일산화탄소 함유량을 최소로 하며,
상기 흡착탑 내에 충진되는 흡착제는, 활성알루미나 또는 실리카겔이 최하부층에 충진되고, 그 상부에 상기 활성탄이 충진되며, 그 상부에 제올라이트 5A가 충진되고, 최상부층에 염화제일구리(CuCl)가 함침된 알루미나 흡착제가 순차적으로 충진된 것을 특징으로 하는 압력변동흡착장치
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제1항에 있어서,
상기 흡착탑은, 적어도 2개 이상의 흡착탑이 병렬 배치되어 연속적으로 고순도의 수소를 생산할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 압력변동흡착장치
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제1항에 있어서,
상기 흡착탑 내에 충진되는 흡착제는, 상기 활성탄이 충진된 층과 상기 제올라이트 5A가 충진된 층 사이에 제올라이트 13X가 충진된 층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압력변동흡착장치
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제4항에 있어서,
상기 흡착제 중의 하나인 제올라이트 5A를 염화제일구리(CuCl)가 함침된 알루미나 흡착제로 대체하여 충진한 양이 1 내지 100%가 되는 것을 특징으로 하는 압력변동흡착장치
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제4항에 있어서,
상기 흡착제 중의 하나인 활성탄은 1 내지 100%가 제올라이트 13X로 대체되어 충진된 것을 특징으로 하는 압력변동흡착장치
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제1항에 있어서,
상기 염화제일구리가 함침된 알루미나 흡착제는, 상온에서 흡착평형량에 관계된 일산화탄소의 헨리(Henry) 법칙의 상수가 제올라이트 5A보다 4배 이상인 것을 특징으로 하는 압력변동흡착장치
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수소 혼합기체 내에 포함된 불순물을 흡착하기 위하여 활성알루미나 또는 실리카겔, 활성탄, 제올라이트 13X, 제올라이트 5A 및 염화구리가 함침된 알루미나 흡착제가 순차적으로 적층된 흡착탑을 통해 고순도의 수소 제품이 연속적으로 정제되는 것을 특징으로 하는 압력변동흡착장치
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다수의 흡착제가 충진된 흡착탑 내로 원료 공급관을 통해 불순물이 포함된 수소 혼합기체가 공급되는 과정;
상기 흡착탑 내의 최하부층에 충진된 활성알루미나 또는 실리카겔을 통해 수분이 흡착되는 과정;
상기 흡착탑 내의 상기 활성알루미나 혹은 실리카겔의 상부에 충진된 활성탄을 통해 이산화탄소와 메탄 성분이 흡착되는 과정;
상기 흡착탑 내의 상기 활성탄 상부에 충진된 제올라이트 13X를 통해 상기 활성탄에서 미흡착된 이산화탄소가 흡착되는 과정;
상기 흡착탑 내의 상기 제올라이트 13X 상부에 충진된 제올라이트 5A를 통해 일산화탄소가 흡착되고, 상기 활성탄에서 미흡착된 메탄 성분이 흡착되는 과정;
상기 흡착탑 내의 상기 제올라이트 5A 상부에 충진된 염화제일구리(CuCl)가 함침된 알루미나 흡착제를 통해 상기 제올라이트 5A에서 미흡착된 일산화탄소가 흡착되는 과정; 및
상기 흡착탑 내의 다수의 흡착제를 경유하여 고순도로 정제된 수소 제품이 수소 저장조에 포집되는 과정;
을 포함하는 압력변동흡착장치를 이용한 수소 정제 방법
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제10항에 있어서,
상기 흡착제 중의 하나인 제올라이트 5A는 제올라이트 5A의 1 내지 100%가 염화제일구리(CuCl)가 함침된 알루미나 흡착제로 대체되어 충진된 것을 특징으로 하는 압력변동흡착장치를 이용한 수소 정제 방법
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제10항에 있어서,
상기 흡착제 중의 하나인 활성탄은 1 내지 100 중량%가 제올라이트 13X로 대체되어 충진된 것을 특징으로 하는 압력변동흡착장치를 이용한 수소 정제 방법
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다수의 흡착제가 순차적으로 적층된 2개 이상의 흡착탑이 병렬 배치된 압력흡착변동장치를 통해 수분, 이산화탄소, 메탄, 일산화탄소를 포함하는 불순물이 함유된 수소 혼합기체가 상기 흡착탑 내에 적층된 활성알루미나 또는 실리카겔, 활성탄, 제올라이트 13X, 제올라이트 5A 및 염화제일구리(CuCl)가 함침된 알루미나 흡착제를 순차적으로 경유하면서 (일산화탄소의 함유량이 10ppm 미만인) 고순도의 수소로 정제되도록 한 것을 특징으로 하는 압력변동흡착장치를 이용한 수소 정제 방법
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제14항에 있어서,
상기 각 흡착탑을 통해 흡착단계, 세정제공단계, 부분균압단계(제공), 향류감압단계, 세정단계, 부분균압단계(수취), 제품축압단계 등이 순차적으로 수행됨에 있어서,
상기 향류감압단계는 대기압 이하로 향류 감압되는 2개 이상의 흡착탑으로 이루어진 것을 특징으로 하는 압력변동흡착장치를 이용한 수소 정제 방법
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