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열교환기에 수소를 통과시키면서 냉각 및 액화시키는 수소 액화장치로서,수소공급부에서 공급되는 수소를 통과시키며 제1 온도로 냉각되도록 하는 제1 열교환기;상기 제1 온도로 냉각된 수소의 열적 평형상태가 유지되도록 오르토수소 및 파라수소의 비율을 변환시키기 위한 제1 촉매변환기;상기 제1 촉매변환기에서 배출되는 수소를 통과시키며 제2 온도로 냉각되도록 하는 제2 열교환기; 및상기 제2 온도로 냉각된 수소의 오르토수소 및 파라수소가 목표비율을 가지도록 변환시키기 위한 제2 촉매변환기;를 포함하며,상기 제2 촉매변환기에서 배출되는 수소를 수소저장부에 저장하기 이전에 상기 제2 열교환기에 재차 통과시키며 목표 액화온도로 냉각되도록 하는 것을 특징으로 하는 수소 액화장치
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제1항에 있어서,상기 제2 촉매변환기를 통과하는 수소의 O/P변환 과정에서 발생된 변환열에 의하여 상승된 수소의 온도를 측정하기 위한 온도센서;상기 제2 열교환기 측으로 공급되는 냉매의 유량을 단속하는 밸브; 및상기 제2 열교환기를 재차 통과한 수소의 온도가 상기 목표 액화온도와 일치되도록, 상기 온도센서에서 측정된 수소의 온도를 기반으로 상기 밸브를 제어하는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수소 액화장치
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제1항에 있어서,상기 수소공급부는,액화천연가스 공급부에서 공급되는 액화천연가스를 천연가스로 기화시키는 액화천연가스 기화부; 및상기 액화천연가스 기화부에서 기화된 천연가스를 개질시켜 수소를 추출하는 천연가스 개질부;를 포함하며,상기 액화천연가스 기화부의 가열열원은 상기 제1 열교환기 또는 상기 제2 열교환기의 열원인 것을 특징으로 하는 수소 액화장치
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제1항에 있어서,상기 수소공급부는,내부에 수소가 각각 압축 저장되며, 상기 제1 열교환기에 연결되는 수소 스트림과 선택적으로 연결되는 제1 버퍼탱크 및 제2 버퍼탱크를 포함하며,상기 제1 버퍼탱크 또는 상기 제2 버퍼탱크에 저장된 수소가 상기 수소 스트림 측으로 연속하여 공급되는 것을 특징으로 하는 수소 액화장치
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제4항에 있어서,상기 수소공급부는,상기 수소 스트림 상에 배치되며, 상기 제1 버퍼탱크 또는 상기 제2 버퍼탱크에서 공급되는 수소의 압력을 조절하는 압력조절부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수소 액화장치
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제4항에 있어서,상기 수소공급부는,내부에 수소가 압축 저장하며, 상기 제1 버퍼탱크 또는 상기 제2 버퍼탱크에 선택적으로 연결되어 상기 제1 버퍼탱크 또는 상기 제2 버퍼탱크에 수소를 충진하거나, 상기 수소 스트림에 직접 연결되는 튜브 트레일러;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수소 액화장치
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수소를 공급하는 수소공급단계;공급되는 수소를 제1 열교환기에 통과시키며 제1 온도로 냉각시키는 제1 냉각단계;상기 제1 온도로 냉각된 수소가 열적 평형상태를 유지하도록 제1 촉매변환기를 통과시키며 오르토수소 및 파라수소의 비율을 변환시키는 제1 O/P변환단계;제1 O/P변환된 수소를 제2 열교환기에 통과시키며 제2 온도로 냉각시키는 제2 냉각단계;상기 제2 온도로 냉각된 수소를 제2 촉매변환기에 통과시키며 오르토수소 및 파라수소가 목표비율을 가지도록 변환시키는 제2 O/P변환단계; 및제2 O/P변환된 수소를 수소저장부에 저장하기 이전에 상기 제2 열교환기에 재차 통과시키며 목표 액화온도로 냉각시키는 제3 냉각단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 수소 액화방법
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제7항에 있어서,상기 제3 냉각단계는,상기 제2 O/P변환단계에서 발생된 변환열에 의하여 상승된 수소의 온도를 측정하는 단계; 및상기 제2 열교환기를 재차 통과한 수소의 온도가 상기 목표 액화온도와 일치되도록 상기 제2 열교환기의 냉매 유량을 제어하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 수소 액화방법
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제7항에 있어서,상기 수소공급단계는,액화천연가스를 공급하는 액화천연가스 공급단계;공급되는 액화천연가스를 액화천연가스 기화부에 통과시키며 천연가스로 기화시키는 액화천연가스 기화단계; 및기화된 천연가스의 적어도 일부를 천연가스 개질부에 통과시키며 수소를 추출하는 천연가스 개질단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 수소 액화방법
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제7항에 있어서,상기 수소공급단계는,제1 버퍼탱크 및 제2 버퍼탱크에 수소를 충진시키는 버퍼탱크 충진모드;튜브 트레일러를 상기 제1 열교환기를 향하는 수소 스트림에 연결하고, 상기 튜브 트레일러에 저장된 수소를 상기 수소 스트림으로 공급하는 제1 수소공급모드; 및상기 제1 수소공급모드 시 상기 튜브 트레일러의 수소가 소진되면 상기 튜브 트레일러와 상기 수소 스트림의 연결을 차단하고, 상기 제1 버퍼탱크 및 상기 제2 버퍼탱크 중 하나의 버퍼탱크를 상기 수소 스트림에 연결하여 버퍼탱크에 충진된 수소를 상기 수소 스트림으로 공급하는 제2 수소공급모드;를 구비하는 것을 특징으로 하는 수소 액화방법
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제10항에 있어서,상기 수소공급단계는,상기 제2 수소공급모드 시 수소 공급 중인 버퍼탱크의 수소가 소진되면 해당 버퍼탱크와 상기 수소 스트림의 연결을 차단하고, 다른 나머지 버퍼탱크를 상기 수소 스트림에 연결하여 버퍼탱크에 충진된 수소를 상기 수소 스트림에 공급하는 제3 수소공급모드;를 더 구비하며,상기 제2 수소공급모드 및 상기 제3 수소공급모드 중, 수소가 소진된 버퍼탱크에 수소를 충진하는 버퍼탱크 충진모드가 동시에 수행되는 것을 특징으로 하는 수소 액화방법
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