KR100264819B1 - 가스의수화물형상물을포함하는재료의이용방법및그를위한탱크 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 신규하고 유용한 다공질재료와 물등의 호스트화합물과 1종 또는 그 이상의 저급탄화수소로 이루어지는 게스트화합물과로 이루어지는, 다공질재료의 미세구멍내에 저급탄화수소의 하이드레이트형상물을 포함하는 재료의 이용방법 및 그를 위한 탱크에 관하여, 상기 다공질재료의 미세구멍내에 저급탄화수소의 하이드레이트형상물을 포함하는 재료의 생성작용 및, 이 생성재료로부터의 저급탄화수소의 이탈, 방출작용을 이용하고 도시가스의 공급방법, 도시가스공급량의 조정방법, 도시가스공급용 또는 도시가스공급량조정용 도시가스탱크, 가반식겸 교환식연료 가스탱크, 자동차용연료 가스탱크등에 응용한다.

Description

가스의 하이드레이트형상물을 포함하는 재료의 이용방법 및 그를 위한 탱크

본 발명은, 신규하고 유용한 가스의 하이드레이트(Hydrate) 형상물을 포함하는 재료의 이용방법 및 그를 위한 탱크에 관한것으로, 특히, 다공질재료와 물등의 호스트화합물과 1종 또는 그 이상의 저급탄화수소로 이루어지는 게스트화합물로 이루어진 다공질재료의 미세구멍내에 저급탄화수소의 하이드레이트 형상물을 포함하는 재료의 이용방법 및 그를 위한 탱크에 관한 것이다. 또한 본 발명은, 다공질재료의 미세구멍내에 형성된 고밀도 메탄 하이드레이트의 이용방법 및 그를 위한 탱크에 관한 것이다.

보다 자세하게는, 본 발명은, 상기 다공질재료의 미세구멍내에 저급탄화수소의 하이드레이트 형상물을 포함하는 재료의 생성작용 및 이 생성재료로부터의 저급탄화수소의 이탈작용, 방출작용을 이용함으로써, 이하(1)∼(7)의 각종방법 및 그것들을 위한 탱크에 관한 것이다.

(1) 본 발명은 도시가스의 공급방법, 도시가스공급량의 조정방법 및 그것들을 위한 도시가스 탱크에 관한 것이다.

(2) 본 발명은, 도시가스나 석유가스등의 연료가스를 개별수요 가구에 상시 또는 비상시에 공급하는 방법 및 그를 위한 연료가스 탱크에 관한 것이다.

(3) 본 발명은, 코제너레이션 시스템에 편성되어 사용되는 발전기의 구동용 가스터빈 또는 상시 또는 비상시에 도시가스나 석유가스등의 연료가스를 공급하는 방법 및 그를 위한 연료가스 탱크에 관한 것이다.

(4) 본 발명은, 메탄, 에탄, 에틸렌, 프로판, 부탄 그 밖의 저급탄화수소, 천연가스, 또는 도시가스등의 각종연료가스를 다공질재료에 간단하게 다량으로 흡입저장, 충전시키고 또한 방출시킬 수 있는 가반식겸 교환식의 연료가스 탱크에 관한 것이다.

(5) 본 발명은, 자동차용 연료가스, 특히 메탄 또는 메탄을 주성분으로 하는 연료가스(천연가스등)를 다공질재료에 다량으로 흡입저장할 수 있는 자동차용 연료가스 탱크, 이 자동차용 연료가스 탱크를 배치하여 이루어지는 자동차용 연료가스 스탠드에 관한 것이다.

(6) 본 발명은, 천연가스를 채굴기지에서 수납기지로 육상수송 또는 해상수송하는 방법, 또한 수납기지에서 배송거점탱크로 대량의 천연가스를 육상수송하는 방법에 관하여, 종래의 LNG선이나 LNG탱크롤리차를 대신하는 에너지가 절약되고 경제적인 천연가스의 수송방법에 관한 것이다.

(7) 본 발명은, 석유정(石油井)이나 석유 화학콤비나트등으로 발생하는 석유가스를 대량수송하는 방법에 관하여, 종래의 LPG선, LPG탱크롤리차를 대신하는 에너지가 절약되고 경제적인 석유가스의 수송방법에 관한 것이다.

최근, 메탄, 에탄, 에틸렌, 프로판, 부탄등의 저급탄화수소나 그것들의 혼합 가스, 예컨대 천연가스(NG), 또는 석유가스(PG)등은, 에너지원이나 각종 합성원료로서 주목받고 있다. 그런데, 그것들의 저급탄화수소는, 고체나 액체가 아니라, 가스이기 때문에, 그 취급에는 각종 세심한 주의가 필요하다. 가스는 기체상태에서 매우 큰 체적을 가지며 비중이 작다. 이 때문에, 예컨대 가스의 저장이나 수송에 있어서, 그 저장효율이나 수송효율을 상승시키기 위해서 가스의 체적을 작게 하여, 밀도를 높이는 방법이 채용되고 있다.

종래, 상기 방법으로서는, (1)가스인 상태 그대로 고압으로 압축하는 방법(고압 압축법), (2)액체질소, 액체산소, 또는 액화천연가스(LNG)나 액화석유가스(LPG)등과같이 가스를 냉각액화하는 방법(냉각액화법)이 있다.

그러나, (1)의 고압압축법으로서는, 가스를 고압으로 압축하는 수단이 필요할 뿐 아니라, 저장용기로서 고압가스 봄베가 필요하다. 이 용기에는 충분한 내압강도가 요구되기 때문에, 용기의 중량이 저장하고자 하는 가스의 중량에 비해 대단히 커지게 되는 결점이 있다. 또한, 예컨대 일본에 있어서는, 가스의 압력이 10.68기압(게이지압으로 10 kg/cm²)을 넘는 경우에는, 고압가스 단속법으로 규정된 사양을 만족시키는 재료, 장치, 배관등이 요구되기 때문에 그 비용도 커진다.

또한, (2)의 냉각액화법에 있어서는, 가스를 압축하고 냉각하여 액화해야 하며, 이를 위한 비용이 대단히 커지는 것 뿐만 아니라, 얻어진 액화가스를 냉각상태로 유지하기 위해서 별도로 특수한 설비가 필요하다. 이 방법에 의한 경우에도, 상기 고압압축법의 경우와 같이, 법적규제 대상으로 되어 있다. 이 때문에, 냉각액화법을 적용하더라도 경제적으로 성립하는 것은, 헬륨등과 같이 가치가 높은 가스나 스케일 메릿트가 큰 LNG나 LPG 등의 경우에 한정된다.

이들 외에, 이하 (3)∼(6)과 같은 방법도 제안되어 있다. (3)실리카 겔, 활성탄등 고체흡착제의 표면에 흡착시키는 방법(특개소49-104213호, 특개평6-55067호), (4)수소등의 흡입저장 합금을 쓰는 방법, 또는 수소 흡입저장 합금과 흡착제를 조합한 방법(특개평4-131598호), (5)메탄의 분해를 따르는 고체표면의 화학반응을 이용한 방법(특개소59-197699호), (6)메탄 또는 에탄을 주성분으로 하는 탄화수소 가스를 지방족 아민의 존재하에서 물에 접촉시켜, 가스의 수화물을 이용하는 방법(특개소54-135708호).

그러나, (3)의 방법의 경우는, 고체표면으로의 가스의 물리흡착에 의한 흡입저장이지만, 이 방법은 압력과의 평형현상을 이용하는 것이기 때문에 흡착속도가 느리고, 더구나 충분한 흡입저장량을 얻기 위해서는 상당한 가압이 필요하게 된다. 이 방법에 의하면 상술한 고압봄베에 의한 방법에 비하면 저압에서 가스저장이 가능하지만, 그럼에도 통상 10.68기압(게이지압으로 10 kg/cm²)이상의 압력이 필요하다.

(4)의 방법으로서는, 예컨대 저장대상 가스가 수소인 경우, 그 흡입저장재료는 팔라듐이나 그 합금등과 같이, 저장대상 가스와 필요한 흡입저장재료가 거의 일대일의 특정한 관계에 있는 것에 한정되고, 더구나 이 흡입저장재료 그자체가 특수하기 때문에 비싸다. 또한 이 흡입저장재료에는 반복 사용시에 일어나는 재료취약화의 문제등이 있어 그 취급이 매우 어렵다.

또한 (5)의 방법에 관해서도, (4)의 경우와 같이 대상가스가 한정되어, 필요한 재료가 특수하고 고가라는 문제가 있다. 또한 (6)의 경우에 있어서는, 그것이 기액(氣液)접촉형의 방식이기 때문에, 그 효율은 기액의 접촉효율에 대폭 좌우되어, 실제상의 가스저장량이 이론적으로 기대되는 저장량보다도 꽤 낮다는 문제가 있다.

그런데, 각종의 가스중에서도, 예컨대 도시가스는, LNG 등을 원료로서 도시가스 제조 플랜트에서 제조되고, 가스공급도관을 통해 각 수요 가구에 공급된다. 이 경우 각 수요 가구로의 도시가스공급량에는 계절변동이나 일간변동이 있다. 이 때문에, 도시가스 제조 플랜트나 공급도관의 능력을 공급량의 변동에 대응시켜, 그 최대수요량에 대응하는 것이 가능하도록 배려해야 한다.

그러나, 도시가스의 주원료가 LNG 인 경우, 도시가스 제조 플랜트에 있어서의 LNG 저장설비등은, 겨울철의 수요가 피크에 달할 때에 맞춘 비축설비를 갖는 것이 필요하게 되는 등, 그 때문에 비용이 거대하게 된다. 또한, 도시가스공급도관에 있어서도 최대수요량에 맞추어, 예컨대 내고압의 배관이 필요하게 되는 등 비용이 많아진다는 문제도 있다.

또한, 개별수요 가구로의 도시가스의 공급이, 지진등의 재해때나 단기간의 가스배관공사등으로 일시적으로 정지한 경우, 종래는 특단의 가스공급방법이 없기 때문에, 예컨대 간이휴대형의 가스곤로나 석유곤로등을 사용하지 않을 수 없는 등의 불편을 피할 수 없었다.

또한, 가스연료를 연료로 하는 가스터빈 혹은 가스엔진을 사용하는 발전설비는, 환경문제나 에너지 절약의 관점에서 연소배기가스의 불필요한 열을 회수하는 기능을 부가한 코제너레이션 시스템에서 이용되고 있다. 코제너레이션 시스템은 특히 생산공장, 사무소용 건물등의 빌딩, 병원등에서 채용되고, 자가발전전력의 이용과 동시에, 연소배기가스의 폐열을 효율적으로 이용할 수가 있다.

코제너레이션 시스템에 있어서의 발전기의 평상시 운전에 쓰는 연료로서는, 통상, 도시가스등의 가스연료가 사용된다. 그러나, 지진등의 비상시에 도시가스공급의 정지시에 있어서는, 중유, 등유등의 액체연료로 교체하는 것으로 비상시 운전이 행하여지고 있다. 이와 같이 액체연료를 쓰는 경우, 별도, 해당액체연료용의 탱크나 전용배관, 전용버너등의 설비가 필요할 뿐만 아니라 비용 증가의 요인으로도 되고 있었다. 또한 액체연료의 사용은, 운전제어계가 복잡화되거나 연료취급이 번잡함의 원인이 되고, 또한 그 발전계속시간은 연료저장탱크의 용량에도 영향이 있지만, 통상 2시간 정도로 짧고, 도시가스공급의 정지가 장기화하는 경우에는 여러번의 액체연료 보급이 필요하게 된다.

또한, 실내난방용의 가스 팬 히터는, 급속난방성에 뛰어나고, 경량으로 운반가능하다는등의 이점이 있기 때문에, 가스난방의 주력이 되고 있다. 그런데 가스 팬 히터의 경우에는 연료로서 가스를 공급해야 하기 때문에, 별도로 가스배관이 필요하다. 이 때문에 해당배관, 가스마개가 없는 방에서는 사용할 수 없다. 이 점은 가스곤로에 관해서도 같다. 또한 석유 팬 히터나 석유곤로등에 있어서는 액체연료인 석유의 공급상의 문제나 냄새의 문제가 있다.

또한, 천연가스나 도시가스등의 메탄을 주성분으로 하는 가스연료는, 깨끗하고 탄산가스의 발생량도 적기 때문에, 이것들의 가스연료를 동력원으로 하는 자동차가 주목받고 있다. 그러나 이 경우, 연료가스는 고압압축법으로 탱크에 충전되기 때문에, 여기서도 연료가스의 탱크를 고압으로 할 필요가 있고, 고압용기를 필요로 한다. 뿐만아니라, 고압용기를 자동차에 적재하는 경우에, 이 고압용기는, 내고압의 용기로 할 필요가 있을 뿐만 아니라, 자동차주행중의 요동, 충격에도 견디는 강도가 요구되기 때문에, 용기의 중량이 대단히 커진다.

