도시가스 설비

도시가스 설비

도시가스 설비에 대해 종합적으로 알아보자. 먼저 도시가스 원료에 대해 알아보자면 종류에는 기체연료, 액체연료, 고체연료로 나뉘며 기체연료는 천연가스, 정유가스(업가스)가 있고 액체연료는 LNG, LPG, 나프타가 있으며 고체연료에는 코크스, 석탄이 있다. 천연가스에 대해 먼저 알아보자면 지하에 발생하는 탄화수소를 주성분으로 한 가연성 가스이며 도시가스 사용 시 천연가스를 그대로 공급하는 방법이 있고 천연가스를 공기로 희석해 공급하는 방법이 있으며 종래의 도시가스에 혼입해 공급하는 방식이 있으며 종래의 도시가스와 유사한 성질로 개질하여 공급하는 방식이 있다. 두 번째로 액화 천연가스(LNG)는 천연가스를 -162도까지 냉각액화한 것으로 액화 전 제진, 탈유, 탈탄산, 탈수, 탈습 등의 전처리를 행하여 탄산가스, 황화수소 등이 정제되었기 때문에 기화한 LNG는 불순물이 없는 청정연료이다. 정유가스(off가스)는 석유정제, 석유화학공업의 부산물로서 9800kcal의 발열량을 가진다. 나프타(납사)는 원유를 상압 증류 시 얻어지는 비점 200도 이하의 유분이다. 도시가스의 제조 프로세스에 대해 알아보자. 먼저 열분해 프로세스가 있는데 분자량이 큰 탄화수소(중유, 원유 나프타) 원료를 고온(800~900도)으로 분해하여 1000kcal 정도의 고열량 가스를 제조하는 방법이다. 두 번째로 접촉분해(수증기 개질) 프로세스가 있는데 촉매를 사용하고 반응온도 400~800도로 반응하여 메탄, 수소, 일산화탄소, 이산화탄소로 변환하는 방법이다. 종류로는 사이클링식 접촉분해 프로세스, 고압수증기 개질 프로세스, 저온수증기 개질 프로세스, 중온수증기 개질 프로세스가 있다. 나프타 접촉분해법에서 온도압력에 따른 증감요소를 살펴보자. 압력상승, 온도하강 시에는 수소와 일산화탄소가 감소하고 메탄과 이산화탄소가 증가한다. 또한 압력하강, 온도상승 시에는 메탄, 이산화탄소가 감소하고 수소, 일산화탄소가 증가한다. 부분연소 프로세스는 메탄에서 원유까지의 탄화수소를 산소, 공기, 수증기를 이용하여 메탄, 수소, 이산화탄소로 변환하는 방법이다. 수소화 분해 프로세스는 수소기류 중 탄화수소를 열분해 하여 메탄을 주성분으로 하는 고열량의 가스를 제조하는 방법이다. 대체 천연가스 제조 프로세스는 천연가스 이외의 석탄, 원유, 나프타 등 각종 탄화수소 원료에서 천연가스의 열량 조성 연소성이 일치하는 가스를 제조하는 프로세스이다. 도시가스의 연료 송입법에 의한 제조 프로세스는 연속식과 사이클식, 배치식이 있으며 연속식은 연료가 연속으로  송입에 의해 가스발생도 연속적으로 행하여지며 가스 양 조절은 원료 송입량의 조절에 기인한다. 장치능력에 비해 60~100% 사이로 가스 발생량 조절이 가능하다. 사이클식은 일정시간 원료의 송입에 의해 가스발생을 행하면 장치온도가 내려감에 의해 원료송입을 중지하고 가스발생을 행한다(운전은 자동운전). 배치식은 원료를 일정량 취해 가스실에 넣고 가스화하여 가스를 발생시키는 방법이다.