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원료 공급관과 연결되며, 전처리부 및 수소 정제부를 포함하는 다수개의 흡착탑; 상기 흡착탑에 연결되어 상기 흡착탑을 진공 상태로 유지시키는 진공 펌프; 상기 흡착탑으로부터 정제된 수소가 포집되는 수소 저장조; 및 상기 흡착탑, 진공 펌프 및 수소 저장조에 연결된 다수의 관들을 개폐하는 다수의 밸브;로 이루어진 압력변동흡착장치에 있어서,상기 전처리부 내 흡착탑은 상기 원료 공급관을 통해 공급되는 암모니아 분해 후 생성된 수소 혼합기체에 포함되어 있는 수분 및 암모니아를 선택적으로 흡착 제거하는 제1 흡착제 및 제2 흡착제가 다층 구조로 충진되어 있고,상기 수소 정제부 내 흡착탑은 상기 전처리부로부터 수분 및 암모니아가 제거된 수소 혼합기체에 포함되어 있는 질소를 선택적으로 흡착하여 수소를 정제하는 제3 흡착제가 충진된 것인 암모니아 분해가스로부터 수소 정제용 압력변동흡착장치
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원료 공급관과 연결되며, 전처리부 및 수소 정제부를 포함하는 다수개의 흡착탑; 상기 흡착탑에 연결되어 상기 흡착탑을 진공 상태로 유지시키는 진공 펌프; 상기 흡착탑으로부터 정제된 수소가 포집되는 수소 저장조; 및 상기 흡착탑, 진공 펌프 및 수소 저장조에 연결된 다수의 관들을 개폐하는 다수의 밸브;로 이루어진 압력변동흡착장치에 있어서,상기 전처리부는 2개 이상의 흡착탑이 병렬 배치되며, 상기 2개 이상의 흡착탑 내부에 각각 상기 원료 공급관을 통해 공급되는 암모니아 분해 후 생성된 수소 혼합기체에 포함되어 있는 수분 및 암모니아를 선택적으로 흡착 제거하는 제1 흡착제 및 제2 흡착제가 다층 구조로 충진되어 있고,상기 수소 정제부는 4개 이상의 흡착탑이 병렬 배치되며, 상기 4개 이상의 흡착탑 내부에 각각 상기 전처리부로부터 수분 및 암모니아가 제거된 수소 혼합기체에 포함되어 있는 질소를 선택적으로 흡착하여 수소를 정제하는 제3 흡착제가 충진된 것인 암모니아 분해가스로부터 수소 정제용 압력변동흡착장치
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제1항 또는 제2항에 있어서,상기 제1 흡착제는 상기 전처리부의 흡착탑 내 하층부에 충진되며, 수분 제거가 가능한 제1 활성 알루미나, 실리카겔 또는 이들의 혼합물인 것인 암모니아 분해가스로부터 수소 정제용 압력변동흡착장치
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제1항 또는 제2항에 있어서,상기 전처리부의 흡착탑 내에 상기 제1 흡착제의 함량은 5 내지 40 중량%가 충진된 것인 암모니아 분해가스로부터 수소 정제용 압력변동흡착장치
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제1항 또는 제2항에 있어서,상기 제2 흡착제는 상기 전처리부의 흡착탑 내 상층부에 충진되며, 암모니아 제거가 가능한 금속 첨착 활성탄, 실리카겔 및 제2 활성 알루미나로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것인 암모니아 분해가스로부터 수소 정제용 압력변동흡착장치
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제5항에 있어서,상기 금속 첨착 활성탄은 Mg, Ca, Mn 및 Cu로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 금속이 첨착된 활성탄인 것인 암모니아 분해가스로부터 수소 정제용 압력변동흡착장치
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제5항에 있어서,상기 금속 첨착 활성탄 내 금속의 첨착량은 1 내지 10 중량%인 것인 암모니아 분해가스로부터 수소 정제용 압력변동흡착장치
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8
제1항 또는 제2항에 있어서,상기 전처리부의 흡착탑 내에 상기 제2 흡착제의 함량은 60 내지 95 중량%가 충진된 것인 암모니아 분해가스로부터 수소 정제용 압력변동흡착장치