또한, 대량의 천연가스나 석유가스를 원격지로 수송하는 경우, 파이프라인이 미정비인 지역에서는 기체인 상태로의 수송은 효율이 나쁘기 때문에, 종래, 냉각액화법에 의해 액화하고 LNG나 LPG의 형으로 수송되고 있다. 예컨대, 천연가스를 수송하는 경우, 채굴기지에는 가스정으로부터 채굴한 천연가스를 액화설비에 의해 액화하여 LNG 형태로 저장하고, 이 LNG를 가압 냉장할 수 있는 특수구조를 구비하여 만들어진 LNG 선으로 수납기지까지 운반되고 있다. 이 수납기지에는 대형선의 접안시설과 LNG의 겹쳐 쌓기 설비를 설치한 LNG 전용의 수납 부두가 구비되고, 육상의 가압보냉기능을 구비한 수납탱크로 LNG를 옮겨 저장되고 있다.

또한 이 수납탱크에서 내륙부로의 LNG의 육상수송은, LNG를 도시가스로서 사용하는 경우, LNG는 이 수납 탱크에서 파이프라인이나 LNG 탱크롤리차에 의해 도시가스 제조 플랜트의 LNG 탱크로 보내지고, 여기서 도시가스를 제조하여, 각 파이프라인 네트워크를 통해서 각 수요 가구로 공급된다.

LNG 탱크롤리차의 경우, 가압보냉기능을 구비한 전용의 LNG 탱크롤리차가 사용되고, 상기 수납기지에서 LNG를 적재하여, 보안규제상 정해진 루트를 따라 싸텔라이트기지까지 수송되고 있다.

그러나 천연가스의 액화수송은, 가스를 액화하기 위해서 압축하여 냉각하는 데 필요한 에너지 소비량이 지극히 큰데다가, 수송이나 저장중에도 보냉을 위해 에너지가 필요하다. 또한 가스 공급시에 액화가스를 다시 기화시켜 송출하기 위한 에너지를 필요로하는 등, 전체적으로 지극히 에너지소비가 크다는 문제가 있다. 더구나 액화가스의 취급이나 저장에는 보안규칙에 따른 시설, 장치가 필요하기 때문에 설비투자나 운전경비의 부담이 대단히 크다.

종래에 있어서의, 메탄, 에탄, 에틸렌, 프로판, 부탄등의 저급탄화수소, 메탄을 주성분으로 하는 천연가스나 도시가스, 혹은 석유가스등의 가스의 취급, 즉, 저장방법, 수송방법, 공급방법, 공급량의 조정방법에 있어서는 이상과 같은 문제가 있었다.

저급탄화수소, 예컨대 메탄은 고압, 저온하에 있어서 물과의 클래스 레이트화합물 즉 메탄 하이드레이트를 형성한다는 것이 알려져 있다. 그러나, 메탄 하이드레이트는, 통상의 조건에 있어서는 반응하지 않는 물과 메탄으로 이루어지는 것이며, 그 형성에는 예컨대, 온도 303K에서 약 80MPa 이상이라는 고압을 필요로 한다. 또한 메탄 하이드레이트는, 그 구조상, 대단히 불안정한 물질이고, 분해되는 것을 피하도록 하여 취급할 필요가 있기 때문에, 매우 골치아프다.

본 발명자등은, 메탄 하이드레이트등에 관한 상기 종래의 지식 내지 기술에서는 완전히 예상외로, 물등의 호스트가 되는 화합물과 게스트화합물 즉 메탄, 에탄, 에틸렌, 프로판, 부탄등의 저급탄화수소에 더하여, 활성탄이나 세라믹스등의 다공질재료를 개재시킴으로써, 이 다공질재료의 미세구멍내에 그들 저급탄화수소를 다량으로 포함하는 하이드레이트형상물를 얻을 수 있고, 더구나 이것이, 그 구조상도 안정된 재료이며, 또한 그것이 가열등에 의해 용이하게 분해, 이탈하고, 저급탄화수소를 가스로서 방출할 수 있는 것을 발견하였다.

또한, 본 발명자등은, 물과 메탄에 더하여, 활성탄이나 세라믹스등의 다공질재료를 개재시킴으로써, 이 다공질재료의 미세구멍내에 메탄 하이드레이트를 다량으로 포함하는 고밀도의 메탄 하이드레이트를 얻을 수 있고, 더구나 이것이, 그 구조상으로도 안정된 재료이고, 또한 그것이 가열등에 의해 용이하게 분해, 이탈하여, 메탄을 가스로서 방출할 수 있는 것을 발견하였다.

본 발명에 의하면, 다공질재료와 물등의 호스트가 되는 화합물과 저급탄화수소를 상온, 상압 또는 이들 온도, 압력에 가까운 온화한 조건으로 접촉시킴으로써, 다공질재료와 물등의 호스트화합물과 저급탄화수소로 이루어지는 하이드레이트형상물이 형성된다. 그 형성에 있어서는, 단시간으로, 또한 예를 들면 다공질재료의 단위체적당 180배(표준상태로 환산) 이상정도의 체적에 해당하는 다량의 저급탄화수소가 받아들여진다. 이와 같이, 본 발명의 다공질재료의 미세구멍내에 저급탄화수소의 하이드레이트형상물을 포함하는 재료의 형성에 있어서는, 별도로 특수한 냉각장치등을 필요로 하지 않고, 또한 특수한 압력설비도 필요로 하지 않는다.

상기와 같이, 예컨대 종래의 메탄 하이드레이트가 그 구조상 대단히 불안정한 물질이고, 그 분해를 피하도록 하여 취급할 필요가 있었다. 이 사실로 보아, 본 발명에 있어서의 저급탄화수소의 하이드레이트형상물은, 완전히 예상외의 것이다. 또한, 본 발명에 있어서의 저급탄화수소의 하이드레이트형상물이 상온, 상압 또는 이들 온도, 압력에 가까운 온화한 조건으로 생성하는 사실은, 상기와 같이, 예컨대 종래의 메탄 하이드레이트의 생성에는 고압을 필요로 하다는 사실로 보면, 완전히 예상외의 것이다.

본 발명에 있어서는, 호스트화합물의 존재하에, 다공질재료의 미세구멍내에 저급탄화수소의 하이드레이트형상물을 포함하는 재료를 생성하는 작용 및, 이 생성재료로부터의 저급탄화수소의 이탈작용, 방출작용을 이용함으로써, 상기 종래에 있어서의 메탄, 에탄, 에틸렌, 프로판, 부탄등의 저급탄화수소, 그것들의 혼합가스, 메탄을 주성분으로 하는 천연가스나 도시가스, 혹은 석유가스등의 가스의 취급, 즉 저장방법, 수송방법, 공급방법, 공급량의 조정방법에 있어서의 문제를 일거에 해결할 수가 있다.

또, USP 5,473,904에 의하면, 물을 가스-물-하이드레이트 평형커브보다 낮은 온도로 냉각하여, 메탄이나 에탄등의 가스를 과냉각(supercooling)하면서 이 하이드레이트 형성가스와 물을 결합시키는 것에 의한, 킬레이트 하이드레이트의 형성법이 기재되어 있다. 그러나, 이 기술은, 본 발명과 같이 다공질재료를 개재시키는 것은 아니고, 상기 종래의 하이드레이트 형성법의 연장선상인 것임에 불과하다.

(1)본 발명은, 도시가스 탱크에 다공질재료를 수용하고, 이 다공질재료에 대하여, 호스트가 되는 화합물의 공존하에, 도시가스를 흡입저장시켜 이루어지는 도시가스 탱크를 도시가스 제조 플랜트 또는 도시가스 공급기지에, 또는, 도시가스 공급도관의 도중에 배치하는 것을 특징으로 하는 도시가스의 공급방법을 제공한다.

(2)본 발명은, 도시가스 탱크에 다공질재료를 수용하고, 이 다공질재료에 대하여, 호스트가 되는 화합물의 공존하에서, 도시가스를 흡입저장시켜 이루어지는 도시가스 탱크를 도시가스 제조 플랜트 또는 도시가스 공급기지에, 또는, 도시가스 공급도관의 도중에 배치하여, 도시가스 공급량을 조정하는 것을 특징으로 하는 도시가스의 공급량의 조정방법을 제공한다.

(3)본 발명은, 용기중에 다공질재료를 수용하고, 이 다공질재료에 대하여, 호스트가 되는 화합물의 공존하에서, 도시가스를 흡입저장시켜 이루어지는 것을 특징으로 하는 도시가스 공급용 또는 도시가스 공급량조정용 도시가스 탱크를 제공한다.

(4)본 발명은, 개별수요 가구용의 연료가스배관에 있어서의 계량겸 긴급차단기와 역지밸브와의 사이에, 분기배관을 통해 다공질재료를 수용한 연료가스 탱크로서, 연료가스의 호스트가 되는 화합물의 공존하에, 메탄, 에탄, 에틸렌, 프로판, 부탄으로부터 선택된 1종 또는 2종이상의 저급탄화수소를 포함하는 연료가스를 흡입저장시킨 연료가스 탱크를 마련하고, 이 분기배관에 압력제어밸브를 통해 접속하며, 연료가스를 상시 또는 비상시에 꺼내어 공급하는 것을 특징으로 하는 개별수요 가구용 연료가스의 공급방법을 제공한다.

(5)본 발명은, 연료가스 탱크에 다공질재료를 수용하고, 이 다공질재료에 대하여, 호스트가 되는 화합물의 공존하에, 메탄, 에탄, 에틸렌, 프로판, 부탄으로부터 선택된 1종 또는 2종이상의 저급탄화수소를 포함하는 연료가스를 흡입저장시켜, 이 흡입저장 연료가스를 코제너레이션 시스템에서 발전기용의 가스터빈 또는 가스엔진으로 상시 공급하는 것을 특징으로 하는 발전기용 가스터빈 또는 가스엔진으로의 연료가스의 공급방법을 제공한다.

(6)본 발명은, 연료가스 탱크에 다공질재료를 수용하고, 이 다공질재료에 대하여, 호스트가 되는 화합물의 공존하에, 메탄, 에탄, 에틸렌, 프로판, 부탄으로부터 선택된 1종 또는 2종이상의 저급탄화수소를 포함하는 연료가스를 흡입저장시켜, 이 흡입저장 연료가스를 코제너레이션 시스템에서 발전기용의 가스터빈 또는 가스엔진의 비상시에 공급하는 것을 특징으로 하는 발전기용 가스터빈 또는 가스엔진으로의 연료가스의 비상시 공급방법을 제공한다.

(7)본 발명은, 용기중에 다공질재료를 수용하고, 이 다공질재료에 대하여, 호스트가 되는 화합물의 공존하에, 메탄, 에탄, 에틸렌, 프로판, 부탄으로부터 선택된 1종 또는 2종이상의 저급탄화수소로 이루어지는 연료가스를 흡입저장시켜 이루어지는 것을 특징으로 하는 가반식겸 교환식 연료가스탱크를 제공한다.

(8)본 발명은, 용기중에 다공질재료를 수용하고, 이 다공질재료에 대하여, 호스트가 되는 화합물의 공존하에, 메탄, 에탄, 에틸렌, 프로판, 부탄으로부터 선택된 1종 또는 2종이상의 저급탄화수소로 이루어지는 연료가스를 흡입저장시켜 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차용 연료가스탱크를 제공한다.

(9)본 발명은, 용기중에 다공질재료를 수용하고, 이 다공질재료에 대하여, 호스트가 되는 화합물의 공존하에, 메탄, 에탄, 에틸렌, 프로판, 부탄으로부터 선택된 1종 또는 2종이상의 저급탄화수소로 이루어지는 연료가스를 흡입저장시켜 이루어지는 자동차용 연료가스탱크를 배치하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차용연료가스 스탠드를 제공한다.

(10)본 발명은, 메탄, 에탄, 에틸렌, 프로판, 부탄으로부터 선택된 1종 또는 2종이상의 저급탄화수소로 이루어지는 연료가스의 저장조, 이것에 연결되는 도관 및 이 연료가스에 대하여 호스트가 되는 화합물의 공급기구를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차용 연료가스 스탠드를 제공한다.

(11)본 발명은, 용기중에 수용된 다공질재료에 대하여, 호스트가 되는 화합물의 공존하에, 이 다공질재료에 대하여 대량의 천연가스 또는 석유가스를 흡입저장시켜 이루어지는 용기를 자동차, 철도 또는 선박에 의해 수송하는 것을 특징으로 하는 천연가스 또는 석유가스의 대량수송방법을 제공한다.

도 1은 실시예1∼3에서 사용한 실험 내지 제조장치의 개략을 나타낸 도면이다.

도 2는 ACF 1g당 흡착한 메탄량의 시간 경과변화에 대하여 물을 공존시킨 경우와 직접 메탄에 접촉시킨 경우로 비교한 도면이다(온도303K, 압력0.2기압).

도 3은 ACF 1g당 흡착한 메탄량의 압력에 대한 변화를, 물을 공존시킨 경우와 직접 메탄에 접촉시킨 경우로 비교한 도면이다(온도303K, 0∼2000kPa).

도 4는 ACF 1g당 흡착한 메탄량의 압력에 대한 변화를, 물을 공존시킨 경우와 직접 메탄에 접촉시킨 경우로 비교한 도면이다(온도303K, 0∼40kPa).

도 5는 본 발명의 재료의 제조장치의 구체적인 일예를 나타내는 도면이다.

도 6은 본 발명의 도시가스공급용 탱크 및 도시가스공급량 조정용 도시가스탱크의 구체적인 일예를 나타내는 단면도이다.

도 7은 본 발명의 도시가스공급용 탱크 및 도시가스공급량 조정용 도시가스탱크의 다른 예의 단면도이다.

도 8은 도 7(e)의 변형예이다.

도 9는 도 7(e)의 별도의 변형예이다.

도 10은 도시가스 탱크를 도시가스제조 플랜트 또는 싸텔라이트기지(송급기지)에 설치 또는 병설하고, 또한 도시가스공급간선이나 가지관의 도중에 배치하는 구체적인 일예를 모식적으로 나타낸 도면이다.

도 11은 도시가스 탱크를 도시가스의 공급간선 또는 가지관에 대하여 병설 또는 배치하는 구체적인 일예이다.

도 12는 본 발명에 있어서 개별수요 가구에 대하여 도시가스를 상시 및 비상시에 공급하는 구체적인 예를 나타내는 도면이다.

도 13은 본 발명에 있어서, 생산공장, 사무소용 건물, 병원등에 있어서의 코제너레이션 시스템에 편성되어 사용되는 발전기의 구동용 가스터빈 또는 상시 또는 비상시에 도시가스등의 연료가스를 공급하는 구체적인 예를 나타내는 도면이다.

도 14는 종래에 있어서의 도시가스에 의한 분젠연소를 이용하는 가스팬 히터를 도시한 도면이다.

도 15는 본 발명에 있어서, 가반식겸 교환식 연료가스 탱크를 도 14에 나타내는 바와 같은 가스팬 히터에 있어서의 연료가스 공급도관으로 연결하는 예를 나타낸 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 봄베 2,4,6,8,10,21,22,23 : 밸브

3 : 레큘레이터 5,17,24,25,44 : 도관

7,18 : 수증기 발생기구 9 : 압력계

11 : 내압용기 12 : 저울

13 : 경사검출기구 14,20,27 : 다공질재료

15 : 참조용 추 16 : 진공펌프

19 : 반응용기 26 : 탱크용기

28 : 도입관(도출관) 29 : 개폐변

30 : 상부공간 31,35 : 중간공간

32,34,36 : 관통구멍 33 : 하부공간

37,40 : 가지관 38 : 송급기지

39 : 공급간선배관 41 : 탱크

42 : 도시가스 탱크 43 : 조정밸브

45 : 도시가스본관 46 : 도시가스배관

47 : 역지밸브 48 : 긴급차단기

49,50 : 분기배관 51,52 : 압력제어밸브

53 : 충전용기 54 : 보급장치

55 : 분기관 56 : 공기도관

57 : 공기압축기 58 : 연소기

59 : 가스터빈 60 : 보일러

61 : 굴뚝 62 : 발전기

63 : 저장용기(탱크) 64,65 : 배관

66 : 바이패스관 70 : 필터

71 : 팬 72 : 연소실

73 : 버너 74 : 공급도관

75 : 가스탱크 76 : 커넥터

T : 전환밸브

본 발명등은, 예컨대 저급탄화수소가 메탄인 경우, 하이드레이트형상물에 있어서의 메탄과 물의 조성비가 0.5∼1.5 : 1인 다공질재료의 미세구멍내에 저급탄화수소인 하이드레이트형상물을 포함하는 재료를 얻을 수 있고, 또한 다공질재료의 미세구멍에 형성된 메탄과 물의 조성비가 0.5∼1.5 : 1을 갖는 고밀도 메탄 하이드레이트를 얻을 수 있는 것을 발견하였다. 이 점은, 메탄 이외의 저급탄화수소 및 메탄을 포함하는 혼합가스에 관해서도 같다.

상기 다공질재료로서는, 미세구멍을 가지며 비표면적이 큰 다공성의 재료라면 특별하게 한정하지 않고, 미크로구멍을 갖는 고체, 바람직하게는 미세구멍의 구멍지름이 수 나노미터 내지 수십 나노미터라는 미크로구멍을 가지며, 비표면적이 바람직하게는 100 m²/g 이상의 다공질(다공성)의 재료가 사용된다.

다공질재료의 구체예로서는, 활성탄, 세라믹스, 활성 백토등을 들수있다. 이것들의 활성탄, 세라믹스, 활성 백토등은 싼값으로 용이하게 입수가능하기 때문에 본 발명은 이 점에서도 대단히 유리하다.

활성탄에는 각종 특성, 형상의 것이 있으나, 본 발명에 있어서의 활성탄으로서는, 통상의 활성탄 외에, 활성탄소섬유나 다공질 카본등이 사용된다. 그 일예로서 다공질 카본은 예컨대 비표면적 2280 m²/g, 미세구멍용적 1.48 mL/g, 평균미세구멍지름 1.3 nm등의 것이 시판되고 있다. 그 미세구멍지름 분포와 비표면적은, 액체질소온도에 있어서의 질소흡착량 및 흡착등온선측정에 의해 용이하게 확인할 수가 있다. 그것들의 활성탄은 비표면적이 대단히 크고, 이 때문에 그 미세구멍내의 표면에 대단히 많은 분자를 흡착할 수가 있다.

활성탄에 흡착시키는 저급탄화수소의 분자는, 그 대부분이 그 미세구멍내의 표면에 노출된 상태로 반응한다고 생각된다. 활성탄은 분말형상, 입자형상, 혹은 다공성을 손상하지 않는 정도로 각종 소정의 형태로 성형하여 사용할 수 있다. 활성탄소섬유는 섬유형상으로는 한정되지 않고, 부직포, 직포로서 사용할 수 있다. 다공질카본에 관해서도 분말형상, 입자형상, 혹은 다공성을 손상하지 않는 정도로 각종 소정의 형태로 성형하여 사용할 수 있다.

이들 (1)통상의 활성탄, (2)활성탄소섬유 및 (3)다공질카본은 그 원료, 제조법등의 유래나 외적 성장등으로부터 별개로 취급되는 경우도 있지만, 이들은, 함께 탄소질의 물질로, 미세구멍지름이 작고, 큰 미세구멍용적과 큰 비표면적을 갖고 있고, 본 발명에서는 이들의 성질을 이용함으로써, 본 명세서에 있어서는 (1)통상의 활성탄에 더하여, (2)활성탄소섬유 및 (3)다공질카본을 포함해서 활성탄으로 지칭하고 있다.

또한, 다공질재료는, 호스트가 되는 화합물과 반응하거나, 호스트가 되는 화합물에 용해하여 버리는 것이 아닌 한, 그 재질, 제법, 형상여하를 막론하고 사용할 수 있다. 그 미세구멍의 형상이나 미세구멍의 지름의 분포에 있어서는, 균일한 것이 보다 바람직하지만, 균일하지 않더라도 좋다.

본 발명에 있어서의 저급탄화수소로서는 메탄, 에탄, 에틸렌, 프로판, 부탄의 1종 또는 그것들의 2종이상의 혼합 가스가 사용되고 대상이 된다. 이들에 소량의 다른 성분이 포함되어 있더라도 좋다. 혼합가스의 예로서는 천연가스, 도시가스, 석유가스등을 들수있다. 이들은 본 발명의 저급탄화수소의 하이드레이트 형상물 또는 고밀도 메탄 하이드레이트에 있어서 게스트(guest)가 되는 화합물이다. 또한 저급탄화수소의 하이드레이트형상물 또는 고밀도 메탄 하이드레이트의 구성성분인 물은, 저급탄화수소의 하이드레이트형상물 또는 고밀도 메탄 하이드레이트의 형성시에 호스트(host)가 되는 화합물이다. 또한 탄산가스도 마찬가지로하여 다공질재료의 미세구멍내에 하이드레이트형상물을 형성한다.

본 발명에 있어서 호스트(host)가 되는 화합물의 예로서는, 물 외에, 메틸알콜, 에틸알콜등의 알콜류, 포름산, 초산등의 유기산류, 벤조 키논, 하이드로키논등의 키논류, 요소등을 들수있다. 그 중에서도 특히 바람직하게는 물 또는 알콜류가 사용된다. 또한 하이드로키논은 희소가스를 게스트로 하여 다공질재료의 미세구멍내에 희소가스의 하이드레이트형상물을 형성한다.

이하에 있어서는, 호스트가 되는 화합물로서 물을 이용하고, 게스트가 되는 화합물로서 저급탄화수소를 사용한 경우를 예로 하며, 이것을 중심으로 하여 설명하고 있으나, 이하의 사항은, 다른 호스트가 되는 화합물을 이용한 경우, 다른 게스트가 되는 화합물을 사용한 경우에 관해서도 같다.

본 발명에 의하면, 다공질재료와 물과 저급탄화수소를 상온, 상압 또는 이들 온도, 압력에 가까운 온화한 조건으로 접촉시킴으로써, 다공질재료의 미세구멍내에 저급탄화수소의 하이드레이트형상물이 형성된다. 그 형성은, 단시간에, 또한 다공질재료의 단위체적당 예컨대 180배(표준상태로 환산) 이상정도의 체적에 해당하는 다량의 저급탄화수소가 받아들여진다. 그 온도조건은, -40℃∼50℃, 바람직하게는 -30℃∼40℃, 보다 바람직하게는 0℃∼40℃, 특히 바람직하게는 3℃∼40℃의 범위로 할 수 있다. 그 압력조건은, 바람직하게는 대기압을 포함하는 0.1기압∼35기압의 범위에서 행할 수 있다. 본 발명에 관한 각종 실험결과로부터 추정하면 0.1기압에서부터 가능하지만, 감압수단, 반응용기의 재질등을 관점으로하여 0.5기압이상인 것이 바람직하다. 또한 압력의 상한에는 특별하게 한정은 없지만, 법규제, 보안상등을 관점으로하여, 바람직하게는 약 35기압이하에서 행할 수 있다.

예컨대 활성탄은, 그 미세구멍지름이 예컨대 수 나노미터 내지 수십 나노미터등으로 충분히 작기 때문에, 그 미세구멍표면에 흡착된 분자는 고압조건하에 있는 듯한 동작을 나타내지만, 이 동작은 의고압효과(擬高厭效果)라 불리는 현상이다. 이와 같이 통상은 고압만으로 일어나는 상변화나 반응등이, 미세구멍을 갖는 다공질재료를 사용함으로써 보다 저압, 저온이라는 온화한 조건에서 일어나는 경우가 있는데, 본 발명에 있어서의 저급탄화수소의 하이드레이트형상물의 형성에는, 그 이유의 상세한 것은 분명하지 않지만, 아마도 이러한 현상도 관여하고 있다고 추정된다.

한편, 물은, 몇개인가의 분자가 모였을 때에 수소결합을 통해 어떤 구조를 취하는 화합물이다. 이 호스트가 되는 물은, 어떤 범위의 크기를 가지는 가스분자〔게스트(guest)분자라고 불린다〕와 공존한 때에 포접화합물(包接化合物)을 형성함으로써, 가스분자끼리가 대단히 가까운 위치로 결정화하며 안정된다. 이 현상은 호스트가 되는 물질과 게스트가 되는 가스분자가 있는 압력, 온도조건에 있어서 공존하면, 호스트가 되는 물질이 수소결합을 통해 게스트가 되는 가스분자와 동시에 어떤 일정한 입체구조, 예를들면 호스트가 게스트를 둘러싸는 듯한 바구니형상 구조등을 형성하는 현상이고, 이 포접화합물은, 통상, 저온, 고압의 조건으로 생성한다.

이에 대하여, 본 발명에 있어서는, 다공질재료가 높은 흡착능력 및 그 미세구멍내에서의 상기 의고압효과와, 저급탄화수소의 포접화합물의 형성이라는 특성을 조합하여 이용함으로써, 그와 같은 고압을 필요로 하지 않고서, 예컨대 감압, 혹은 가압하지않은 조건에서, 상온으로 다량의 저급탄화수소를 신속히 받아들여 다공질재료의 미세구멍내에 저급탄화수소의 하이드레이트형상물을 형성한다.

더구나, 본 발명에 있어서의 저급탄화수소의 받아들임 능력은, 지금까지 알려지고 있는 포접화합물에 있어서의 게스트화합물 대 호스트화합물의 분자수의 비를 크게 상회하고 있고(종래 알려져 있는 메탄 하이드레이트의 경우에는 메탄과 물과의 조성비는 1 대 5.75이고, 물의 함유량이 압도적으로 많다), 상기와 같이 이미 알려진 포접화합물형성의 원리만으로 이 현상을 설명할 수는 없다. 본 발명에 있어서는, 다공질재료와 포접화합물과의 조합에 의한 어떠한 상승효과, 즉 신규하고 또한 유용한 어떠한 원리에 의해 유효하고 뛰어난 저급탄화수소 가스의 받아들임 작용이 생기는 것으로 생각된다.