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제1항 또는 제2항에 있어서,상기 제3 흡착제는 제올라이트 LiX, 제올라이트 CaX, 제올라이트 NaX, 제올라이트 NaA 및 제올라이트 CaA로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것인 암모니아 분해가스로부터 수소 정제용 압력변동흡착장치
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제1항 또는 제2항에 있어서,상기 제1 흡착제는 상기 전처리부의 흡착탑 내 하층부에 충진되며, 수분 제거가 가능한 제1 활성 알루미나 또는 실리카겔이고,상기 제1 흡착제는 상기 전처리부의 흡착탑 내 상기 제2 흡착제 대비 10 내지 35 중량%로 충진된 것이고,상기 제2 흡착제는 상기 전처리부의 흡착탑 내 상층부에 충진되며, 암모니아 제거가 가능한 금속 첨착 활성탄이고, 상기 제2 흡착제는 상기 전처리부의 흡착탑 내 상기 제1 흡착제 대비 65 내지 90 중량%로 충진된 것이고,상기 금속 첨착 활성탄은 마그네슘(Mg) 첨착 활성탄 또는 칼슘(Ca) 첨착 활성탄이고,상기 금속 첨착 활성탄 내 금속의 첨착량은 1 내지 8 중량%이고,상기 제3 흡착제는 제올라이트 LiX, 제올라이트 CaX 또는 이들의 혼합물인 것인 암모니아 분해가스로부터 수소 정제용 압력변동흡착장치
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11
원료 공급관과 연결되며, 전처리부 및 수소 정제부를 포함하는 다수개의 흡착탑; 상기 흡착탑에 연결되어 상기 흡착탑을 진공 상태로 유지시키는 진공 펌프; 상기 흡착탑으로부터 정제된 수소가 포집되는 수소 저장조; 및 상기 흡착탑, 진공 펌프 및 수소 저장조에 연결된 다수의 관들을 개폐하는 다수의 밸브;로 이루어진 제1항 또는 제2항에 따른 압력변동흡착장치를 이용한 수소 정제 방법에 있어서,상기 전처리부의 흡착탑 내로 원료 공급관을 통해 암모니아 분해 후 생성된 수소 혼합기체를 공급하는 단계;상기 공급된 수소 혼합기체를 상기 전처리부 내 흡착탑의 하층부에 충진된 제1 흡착제에 통과시켜 수분을 선택적으로 흡착 제거하는 단계;상기 수분이 제거된 수소 혼합기체를 상기 전처리부 내 흡착탑의 상층부에 충진된 제2 흡착제에 통과시켜 암모니아를 선택적으로 흡착 제거하는 단계;상기 암모니아가 제거된 수소 혼합기체를 수소 정제부의 흡착탑 내로 공급하는 단계;상기 공급된 암모니아가 제거된 수소 혼합기체를 상기 수소 정제부 내 흡착탑에 충진된 제3 흡착제에 통과시켜 질소를 선택적으로 흡착 제거하여 정제된 수소를 수득하는 단계; 및상기 수득된 수소를 수소 저장조로 포집하는 단계;를 포함하는 압력변동흡착장치를 이용한 수소 정제 방법
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제11항에 있어서,상기 암모니아를 선택적으로 흡착 제거하는 단계는 상기 수분이 제거된 수소 혼합기체 내 암모니아의 함유량이 0
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제11항에 있어서,상기 전처리부의 흡착탑은 상기 수소 정제부로 공급되는 수분 및 암모니아가 제거된 수소 혼합기체에서 질소 성분을 적절히 제거하면서 수소제품 순도와 회수율을 높이기 위하여 흡착 단계, 1차 균압 단계, 세정공급 단계, 2차 균압 단계, 향류감압 단계, 세정 단계, 1, 2차 균압 단계 및 축압 단계가 차례로 수행되는 것인 압력변동흡착장치를 이용한 수소 정제 방법
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제13항에 있어서,상기 수소 정제부의 흡착탑에서 배출되는 잔류 배가스(tail gas)를 향류감압 단계가 끝난 상기 전처리부의 흡착탑에 퍼지가스(purge gas)로 공급하여 상기 전처리부의 흡착제를 재생하는 단계;를 더 포함하는 압력변동흡착장치를 이용한 수소 정제 방법
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제11항에 있어서,상기 질소를 선택적으로 흡착 제거하여 정제된 수소를 수득하는 단계는 상기 암모니아가 제거된 수소 혼합기체 내 질소의 함유량이 10 ppm 미만이 되도록 흡착 제거하는 것인 압력변동흡착장치를 이용한 수소 정제 방법
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