본 발명에 관한 다공질재료의 미세구멍내에 저급탄화수소의 하이드레이트형상물을 포함하는 재료를 형성하는 구체적인 형태로서는, (1)반응용기내에 다공질재료를 수용한 뒤, 물을 공급하여 흡착시키고, 이어서 저급탄화수소 가스를 도입한다, (2)반응용기내에 물을 흡착한 다공질재료를 수용한 뒤, 저급탄화수소 가스를 도입한다, (3)반응용기내에 다공질재료를 수용한 뒤, 물과 저급탄화수소 가스를 동시에 도입한다, (4), (1)∼(3)을 병용한 수법등에 의해 행할 수 있다.

상기 (1)∼(4)의 형태에 있어서, 물은 분무나 함침등에 의해서 공급, 흡착시켜도 좋고, 수증기로서 공급하여도 좋다. 이중 수증기로 공급하는 것이 바람직하다. 수증기는 응축하여 물로서 흡착된다. 상기 (3)의 형태로서는 수증기와 저급탄화수소 가스를 동시에 도입하는 것이 되지만, 이 경우에는, 예컨대 저급탄화수소 가스의 유속, 온도등을 조정하여, 혹은 그것들의 도관의 내경에 연구를 통해, 도관내등에 수증기의 응축에 의한 불량이 일어나지 않도록 배려해야 하며, 그와 같은 배려를 함으로써 공급된다.

그들(1)∼(4)의 어느 형태에 있어서도 하이드레이트형상물을 감압하에서도 상압하에서도 형성할 수 있으므로, 그 반응용기로서 고압용기를 필요로 하지 않는다. 그 때, 물론 고압용기를 쓰더라도 지장이 없다. 또한 본 발명의 제조방법에 의하면, 예컨대 10.68기압(≒ 1082 kPa, 게이지압으로 10 kg/cm²)을 넘는 압력이라도 똑같이 하이드레이트형상물을 형성할 수 있지만, 이 경우에는 그에 견딜 수 있는 고압용기를 사용한다.

이들(1)∼(4)로 형성하는 형태는, 본 발명에 있어서 물의 존재하에서, 다공질재료의 미세구멍내에 저급탄화수소의 하이드레이트형상물을 포함하는 재료를 생성시키고, 이 생성재료로부터 저급탄화수소를 이탈시켜, 용기로부터 방출시키는 경우에 관해서도 같이 적용할 수가 있다.

그 이탈, 방출에 가열을 적용하는 경우, 메탄의 경우로서는, 온도 약 60℃에서 거의 완전히 이탈시킬 수 있고, 이 점은 다른 저급탄화수소의 경우에도 같다. 가열원으로서는 전열, 온수나 수증기등의 열매체등 적절한 수단에 의해 할 수 있고, 각종열교환기등, 종래 열교환수단이 적용된다.

이 경우, 저급탄화수소의 이탈과 동시에, 물도 이탈한다. 이탈한 물의 일부는 이탈한 저급탄화수소에 수반되어 용기로부터 방출된다. 그 여분의 물은 다공질재료내나 그 표면에 남기 때문에, 호스트화합물로서, 두 번째, 저급탄화수소의 하이드레이트형상물을 포함하는 재료의 생성에 되풀이하여 이용할 수가 있다.

최근, 연소가스중의 질소 산화물생성의 저감를 위해, 연소분위기중에 수분을 굳이 첨가하는 방법이 있지만, 본 발명에 있어서, 상기한 바와 같이 하여 이탈, 방출된 물을 수반하는 저급탄화수소를 연료로서 이용하는 경우, 저급탄화수소를 그대로 연소시킬 뿐이고 물을 공급하는 효과가 있기 때문에, 질소 산화물생성의 저감에 근거하는 환경정화에도 기여할 수가 있다.

그런데, 종래에 알려져 있는 메탄 하이드레이트의 경우에는 메탄과 물의 조성비는 1 대 5.75 (CH₄/H₂O ≒ 0.174)이고, 물의 함유량이 압도적으로 많다. 이것에 대하여, 본 발명의 다공질재료의 미세구멍내에 메탄 하이드레이트형상물을 포함하는 재료, 고밀도 메탄 하이드레이트, 다공질재료의 미세구멍에 형성된 고밀도 메탄 하이드레이트에 있어서의 메탄과 물의 조성비는 약 0.5∼1.5 : 1 (CH₄/H₂O≒ 1/2∼3/2 ≒ 0.5∼1.5)이고, 메탄의 함유량이 대단히 많다. 이 점은 메탄 이외의 다른 저급탄화수소나 탄산가스, 희소가스에 관해서도 같다.

또한, 종래에 알려져 있는 메탄 하이드레이트는 셔페트형상 내지는 눈송이 형상이며, 불안정한 물질이다. 이에 대하여 본 발명에서 이용하는 다공질재료의 미세구멍내에 메탄의 하이드레이트형상물을 포함하는 재료는, 다공질재료의 성장을 실질적으로 그대로 유지하며, 그 미세구멍중에 메탄과 물이 하이드레이트형상으로 받아들인 형태가 되고 있고, 안정된 재료이다. 이 점은, 메탄 이외의 다른 저급탄화수소, 탄산가스, 산소나 질소, 또한 아르곤등의 희소가스에 관해서도 마찬가지이다.

본 발명에서 이용하는 다공질재료의 미세구멍내에 저급탄화수소의 하이드레이트형상물을 포함하는 재료는, 소용량의 다공질재료중에 다량의 저급탄화수소 가스를 받아들이고, 또한 방출시킬 수 있기 때문에, 고압압축법이나 냉각액화법에 의하지 않고, 컴팩트하면서 다량의 단일 또는 2종이상의 저급탄화수소, 천연가스, 도시가스, 석유가스등의 저장이나 수송, 공급용으로서 적용할 수 있는 등, 각종 유용한 용도로 제공할 수가 있다. 본 발명은, 그 받아들임 작용, 방출작용을 이용하는 것이다.

본 발명의 도시가스 탱크는, 용기중에 다공질재료를 수용하고, 이 다공질재료에 대하여, 호스트가 되는 화합물의 공존하에, 도시가스를 흡입저장시키는 것으로 구성된다. 본 발명의 도시가스 공급방법에 있어서는, 도시가스 탱크에 수용한 이 다공질재료에 대하여, 그 미세구멍내부에서, 호스트가 되는 화합물과 흡입저장시키고자 하는 도시가스를 상온, 상압 또는 이들 온도나 압력에 가까운 온화한 조건으로 접촉시킨다. 이에 따라 단시간에서, 또한 예컨대 다공질재료의 단위체적당 180배(표준상태로 환산) 이상정도의 체적에 해당하는 다량의 도시가스를 흡입저장시킬 수 있다.

도시가스 탱크로의 저장조작시의 온도조건, 압력조건은, 전술한 저급탄화수소의 하이드레이트형상물을 포함하는 재료의 생성조건의 경우와 마찬가지다. 즉, -40℃∼50℃, 바람직하게는 -30℃∼40℃, 특히 바람직하게는 0℃∼40℃의 범위로 할 수 있다. 또한 도시가스 탱크로의 저장조작시의 압력으로서는, 상압 내지 10.68기압(게이지압으로 10 kg/cm²)이라는 압력하로 한정하지 않고, 예컨대 0.2기압이라는 감압하에 있어서도 흡입저장할 수가 있고, 또한 10.68기압(게이지압으로 10 kg/cm²)을 넘는 높은 압력하에서도, 압력에 따라 다량의 가스를 탱크안에 저장할 수가 있다. 기술한대로, 본 발명에 관한 각종 실험결과로부터 추정하면 0.1기압에서부터 가능하지만, 감압수단, 반응용기등을 관점으로하여 0.5기압이상인 것이 바람직하다. 또 압력의 상한에는 특별히 한정은 없지만, 법규제, 보안상등의 관점에서 보아 바람직하게는 35기압 이하의 범위로 행하여진다.

이와 같이 본 발명에 있어서의 도시가스공급용 도시가스 탱크에 있어서는, 별도의 특수한 냉각장치등은 아무것도 필요로 하지 않고, 또한 특수한 압력설비도 필요가 없기 때문에, 실용상으로도 대단히 유효하다. 또, 호스트가 되는 화합물로서는, 예컨대 요소나 황화수소도 사용할 수 있지만, 이들은 연료로서의 연소시에 아황산 가스나 질소 산화물(NOx)등을 발생시키기 때문에, 연소시에 유해가스를 발생하는 이들의 화합물은 해당 문제가 해결된 뒤에 사용된다.

본 발명에 관한 도시가스공급용 도시가스 탱크에 있어서, 탱크안에 도시가스를 저장시키는 형태로서는, 상기 다공질재료의 미세구멍내에 저급탄화수소의 하이드레이트형상물을 포함하는 재료를 형성하는 경우와 같이하여 실시할 수가 있다. 즉 (1)탱크용기내에 다공질재료를 수용한 뒤 호스트가 되는 화합물을 공급하여 흡착시키고, 이어서 도시가스를 도입한다, (2)탱크용기내에 호스트가 되는 화합물을 흡수시킨 다공질재료를 수용한 뒤, 도시가스를 도입한다, (3)탱크내에 다공질재료를 수용한 뒤, 호스트가 되는 화합물과 도시가스를 동시에 도입한다, (4),(1)∼(3)의 형태의 2종이상을 병용한다. 이들에 의해서, 탱크내의 다공질재료의 미세구멍내에 도시가스의 하이드레이트형상물이 형성되어, 도시가스가 탱크에 흡입저장 된다.

이 경우, 그것들의 어느 형태에 있어서도 저압이라도 흡착시켜 흡입저장할 수 있으므로, 그 용기로서 고압용기를 필요로 하지 않는다. 그 때, 물론 고압용기를 쓰더라도 지장이 없고, 또 본 발명의 도시가스 공급용 또는 도시가스 공급량 조정용 도시가스탱크에 의하면, 예를 들면 10.68기압(게이지압으로 10 kg/cm²)을 넘는 압력으로도 마찬가지로 저장할 수 있으나, 이 경우에는 그에 견딜 수 있는 고압용기가 사용된다.

본 발명의 도시가스 탱크의 외부형상은, 도시가스가 그 외 각종 가스용으로서 종래 사용하고 있는 탱크와 같이 원통형, 구형상, 입방체형상, 직방체형상 기타 적절한 형상으로 할 수 있다. 탱크용기의 구성재료로서는 특별히 한정하는 것은 없고, 스테인리스강제등, 탄화수소계의 연료용으로서 사용할 수 있는 재료라면 사용할 수 있다.

그 탱크의 내부에는 다공질재료가 충전된다. 충전의 형태로서는, 다공질재료를 그대로 충전하는 경우 외에, 1층 또는 2층이상의 층상으로하는등 적절한 방법으로 할 수 있다. 다공질재료를 층형상으로 충전하는 경우, 다공질재료는 그물코체나 다공판등에 의해 지지된다.

도시가스 탱크에는 호스트가 되는 화합물의 도입관과 도시가스의 도입관이 설치되지만, 양쪽 도관을 별개로 마련하는 형태 외에, 양자를 겸용하는 한 개의 도관으로 하여도 좋다. 이들 도관은 도시가스 사용때의 방출관으로서도 겸용시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 있어서는, 한번 도시가스 탱크내에 충전한 다공질재료는 되풀이하여 사용될 수 있다.

본 발명의 도시가스 탱크는, (1)도시가스 공급기지(즉 써치라이트 기지)나 도시가스 간선배관의 도중에 배치된다. 이 경우는, 본 도시가스탱크를 도시가스제조 플랜트나 공급기지에 배치함으로써, 도시가스 제조설비에 있어서의 도시가스 제조를 플랜트화시킬 수 있다. 예컨대 도시가스 제조설비에 있어서의 도시가스 제조능력을 수요량이 피크일 때를 맞춰 증가시키지 않더라도, 수요량이 적을 때는 본 도시가스 탱크에 저장하여 두고, 수요량이 많을 때에 방출시킨다고 하는 바와 같이, 도시가스 제조량을 플랜트화시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 도시가스 탱크는, (2)도시가스 공급도관의 도중에 배치된다. 이 경우에는, 도시가스 공급량조정용 도시가스 탱크로서 사용되는 것으로, 도시가스 수요량의 계절변동이나 일간변동등의 수요량의 변동에 따른 도시가스 공급량의 조정용으로 사용된다.

또한 본 발명의 도시가스 탱크는, (3)도시가스 공급도관의 부설연장공사구역에 배치하여, 이 공사 종료때까지의 도시가스 탱크 공급용으로서도 사용된다.

본 발명의 도시가스 탱크의 배치는 (1)해당 탱크에 도시가스를 흡입저장시킨 뒤, 운반, 출하하여 탱크로서의 배치장소에 설치한다, (2)해당 탱크를 탱크로서의 배치장소에 설치하고, 거기서 도시가스를 흡입저장시키는 등의 형태로 행하여진다. 특히 도시가스의 써치라이트 기지나 도시가스 간선배관 도중에 배치하는 경우에 있어서의 대용량의 탱크인 경우에는, 바람직하게는 상기 (2)의 형태가 채용된다.

도시가스 탱크에 관한 이상의 여러 가지 형태에 대해서는, 본 발명에 관한 다른 발명에 있어서의 도시가스 탱크 및 도시가스 이외의 연료가스 탱크에 관해서도 동일하다.

본 발명에 있어서는, 개별수요 가구에 대하여 도시가스를 상시 및 비상시에 공급할 수가 있다. 도시가스는, 개별수요 가구에 대하여는, 도시가스 간선배관으로부터 개별수요 가구용배관을 지나서 개별수요 가구에 공급된다. 본 발명에 의하면, 해당 배관에 분기배관을 마련하여 본 발명의 도시가스 탱크를 배치한다. 이에 따라, 도시가스 간선배관으로부터의 도시가스공급량의 부족때나 비상시에서의 공급정지시에 해당 도시가스 탱크로부터 도시가스를 이탈시켜, 개별수요 가구에 공급할 수가 있다.

본 발명에 있어서는, 코제너레이션 시스템에 편성되어 사용되는 발전기의 구동용 가스터빈 또는 가스엔진으로 상시 또는 비상시에 도시가스나 석유가스등의 연료가스를 공급할 수가 있다. 코제너레이션 시스템에서는, 연료가스를 연소시키고, 이 연소가스에 의해 가스터빈 또는 가스엔진를 구동시켜 전력을 발생시킴과 동시에, 연소가스의 배기열이 냉난방이나 급탕등의 열원으로서 이용된다. 이 연료가스로서는, 통상 도시가스가 사용되고, 도시가스 간선배관으로부터의 배관을 경유하여 공급된다.

본 발명에 의하면, 해당 배관에 분기배관을 마련하여 본 발명의 연료가스 탱크를 배치한다. 이에 따라, 도시가스 간선배관으로부터의 도시가스 공급량의 부족때나 비상시에서의 공급정지시에 해당 도시가스 탱크로부터 도시가스를 이탈시켜, 코제너레이션 시스템에 있어서의 연소가스를 이 연료가스로서 공급할 수가 있다.

또한 본 발명에 의하면, 해당 배관과는 별개로 본 발명의 연료가스 탱크를 배치함으로써, 코제너레이션 시스템에 있어서의 연소가스를 이 연료가스 탱크로부터 공급할 수가 있다.

본 발명에 관한 가반식겸 교환식 연료가스 탱크에 있어서, 탱크중에 연료가스를 저장시키는 형태로서는, (1)탱크용기내에 다공질재료를 수용한 뒤, 호스트가 되는 화합물을 공급하여 흡착시키고, 이어서 연료가스를 도입한다, (2)탱크용기내에 호스트가 되는 물질을 흡수시킨 다공질재료를 수용한 뒤, 저장가스를 도입한다, (3)탱크용기내에 다공질재료를 수용한 뒤, 호스트가 되는 물질과 저장가스를 동시에 도입한다, (4)탱크용기내에 다공질재료를 수용한 뒤, 연료가스를 도입하고, 이어서 호스트가 되는 물질을 공급한다, (5), (1)∼(4)의 형태의 2종이상을 병용하는, 기타 각종수법에 의해 행할 수 있다.

이 경우, 그들의 어떠한 형태에 있어서도, 저압에서도 흡착시켜 흡입저장할 수 있으므로, 그 용기로서 고압용기를 필요로 하지 않는다. 그 때, 물론 고압용기를 쓰더라도 지장이 없고, 또한 본 발명의 가반식겸 교환식 연료가스 탱크에 있어서는, 예컨대 10.68기압(게이지압으로 10 kg/cm²)을 넘는 압력에서도 마찬가지로 저장할 수 있지만, 이 경우에는 그에 견딜 수 있는 고압용기가 사용된다.

가반식겸 교환식 연료가스 탱크의 외부형상으로서는, 종래, 예컨대 포장마차나 캠프등에서의 취사용으로 사용되고 있는 LPG 곤로나 석유곤로, 혹은 석유 팬 히터나 천연가스 자동차등에 사용하고 있는 연료탱크와 같이 원통형, 구형상, 입방체형상, 직방체형상 기타 적절한 형상으로 할 수 있다. 탱크용기의 구성재료로서는 특히 한정하는 것은 없고, 스테인리스강제등, 탄화수소계 연료용으로서 사용할 수 있는 재료라면 사용할 수 있다.

그 탱크의 내부에는, 다공질재료가 충전된다. 충전의 형태로서는, 다공질재료를 그대로 충전하는 경우 외에, 1층 또는 2층이상의 층형상으로하는등 적절한 방법으로 행할 수 있다. 탱크에는 저장, 충전연료가스의 도입관 및 방출도관을 설치하는데, 양쪽 도관을 별개로 설치하는 형태 외에, 양자를 겸용하는 한 개의 도관으로 하여도 좋다. 해당 탱크에 연료가스를 흡입저장, 충전한 뒤, 운반출하하여, 가스 팬 히터나 가스곤로, 혹은 가스연료 자동차등용의 탱크로서의 배치장소에 설치하고, 연료공급관에 커넥터를 통해 연결한다. 상기 도관의 끝단부는 사용 커넥터에 대응한 구조이다.

본 발명에 관한 자동차용 연료가스 탱크에서의 연료가스로서는, 자동차용 연료가스로서 쓰이는 저급탄화수소라면 한정은 없고, 특히 메탄 또는 메탄을 주성분으로 하는 저급탄화수소, 천연가스, 도시가스, 프로판 또는 프로판을 주성분으로 하는 저급탄화수소, 석유가스등을 들수 있다. 본 발명에 관한 자동차용 연료가스 탱크에서, 탱크중에 연료가스를 저장시키는 구체적인 형태는 상기 가반식겸 교환식 연료가스 탱크의 경우와 동일하게 행할 수 있다. 또한, 연료가스 탱크의 외부형상은, 종래 천연가스 자동차용등으로 사용하고 있는 연료탱크와 같이 원통형, 구형상, 입방체형상, 직방체형상 기타 적절한 형상으로 할 수 있다. 탱크용기의 구성재료로서는 특히 한정은 없고, 스테인리스강제등, 탄화수소계연료용으로서 사용할 수 있는 재료라면 사용가능하며, 그 탱크의 내부에는 다공질재료가 충전된다.

본 자동차용 연료가스 탱크는 (1)자동차 자체에 부착시키는 경우와, (2)자동차용 연료가스 스탠드에 배치하는 경우가 있는데, 상기한 점은 이들이 어떤 경우에도 같다. 고압압축법 또는 냉각액화법에 의한 통상의 연료가스 저장조중의 연료가스를 자동차에 부착시킨 본 발명의 연료가스 탱크에 공급하는 경우에는, 해당 가스저장조로부터의 도관을 이 연료가스 탱크의 연료공급관에 연결하고, 해당 저장조중의 연료가스를 가스상태로 공급한다. 연결에는 커넥터를 쓰지만, 종래의 원터치 커넥터를 써도 좋다.

상기에 있어서, 자동차용 연료가스 스탠드에, 해당 가스저장조로서 용기중에 수용한 다공질재료에 대하여, 호스트가 되는 물질의 공존하에, 연료가스를 흡입저장시켜 되는 가스저장조를 배치한 경우에는, 해당 가스저장조중의 저장연료가스를 가열등에 의해 가스상태로서 공급된다. 또한, 본 발명에 있어서는, 한번 탱크내 및 가스저장조에 충전한 다공질재료는 되풀이하여 사용될 수 있다. 이 점은, 본원에 있어서의 다른 발명에 관해서도 동일한다.

또한 본 발명에 있어서는, 가스의 하이드레이트형상물을 포함하는 재료를 천연가스 또는 석유가스의 수송에 응용한다. 이 수송은, 탱크중에 다공질재료를 수용하고, 이 다공질재료에 대하여, 호스트가 되는 화합물의 공존하에, 대량의 천연가스 또는 석유가스를 흡입저장시켜, 그 탱크를 자동차, 철도 또는 선박으로 수송함으로써 행하여진다. 탱크로서는 상기와 같은 형상, 구조의 탱크를 사용할 수가 있고, 또한 수송가스의 흡입저장의 방법, 이탈의 방법에 관해서도 상기와 같이 할 수 있다.

<실시예>

이하, 실시예에 근거하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하지만, 본 발명이 이들 실시예에 의해 한정되지 않은 것은 물론이다. 우선 실시예로 사용한 다공질재료의 미세구멍내에 저급탄화수소의 하이드레이트형상물을 포함하는 재료의 형성장치의 개략을 설명하고, 이어서 이 장치를 쓴 구체적인 형성예를 기재하고, 또한 각 발명에 해당하는 구체예를 나타내고 있다.

도 1은, 실시예1∼실시예3에서 사용한 형성장치의 구성의 개략을 나타내는 도면이다. 도 1중, 1은 저급탄화수소용의 고압 봄베, 2,4,6,8 및 10은 밸브, 3은 레귤레이터, 5는 가스도관, 7은 수증기를 발생시키는 기구이다. 또한, 9는 압력계, 11은 내압용기, 12는 저울, 13은 저울(12)의 경사를 검출하는 기구 및 그 경사를 전자적인 힘에 의해 수평으로 유지하는 기구이고, 14는 저급탄화수소 가스를 흡착하여 하이드레이트형상물을 형성하는 다공질재료, 15는 참조용 추(가스를 흡착하지 않는다)이다. 또한 16은 진공펌프이다.

이 장치를 조작하는 데에 있어서는, 우선 진공펌프(16)에 의해 내압용기(11) 및 가스도관(5)내를 진공흡입한 뒤, 다공질재료(14)에 물을 흡착시킨다. 물의 흡착은 다음 수단의 순서로 한다. 우선 수증기 발생기구(7)로부터 공급되는 수증기를, 밸브(6)를 개방함으로써 가스도관(5)을 통해 내압용기(11)에 공급하고, 내압용기(11)내에 포화수증기분위기를 형성하여 다공질재료(14)에 물을 충분히 흡착시킨다.

그 후, 두번째 진공펌프(16)로 적절히 감압함으로써 소정의 수증기분위기를 형성하여 과잉의 흡착수 탈착을 행한다. 그 후, 밸브(4 및 8)를 닫고, 가스도관(5)내를 충분히 감압하여, 가스도관(5)내의 수분을 완전히 제거해 놓는다. 이어서, 이렇게 해서 준비된 다공질재료(14)에 하이드레이트형상물 형성용의 저급탄화수소 가스를 접촉시킨다. 고압 봄베(1)중의 저급탄화수소 가스를 레귤레이터(3)에 의해서 제어하면서 계내에 도입함으로써, 내압용기(11)내에 소정압력의 가스분위기(S)를 형성한다.

다공질재료(14)와 물 및 저급탄화수소 가스에 의한 하이드레이트형상물의 형성량의 계측은, 저울(12)의 다공질재료(14)측이, 물 및 저급탄화수소 가스에 의해 중량이 증가함에 따라 내려가려고하는 것을 전자적인 힘에 의해 수평으로 유지하여, 그에 요하는 전기량으로부터 흡착수량 및 흡착저급탄화수소 가스량을 계산한다고 하는 방식에 의해, 각각 정밀히 행하였다. 또한, 분위기온도 유지에 대하여는, 이상의 장치본체를 항온조에 수납함으로써 실시하였다. 도 1중, 그 항온조의 기재는 생략하였다.

(실시예1)

도 1에 나타낸 장치를 이용하여, 다공질재로(14)로서, 비표면적 1765 m²/g, 평균미세구멍지름이 1.13 nm(나노미터), 미세구멍용적 0.971 cc/g, 진비중 2.13 g/cc, 외관비중 0.694 g/cc 인 피치계의 활성탄소섬유(Active Carbon Fiber, 이하 적절한 ACF라고 지칭함) 0.0320 g (0.0461 cc)을 세트하였다. 이어서 진공펌프(16)에 내압용기(11) 및 도관(5)내를 383 K로 하여, 1 mPa (밀리파스칼)의 진공으로, 2시간 진공흡인한 후, 물 0.0083 g을 흡착시켰다(미세구멍충전율 ø＝27%).

이어서, 온도 303 K 에서 0.2기압(≒ 20.265 kPa)인 메탄가스를 도입하였다. 또한, 비교를 위해, 물을 흡착시키지 않은 점을 제외하고, 같은 조건으로 메탄가스를 도입한 경우에 관해서도 실시하였다. 도 2는 이 때의 ACF 1g당 흡착한 메탄중량의 시간경과변화를 나타낸 것이다. 도 2중, ACF에 물을 미리 흡착시키고 나서 메탄을 흡착시킨 경우의 중량변화는 ○표시로 나타내고, 또한 ACF에 직접 메탄을 흡착시킨 경우를 ●표시로 나타내고 있다.

도 2와 같이, ACF 에 대하여 우선 물을 흡착시키고, 이어서 메탄가스를 도입한 경우에, ACF는 메탄도입시 이후 급속히 메탄을 흡입저장하기 시작하고, 0.2시간(h)경과한 후의 메탄흡착량은 ACF 1g 당 15 밀리몰을 넘고, 0.5시간 경과시에는 17 밀리몰 전후에 도달하여, 이후 이 흡착량을 유지하고 있다. 이 시점에서의 도입 메탄가스의 압력이 0.2기압(온도: 303 K)인 점을 고려하면, 본 발명에 있어서의 메탄의 흡착속도 및 그 흡착량은 종래 기술에 비교하여 탁월하다고 말할 수 있다.

그들 각 측정시점에서, ACF의 성장을 눈으로 관찰한 바, 그 외관은 ACF 그 자체의 성장을 유지하고 있었으나, 메탄흡착량에 대응하여 두겁게 고밀도로 되어있는 것이 인정되었다. 이에 대하여 ACF 에 대하여 물을 흡착시키는 일없이 메탄 가스를 도입한 경우는, 메탄을 조금 흡착하는 것만으로, 상기와 같은 분위기에서 시간이 경과하더라도, 그 흡착량에는 어떤 변화도 나타지 않았다. 또한 물을 흡착시키지 않은 경우에 있어서의, ACF의 성상(性狀)상을 목시로 관찰한 바 흡착조작전과 마찬가지였다.

표 1은 도 2에서 나타낸 ACF 1g 당 흡착 메탄량을 비교한 것이다. 표 1과 같이, 예컨대 0.2시간 경과후의 시점에서, 같은 ACF에 메탄을 직접 흡착시킨 경우의 메탄흡착량은 겨우 0.18 밀리몰인데 비하여, 물을 미리 공존시킨 경우에는 12.08 밀리몰이 되고, 그 비는 67배였다. 또한 0.9시간 경과한 시점에서는, ACF 가 직접흡착인 경우는 똑같이 0.18 밀리몰인데 비하여, 물을 공존시킨 경우의 메탄흡착량은 16.46 밀리몰이 되고, 그 비는 91배였다.

(표 1)

경과시간(h)	ACF 1g당의 메탄흡착량(밀리몰)	비A/B
	물을 흡착시킨 후, 메탄을 흡착시킨 경우(A)		직접 메탄을 흡착시킨 경우(B)
0.2	12.08	0.18	67.1
0.9	16.46	0.18	91.4

또한, ACF의 외관의 체적 1cc를 기준으로서, 물을 공존시킨 경우에 있어서의 메탄흡착량을 0℃, 1기압의 표준상태로 환산하면 183 cc 가 된다. 이 결과에 의하면, 불과 0.2기압의 압력에서, 표준상태환산으로 ACF의 단위부피당 183배정도의 체적의 메탄이 받아들여져 있는 것을 나타내고 있다. 또, 그 후(0.9시간 경과후)흡착량은 조금 감소하지만, 최종적으로는 11.77 밀리몰로 평형에 도달하고, 이후 변화는 없었다.

(실시예2)

실시예1과 마찬가지로 하여, 같은 ACF 0.0320 g (0.0461 cc)에 대하여, 우선 물 0.0083 g을 흡착시켰다(미세구멍충전율 ø＝27%). 이어서 온도 303 K에서, 각각 0 kPa (0기압)에서 2000 kPa(≒19.7기압)까지의 메탄가스를 도입하여, 이들 각 압력에 있어서 평형에 이른 뒤의 흡착량을 측정하였다. 도 3은 이들의 결과이다. 도 3중, ACF에 물을 미리 흡착시키고 나서 메탄을 흡착시킨 경우의 중량변화는 ○표시로 나타내고, 또한 ACF에 직접 메탄을 흡착시킨 경우를 ●표시로 나타내었다.

도 3으로부터 명백한 바와 같이, 물이 공존하는 경우에는 메탄압력 152 kPa(≒1.5기압)이하에서 그 흡입저장량은 압력상승과 동시에 점차 증가해 나가고, 메탄압력 2000 kPa(≒19.7기압)에서는 ACF 1g 당 21 밀리몰이라는 다량의 메탄을 흡착하고 있다.

이에 대하여 ACF에 직접 메탄을 흡착시킨 경우에는, 메탄흡착량은 압력상승과 동시에 조금씩 증가할 뿐이며, 2000 kPa(≒19.7기압)의 단계에서조차 겨우 5 밀리몰정도인 것에 불과하다. 또한 ACF에 물을 공존시킨 경우에는 불과 101 kPa (≒1기압)정도의 메탄압력으로 ACF 1g 당 12 밀리몰정도의 메탄을 흡착한다. 이것은 물을 공존시키지 않고서, ACF에 직접 메탄을 접착시킨 경우의 2000 kPa (≒19.7기압)에 있어서의 흡착량(약 5 밀리몰)의 2배이상의 흡착량에 상당하고 있다.

또한 도 3에 근거하여, ACF에 물을 흡착시킨 뒤에 메탄을 흡착시킨 경우에 관해서, ACF 1cc를 기준으로 하여 각 압력하에서 흡착된 메탄량을 표준상태에 있어서의 체적으로 환산하면, 각각, 71 kPa (≒0.7기압)에서 191 cc, 152 kPa (≒1.5기압)에서 203 cc, 507 kPa (≒5.0기압)에서 271 cc, 1013 kPa (≒10기압)에서 290 cc, 2000 kPa (≒19.7기압)에서 326 cc가 된다. 이와 같이, 본 발명에 있어서는, 감압하에서나 상압 내지 507 kPa (≒5.0기압)등의 저압하로 놓을 수 있는 뛰어난 흡착작용에 더하여, 1013 kPa (≒10기압), 또한 2000 kPa (≒ 19.7기압) 내지 그 이상이라는 가압하에 있어서도 더욱 유효한 흡착효과를 얻을 수 있는 것을 나타내고 있다.

(실시예3)

실시예1과 마찬가지로하여, 같은 ACF 0.0320 g (0.0461 cc)에 대하여, 물 0.0087 g을 흡착시켰다(미세구멍충전율 ø=28%). 이어서 온도 303 K에서, 각각 0 kPa (0기압)에서 30 kPa (≒0.3기압)까지의 메탄가스를 도입하여, 이들 각 압력에 있어서 평형에 이른 후의 흡착량을 측정하였다. 도 4는 이들 감압하에 있어서의 결과이다(저압메탄흡착등온선). 도 4중, ACF에 물을 미리 흡착시키고 나서 메탄을 흡착시킨 경우의 중량변화는 ○표시로 나타내고, 또한 ACF에 직접 메탄을 흡착시킨 경우를 ●표시로 나타내었다.

도 4와 같이, ACF 에 대하여 물을 흡착시킨 뒤에, 메탄가스를 도입한 경우에는, 메탄은 압력이 극히 저압이더라도, 도입시 이후 급속하게 받아들여졌다. 이것을 101 kPa (≒1기압)의 경우에 관해서 보면, 12 밀리몰 전후의 흡착량을 보이고 있다. 또한 ACF에 직접 메탄을 흡착시킨 경우에는 152 kPa (≒1.5기압)에서 ACF 1g 당 1 밀리몰정도인데 비하여, ACF 에 대하여 물을 흡착시킨 뒤에 메탄가스를 도입한 경우에는, 같은 152 kPa(≒1.5기압)에서 13 밀리몰정도의 메탄을 흡착하고 있다.

표 2는 도 4에서 나타낸 ACF 1g 당 흡착 메탄량을 비교한 것이다. 표 2와 같이, 예컨대 20 kPa (≒0.2기압)에서 흡착평형에이른 메탄량을 비교한 경우, 물이 공존하는 경우에서는, 그 흡착량이 11.77 밀리몰인데 비하여, ACF에 직접흡착시킨 경우에는 불과 0.18 밀리몰이고, 그 비는 65배였다. 또한 152 kPa (≒1.5기압)으로 흡착평형에 이른 메탄량을 비교한 경우, 물이 공존하는 경우에는 13.08 밀리몰인데 대하여, ACF에 직접흡착시킨 경우에서는 0.88 밀리몰에 지나지 않고, 그 비는 15배였다. 이상, 실시예 1∼실시예 3의 결과는, 에탄, 에틸렌, 프로판, 부탄에 대해서도 같고, 또한 메탄와 이들 저급탄화수소와의 혼합가스에 대해서도 같았다.

(표 2)

압 력(kPa)	ACF 1g당 메탄흡착량(밀리몰)	비A/B
	물을 흡착시킨 후, 메탄을 흡착시킨 경우(A)		직접 메탄을 흡착시킨 경우(B)
20	11.77	0.18	65.4
152	13.08	0.88	14.9

(실시예4)

본 발명의 재료 형성장치로서는 기본적으로는 도 1에 나타낸 바와 같은 장치를 사용할 수 있지만, 도 5는 그 재료 형성장치의 형태예를 나타내는 도면이다. 17은 저급탄화수소 가스도관이고, 예컨대 메탄등의 가스저장조에 이어져 있다. 18은 수증기를 발생시키는 기구, 19는 반응용기이다. 반응 용기(19)중에는 다공질재료(20)가 충전되고, 그물코체나 다공판으로 유지되어 있다. 하이드레이트형상물의 형성조작시에는, 예컨대 밸브(21)를 닫고, 밸브(22,23)를 열어 수증기발생기구(18)에 의해 수증기를 발생시켜 도관(24,25)을 지나서 용기(19)에 도입시킨다. 이어서 밸브(21)를 열고 저급탄화수소 가스를 용기(19)에 도입시킨다. 또, 수증기는 도관(25)과는 별개의 도관에 의해 용기(19)에 도입시키도록 하여도 좋다. 또한 수증기의 발생은 감압외에, 가열에 의해서도 좋으며, 양자를 병용하더라도 좋다.

상기와 같은 조작에 의해서, 저급탄화수소 가스는 다공질재료중에 급속히 흡착되어 물의 호스트작용에 의해 하이드레이트형상물이 형성된다. 상기 조작예로서는 다공질재료에 미리 수증기를 도입한 후에 저급탄화수소 가스를 도입하고 있는 저급탄화수소 가스를 수증기와 동시에 도입하도록 하여도 좋은 것은 물론이다. 이 경우에는, 예컨대 저급탄화수소 가스의 유속, 온도등을 조정하거나, 혹은 도관(도 5에서 말하면 (25))의 내경에 수단을 강구하는 등, 수증기의 응축등에 의한 불량이 일어나지 않도록 배려해야 한다.

(실시예5)

도 6∼도 10은, 본 발명에 의한 도시가스의 공급 및 도시가스공급량의 조정에 관한 실시예를 설명하는 도면이다.

도 6은 본 발명의 도시가스공급용 탱크 및 도시가스 공급량조정용 도시가스탱크의 구체예를 나타내는 단면도이다. 도 6(a)는 다공질재료를 탱크중에 그대로 충전하는 경우의 형태이고, 도 6(b)는 다공질재료를 탱크중에 층상으로 충전하는 경우의 형태이다. 도 6(b)는 2층의 경우를 나타내고 있는데, 3층이상으로 하여도 좋다. 이점은, 이하에서 말하는 다층형태의 경우에 관해서도 같다.

도 6중, 부호 26은 탱크용기, 27은 다공질재료, 28은 호스트가 되는 화합물과 도시가스의 도입관겸 도출관인 도관이고, 도관(28)의 용기내 개구는 탱크용기의 상부공간(30)으로 향하게 해둔다. 도 6중 29는 개폐변이고, 도 6(b)중 31은 상하 양층 2사이의 중간공간이다. 도 6(a)에 있어서의 다공질재료의 표면, 도 6(b)에 있어서의 다공질재료의 표면 및 하면에는 다공판, 그물코체등의 부재가 배치되지만, 이점은 이하의 형태에 대해서도 마찬가지이다.

탱크로의 호스트가 되는 화합물 및 도시가스의 공급은, 예컨대 실시예 4와 같은 장치를 사용하여 행할 수 있다.

또한, 이상과 같은 탱크에서 도시가스를 이탈시켜, 방출시키기 위해서는, 예컨대 가열수단이 적용된다. 이 경우, 가열원으로서는 전열, 온수나 수증기등의 전열매체등 적절한 가열원을 사용할 수가 있다. 그것들의 열의 부여에는, 가열원을 탱크의 내부에 배치하는 내부가열형, 가열원을 탱크의 외주부에 배치하는 외부가열형, 양자의 병용형등 적절한 방식을 채용할 수가 있다. 이상의 모든 점은, 이하의 실시예에 있어서도 동일하다.

(실시예6)

도 7은 공급량조정용 도시가스 탱크의 다른 형태의 단면도를 나타내고 있다. 도 7(a)는 층형상으로 배치된 다공질재료의 층을 상하방향으로 관통하여 뚫은 구멍을 형성한 것으로, 도 7(a)중 32는 그 관통구멍, 33은 하부공간이다. 관통구멍(32)은, 예컨대 그물코체나 다수의 구멍을 형성한 통형상체등으로 구성된다. 관통구멍(32)은 도시한 형태에서는 1개 형성되어 있지만, 필요에 따라서 간격을 두어 2개이상 형성할 수도 있다. 탱크용기의 상부공간으로 향하게 해놓은 도관(28)의 용기내개구로부터 도입되는 호스트가 되는 화합물과 도시가스는, 다공질재료층의 표면, 하면에 더하여, 관통구멍(32)의 벽에서도 침입하여, 보다 균등하게 다공질재료에 흡착되고, 흡입저장된다.

흡입저장도시가스는, 가열등에 의한 방출시에는 흡착, 흡입저장시와는 역방향으로 앞쪽, 도관(28)에서 도시가스공급관으로 공급된다. 이 점은, 이하의 형태에 있어서도 동일하다. 도 7(b)는, 도 7(a)의 변형형태이고, 도관(28)의 용기내개구를 탱크용기의 하부공간으로 향하게 한 형태이다. 이 경우에도, 도관(28)의 용기내개구로부터 도입되는 호스트가 되는 화합물과 도시가스는 다공질재료층의 표면, 하면에 가하여, 관통구멍(32)의 벽에서도 침입하여, 보다 균등하게 다공질재료에 흡착되고, 흡입저장된다.

도 7(c)는, 다공질재료의 층을 2개 형성하고, 상하방향으로 관통하여 트인 구멍을 형성한 것으로, 도면중 34는 그 관통구멍, 35는 양층간의 중간공간이다. 도 7(c)에서는 2층으로 형성되어 있지만, 3층이상 형성할 수 있다. 관통구멍(34)은, 예컨대 통형상의 그물코체나 다수의 구멍을 형성한 통형상체등으로 구성된다. 도시한 형태에서는 상부층 및 하부층에 관통구멍(34)을 각 1개씩 형성하고 있으나, 필요에 따라서 간격을 두고 2개이상 형성할 수도 있다. 이 경우 상부층과 하부층으로, 거기에 형성하는 관통구멍의 수를 바꾸어도 된다. 탱크용기의 상부공간으로 향하게 해둔 도관(28)의 용기내개구로부터 도입되는 호스트가 되는 화합물과 도시가스는, 각 다공질재료층의 표면, 하면에 더하여, 관통구멍(34)의 벽으로부터도 침입하여, 보다 균등하게 다공질재료에 흡착되고, 흡입저장된다.

도 7(d)는, 도 7(c)의 변형형태이고, 도관(28)의 용기내개구를 탱크용기의 하부공간으로 향하게 한 형태이다. 이 경우에도, 도관(28)의 용기내개구로부터 도입되는 호스트가 되는 화합물과 도시가스는 각 다공질재료층의 표면, 하면에 더하여, 관통구멍(34)의 벽에서도 침입하여, 보다 균등하게 다공질재료로 흡착되고, 저장된다. 도관(28)의 용기내개구는, 그와 같이 하부공간에 더하여, 도관(28)으로부터의 가지관을 설치하여 그 개구를 상부공간(30) 및/또는 해당 중간공간(35)으로도 향하게 하더라도 좋다.

도 7(e)은 또 다른 형태의 단면도이다. 이 경우는, 다공질재료의 충전층에 상하방향으로 관통구멍(36)을 마련하고, 관통구멍(36)으로부터 방사상으로 복수의 가지관(37)이 설치된다. 도관(28)의 용기내개구로부터 도입되는 호스트가 되는 화합물과 연료가스는 다공질재료층의 표면에 가하여, 관통구멍(36)의 벽 및 방사상지관(37)의 벽에서도 침입하여, 보다 균등하게 다공질재료로 흡착되고, 흡입저장된다.

(실시예7)

도 8 및 도 9는, 도 7(e)의 변형예이다. 도 8은 도관(28)을 관통구멍(36)으로부터 방사상으로 형성한 복수의 가지관(37)으로 연장시켜, 그 단부개구를 각 가지관(37)을 향하게 한 예이다. 이 경우에도, 도관(28)의 용기내개구로부터 도입되는 호스트가 되는 화합물과 도시가스는 다공질재료층의 표면, 하면에 더하여, 각 가지관(37)의 벽에서도 침입하여, 보다 균등하게 다공질재료로 흡착되고, 흡입저장된다. 도 9는 충전층의 하부에도 공간(33)을 형성하도록 한 예이다. 그 때, 도 8의 경우와 같이 방사상 가지관(37)으로 대응시켜, 도관(28)에 가지관을 마련하고, 그 각 개구를 방사상 가지관(37)으로 향하게 할 수도 있다. 또한 가지관(37)은, 기관지로부터 통하는 인간의 폐와 같은 구조로 하여도 좋다.

(실시예8)

본 발명에 있어서는, 이상과 같은 도시가스 탱크를 도시가스제조 플랜트 또는 싸텔라이트기지(송급기지)에 설치 또는 병설하고, 또한 도시가스 공급간선이나 가지관의 도중에 배치한다. 도 10은 그것들의 구체예를 모식적으로 나타낸 도면이다. 도 10중, 38은 LNG 등을 원료로 하는 도시가스제조 플랜트 또는 송급기지이고, 공급간선배관(39), 또는 가지관(40)을 지나서 각종 공장, 시설이나 각 가정에 송급된다. 41은 병설한 도시가스 탱크의 예, 42는 가지관에 배치한 도시가스 탱크의 예이다.

도 11은 도시가스 탱크를 도시가스 공급간선 또는 가지관에 대하여 병설 또는 배치한 예이다. 도시가스탱크(26)는 도시가스공급간선(39) 또는 가지관(40)에 대하여 도시가스 공급량조정용 도시가스탱크가 조정밸브(43)를 통해 도관(44)에 의해 연결되어 있다. 수요량이 예컨대 계절변동등에 의해 상대적으로 많아진 경우나 도시가스제조 플랜트 또는 공급기지(=싸텔라이트기지:도시가스공급간선에 연결된 도시가스 비축기지)로부터의 송급량이 일시적으로 부족한 경우 등에, 그 부족분을 공급량조정용 도시가스탱크로부터 조정밸브(개폐변)(43)을 통해 도관(44)으로부터 필요량만 가열등에 의해 방출하여 공급하고, 보충한다.

(실시예9)

도 12는, 본 발명에 있어서 개별수요 가구에 대하여 도시가스를 상시 및 비상시에 공급하는 구체예를 나타내는 도면이다. 도 12중, 45는 도시가스본관으로, 그 단면을 나타내고, 46은 개별수요 가구용 도시가스배관이다. 배관(46)에는 개별수요 가구용 도입 역지밸브(47)와 계량겸 긴급차단기(48)가 배치되어 있다. 역지밸브(47)와 계량겸 긴급차단기(48)와의 사이에 분기배관(49,50)이 설치되고, 양쪽 분기배관(49,50)의 사이에 압력제어밸브0(51,52)를 통해, 예컨대 상압 내지 10 kg/cm²G를 넘지 않는 압력으로 다량의 도시가스를 흡입저장하고, 또한 이탈할 수 있는 다공질재료의 충전용기(53)가 배치되어 있다. 물론, 그 가스압력의 상한에 관해서 10 kg/cm²G라는 등의 법적규제가 없는 지역에서는, 그 이상의 압력으로 하여도 좋다.

용기(53)에는, 물 등의 호스트화합물의 존재하에, 도시가스가 흡입저장되어 있다. 54는 물등의 호스트화합물의 보급장치이다. 용기(53)는 교체식으로 하여도 좋고, 상시 설치식으로 하여, 도시가스의 이탈, 소비후, 필요에 따라 물등의 호스트화합물을 보급하여 도시가스를 흡입저장시키도록 하더라도 좋다.

평시에는, 도시가스는 가스본관(45)에서 수요 가구로의 배관(46)을 지나고, 개별수요 가구용 도입 역지밸브(47), 개별수요 가구용 계량겸 긴급차단기(48)를 지나서 수요 가구의 보일러나 가스급탕기, 가스버너등 각 가스기구로 보내어지고, 소비된다. 55는 각 가스기구로의 분기관이다.

또한, 지진등 그 밖의 비상시에 있어서 가스본관(45)의 도시가스공급이 정지한 경우에는 배관(46)내의 가스압력이 저하하기때문에, 다공질재료의 충전용기(53)에 저장되어 있던 도시가스가 분기배관(49), 압력제어밸브(51), 분기배관(50), 압력제어밸브(52)를 지나서 개별수요 가구용 도시가스배관(46)에 들어가, 계량겸 긴급차단기(48)를 지나서 각 가스기구로 공급된다. 이 경우, 충전용기(53)로부터 배관(46)으로 흘러 나온 가스는 역지밸브(47)에 의해 멈추어지기 때문에, 가스본관(45)으로 역류하는 경우는 없다.

또한 평상시에서 배관(46)에 흐르는 도시가스의 압력이 압력제어밸브(52)의 설정치보다 높을 때에, 각 가스기구로의 도시가스의 소비와 병행하여, 도시가스가 분기배관(49)과 압력제어밸브(51)를 지나서 충전용기(53)로 흘러, 충전용기(53)의 용량이 가득하게 될 때까지 흡입저장되고, 상시 가득찬 상태로 유지된다.

또한, 평상시에 있어서도 배관(46)에 흐르는 도시가스의 압력이 압력제어밸브(52)의 설정치보다 낮은 경우에는, 충전용기(53)에 저장되어 있던 도시가스가 비상시와 같이, 압력제어밸브(52)를 지나서 분기배관(50)을 지나고, 계량겸 긴급차단기(48), 분기관(55)을 지나서 각 가스기구로 공급된다. PIC는 이상의 각 검지장소, 각 제어장소와 연결된 제어장치이고, 종래에 알려진 것이 사용된다.

(실시예10)

도 13은, 본 발명에 있어서, 생산공장, 사무소용 건물, 병원등에 있어서의 코제너레이션 시스템에 편성되어 사용되는 발전기의 구동용 가스터빈 또는 상시 또는 비상시에 도시가스등의 연료가스를 공급하는 구체예를 나타내는 도면이다. 여기서는 도시가스의 경우에 관해서 기재하지만, 다른 연료가스의 경우도 같다.

공기는, 공기도관(56)으로부터 공기압축기(57)를 지나서 연소기(58)에 도입되고, 여기서 도시가스를 연소시켜 연소가스를 생성한다. 연소가스에 의해 가스터빈(59)을 구동하고, 그 회전력에 의해 공기압축기(57)와 동시에 발전기(62)가 구동되어, 발전기(62)에서 얻어진 전력은 코제너레이션 시스템에 있어서의 전력원으로서 이용된다. 연소가스는, 또한 폐열이용 보일러(60)에 도입된다. 여기서 물을 가열하여 온수 또는 수증기로 한 뒤, 굴뚝(61)으로 배출된다. 보일러(60)에서 얻어진 온수 또는 수증기는 코제너레이션 시스템에 있어서의 급탕, 난방용등으로서 이용된다. T는 전환밸브이다.

63이 본 발명에 관한 도시가스 흡입저장용기(탱크)이다. 용기(63)에는 도시가스용의 배관(64) 및 배관(65)이 연결되고, 배관(64)과 배관(65)의 사이에는 바이패스관(66)이 배치되어 있다. 도시가스는, 평상시에는, 바이패스관(66)을 지나서 연소기(58)에 공급되고, 지진등 그 밖의 비상시에는, 흡입저장용기(63)로부터 연소기(58)로 공급된다. 흡입저장용기(63)에는 도시가스를 미리 저장해 놓을 필요가 있지만, 그 방법은 이상의 실시예의 경우와 동일한다. 도 13중, 물등의 호스트가 되는 화합물의 공급장치등의 기재는 생략하고 있다. 본 가스탱크는, 코제너레이션 시스템에 있어서의 가스터빈 또는 가스엔진으로의 연료가스의 상시 공급용으로서 이용하여도 좋다.

(실시예11)

도 14는, 종래에 있어서의, 도시가스에 의한 분젠연소를 이용하는 가스 팬 히터를 나타낸 도면이고, 도 15는, 본 발명에 있어서, 가반식겸 교환식 연료가스 탱크를 도 14에 나타낸 바와 같은 가스 팬 히터에 있어서의 연료가스 공급도관으로의 연결예를 나타낸 도면이다.

도 14중, 70은 필터, 71은 팬, 72는 연소실, 73은 버너이다. 버너(73)에는 연료가스 공급도관(74)이 배치되고, 연료가스 공급도관(74)은 도시가스등의 가스마개에 연결된다. 또, 도 14중 화살표(→)는 공기 및 연소가스의 유동방향을 나타내고 있다. 본 발명의 가반식겸 교환식 연료가스탱크는, 예컨대 이러한 가스 팬 히터에 있어서의 연료가스 공급도관(74)에 전환이 자유롭게 연결되어 사용된다.

도 15는 그 연결예를 나타낸 것으로, 도 15중 75는 본 발명의 가반식겸 교환식 연료가스탱크, 76은 커넥터이다. 커넥터(76)로서는 바람직하게는 원터치 커넥터가 쓰인다. 가반식겸 교환식연료 가스탱크(75)를 커넥터(76)를 통해 연료가스공급도관(74)에 연결하여 사용된다. 본 발명에 관한 가반식겸 교환식연료 가스탱크는 대량의 연료가스를 충전할 수 있기 때문에, 장기간에 걸쳐 사용할 수가 있지만, 그 중의 연료가스가 소비되어 떨어진 시점 또는 그 직전등의 시점에서 커넥터(76)를 통해 용이하게 교체된다. 또한 가스연료 자동차용등의 경우나 석유 팬 히터에 있어서의 액체연료 탱크, 혹은 종래 가정, 캠프지, 포장마차(이동식 페스트 푸드점)등에서 사용되고 있는 곤로용의 LPG 탱크나 석유곤로를 대신으로 적용하는 경우도, 이상과 동일하게 하여 행할 수 있다.

이들 가반식겸 교환식연료 가스탱크로의 연료가스의 충전, 흡입저장은 예컨대 도 5에 나타내는 바와 같은 방법으로 할 수가 있으며, 또한 가반식겸 교환식연료 가스탱크의 구조는, 예컨대 도 5∼도 9에 나타내는 것과 같은 구조로 행할 수 있다.

(실시예12)

본 발명에 관한 자동차용연료가스 탱크의 경우에도, 예컨대 도 5∼도 9에 나타낸 바와 같은 구조로 행할 수 있다. 또한 해당 탱크로의 연료가스의 흡착, 충전의 방법에 관해서도 이상의 예의 경우와 마찬가지다.

해당 탱크로의 자동차용 연료가스의 충전은 예컨대 도 5에 나타내는 바와 같은 방법으로 행해진다. 본 실시예로서는 이 방법을 도 5를 기초로 설명한다. 17은 연료가스도관이고, 그 한쪽은 연료가스 스탠드에 배치된 연료가스저장조(도시하지 않음)에 이어져 있다. 18은 수증기를 발생시키는 기구이다. 19는 자동차용 연료가스 탱크이고, 그 내부에는 활성탄이 충전되어 있다. 흡착충전 조작시에는 밸브(21)를 닫고, 밸브(22)와 (23)을 열어, 수증기발생기구(18)에 의해 수증기를 발생시켜 도관(24,25)을 경유하여 탱크(19)에 도입한다.

이어서, 밸브(21)를 열고 연료가스를 탱크(19)에 도입한다. 상기와 같은 조작에 의해서, 연료가스는 활성탄의 미세구멍내에 흡착된 물의 호스트작용에 의해 활성탄의 미세구멍내에 급속히 흡착되고, 흡입저장된다. 상기 조작예로서는 미리 수증기를 발생시켜 활성탄에 도입한 뒤에 연료가스를 도입하고 있지만, 연료가스를 수증기와 동시에 도입하도록 하여도 좋다. 또, 이 경우에는, 예컨대 연료가스의 유속, 온도등을 조정하여, 혹은 도관(25)의 내경에 수단을 강구하는등, 수증기의 응축이나 고화등에 의한 불량이 일어나지 않도록 배려해야 한다.

도 5에 있어서의 도관(25)은 수증기용도관과 연료가스용도관을 겸하고 있지만, 양도관을 별개로 설치하여도 좋고, 이 경우에는 탱크(19)에 양쪽 도관이 연결된다.

이렇게 해서 연료가스를 충전한 연료가스 탱크는 자동차에 재치되거나, 또는 그 앞에 재치되어 연료가스를 다 방출한 탱크와 교체된다(또, 반드시 연료가스를 다 방출한 탱크로 하지 않아도 좋다).

연료가스는, 새롭게 재치된 연료가스 탱크에서 가열등에 의해 해방, 가스화되어 자동차의 엔진에 공급된다.

이상은 교체식이지만, 자동차에 연료가스 탱크를 고정하여 재치하고, 자동차용연료가스 스탠드에서, 충전하도록 하여도 좋다. 이 경우에는, 자동차용연료가스 스탠드에 연료가스충전용의 장치가 구비된다. 구체적으로는, 예컨대 도 5중, 수증기를 발생시키는 기구(18)를 포함하는, 연료가스도관(17)으로부터 밸브(23)까지로 나타낸 바와 같은 장치이다. 도관(17)은 통상의 연료가스저장조(도시하지 않음)에 이어져 있고, 연료가스저장조는 연료가스 스탠드에 설치된다.

이 연료 가스저장조로서 본 발명에 관한 가스탱크를 설치하여도 좋다.

본 발명에 의하면, 중유, 등유등의 액체연료저장을 위한 용기, 공급재관등의 부대설비를 설치할 필요가 없고, 설비투자가 대폭으로 절감됨과 동시에, 제어계통이 용이화되어 운전조작이 간편하게 되며, 연료의 취급도 간편하게 된다.

또한 본 발명에 의하면, 단일종류의 연료로서 정전시에 대응할 수 있으므로, 설비의 보존관리가 용이하며, 가스 흡입저장의 압력은 10㎏/㎠G 이하이고, 고압가스 사양으로할 필요가 없다.

또한 본 발명에 의하면, 일단 각 수요가구에 고기능 가스 흡입저장용기를 설치하여 놓으면, 평상시에 항상 일정 소비량의 연료가스가 용기에 저장되어 있으므로, 재해나 공사등의 비상시에 배관이나 가스탱크등을 설치할 필요가 없고, 가스를 임시공급할 수 있다.

또한 본발명에 사용하는 고기능 가스 흡입저장의 내압은 10㎏/㎠G 를 초과하지 않는 것이므로, 고압가스 보안규칙에 제약되지 않아 각 수요가구에 항시설치할 수 있다.

또한 본 발명에 의하면, 도시가스나 석유가스등의 가스공급사업, 그 외의 산업에 사용하는 천연가스나 석유가스등의 대량수송이, 가스를 액화하는 것 없이, 또 고압가스 보안규제외의 조건하에서 행할 수 있다.

따라서 본 발명의 가스 수송방법은 에너지가 절약되고, 설비투자비용이 적으며, 산업용의 다량의 가스를 경제적으로 반복수송할 수 있는 대량수송방법으로서 산업상의 이용가치가 높다.

본 발명의 가반식겸 교환식연료가스 탱크는, 값싸게 구입가능한 다공질재료 및 호스트가 되는 화합물을 사용하여 대량의 연료가스를 용이하게 충전할 수 있고, 그 경우, 특히 냉각장치나 가압장치등이 필요없다. 또한 저압에서 다공질재료용량의 180배 이상이라는 대량의 가스를 충전할 수 있으므로, 탱크 그 자체의 크기도 콤팩트화할 수 있고, 종래와 같이 고압탱크로 할 필요가 없다. 이로써 탱크로서의 취급도 용이하고, 실용상 극히 유리하다.

또한 상온 또는 근방의 온도에서 감압하이거나, 상압하, 또는 10.68기압(게이지압으로 10㎏/㎠) 이하라는 저압에서 단시간에 대량의 연료가스를 충전할 수 있다. 또한 15기압이나, 20기압내지 그 이상의 감압하에서도 유효한 흡착, 흡입저장할 수 있고, 메탄, 에탄, 프로판, 부탄등의 저급탄화수소 또는 그들의 2종류이상의 혼합가스나 전연가스, 혹은 도시가스등의 연료가스의 충전에 적용할 수 있고, 또한 가열등에 의해 방출하여 공급할 수 있다.

Claims (28)

1. 도시가스 탱크에 다공질재료를 수용하고, 이 다공질재료에 대하여, 호스트가 되는 화합물의 공존 하에서, 도시가스를 흡수저장시켜 이루어지는 도시가스 탱크를 도시가스제조 플랜트 또는 도시가스공급기지에, 또는, 도시가스공급도관의 도중에 배치하는 것을 특징으로 하는 도시가스 공급방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 다공질재료가 활성탄, 세라믹스 또는 활성 백토이고, 상기 호스트가 되는 화합물이 물, 알콜류, 유기산류 또는 퀴논류인 도시가스 공급방법.
3. 도시가스 탱크에 다공질재료를 수용하고, 이 다공질재료에 대하여, 호스트가 되는 화합물의 공존 하에서, 도시가스를 흡수저장시켜 이루어지는 도시가스 탱크를 도시가스제조 플랜트 또는 도시가스공급기지에, 또는 도시가스공급도관의 도중에 배치하고, 도시가스공급량을 조정하는 것을 특징으로 하는 도시가스의 공급량 조정방법.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 다공질재료가 활성탄, 세라믹스 또는 활성 백토이고, 상기 호스트가 되는 화합물이 물, 알콜류, 유기산류 또는 퀴논류인 도시가스의 공급량 조정방법.
5. 용기 중에 다공질재료를 수용하고, 이 다공질재료에 대하여, 호스트가 되는 화합물의 공존 하에서, 도시가스를 흡수저장시켜 이루어지는 것을 특징으로 하는 도시가스공급용 또는 도시가스 공급량조정용 도시가스 탱크.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 다공질재료가 그 비표면적이 100m2/g 이상의 다공질재료인 도시가스공급용 또는 도시가스 공급량조정용 도시가스 탱크.
7. 제 5 항에 있어서, 상기 다공질재료가 활성탄, 세라믹스 또는 활성 백토이고, 상기 호스트가 되는 화합물이 물, 알콜류, 유기산류, 퀴논류 또는 요소인 도시가스공급용 또는 도시가스 공급량조정용 도시가스 탱크.
8. 제 5 항에 있어서, 상기 다공질재료가 상기 용기 내에 1층 또는 2층 이상의 층형상으로 수용되어 이루어지는 도시가스공급용 또는 도시가스 공급량조정용 도시가스 탱크.
9. 개별수요 가구용의 연료가스배관에 있어서의 계량겸 긴급차단기와 역지밸브와의 사이에, 분기배관을 통해 다공질재료를 수용한 연료가스 탱크로서, 연료가스의 호스트가 되는 화합물의 공존 하에서, 메탄, 에탄, 에틸렌, 프로판, 부탄에서 선택된 1종 또는 2종이상의 저급탄화수소를 포함하는 연료가스를 흡수저장시킨 연료가스 탱크를 설치하고, 상기 분기배관에 압력제어밸브를 통해 접속하여, 연료가스를 상시 또는 비상시에 방출하여 공급하는 것을 특징으로 하는 개별수요 가구용 연료가스 공급방법.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 다공질재료가 활성탄, 세라믹스 또는 활성 백토이고, 상기 호스트가 되는 화합물이 물, 알콜류, 유기산류, 요소 또는 퀴논류인 개별수요 가구용 연료가스 공급방법.
11. 제 9 항에 있어서, 상기 1종 또는 2종이상의 저급탄화수소를 포함하는 연료가스가 도시가스, 천연가스 또는 석유가스인 개별수요 가구용 연료가스 공급방법.
12. 연료가스탱크에 다공질재료를 수용하고, 이 다공질재료에 대하여 , 호스트가 되는 화합물의 공존 하에서, 메탄, 에탄, 에틸렌, 프로판, 부탄에서 선택된 1종 또는 2종이상의 저급탄화수소를 포함하는 연료가스를 흡수저장시켜, 이 흡수저장연료 가스를 열병합발전시스템에 있어서의 발전기용의 가스터빈 또는 가스엔진으로 상시 공급하는 것을 특징으로 하는 열병합발전기용 가스터빈 또는 가스엔진으로의 연료가스 공급방법.
13. 제 12 항에 있어서, 상기 다공질재료가 활성탄, 세라믹스 또는 활성 백토이고, 상기 호스트가 되는 화합물이 물, 알콜류, 유기산류, 퀴논류 또는 요소인 열병합발전기용 가스터빈 또는 가스엔진으로의 연료가스 공급방법.
14. 제 12 항에 있어서, 상기 저급탄화수소가 도시가스, 천연가스 또는 석유가스인 열병합발전기용 가스터빈 또는 가스엔진으로의 연료가스 공급방법.
15. 연료가스 탱크에 다공질재료를 수용하고, 이 다공질재료에 대하여, 호스트가 되는 화합물의 공존 하에서, 메탄, 에탄, 에틸렌, 프로판, 부탄에서 선택된 1종 또는 2종이상의 저급탄화수소를 포함하는 연료가스를 흡수저장시켜, 이 흡수저장연료 가스를 열병합발전시스템에 있어서의 발전기용의 가스터빈 또는 가스엔진으로 상시 또는 비상시에 공급하는 것을 특징으로 하는 열병합발전기용 가스터빈 또는 가스엔진으로의 상시 또는 비상시의 연료가스 공급방법.
16. 용기중에 다공질재료를 수용하고, 이 다공질재료에 대하여, 호스트가 되는 화합물의 공존 하에서, 메탄, 에탄, 에틸렌, 프로판, 부탄에서 선택된 1종 또는 2종이상의 저급탄화수소로 이루어지는 연료가스를 흡수저장시켜 되는 것을 특징으로 하는 가반식겸 교환식연료가스 탱크.
17. 제 16 항에 있어서, 상기 다공질재료가 활성탄, 세라믹스 또는 활성 백토이고, 상기 호스트가 되는 화합물이 물, 알콜류, 유기산류, 퀴논류 또는 요소인 가반식겸 교환식연료가스 탱크.
18. 제 16 항에 있어서, 상기 연료가스가 도시가스, 천연가스 또는 석유가스인 가반식겸 교환식연료가스 탱크.
19. 제 16 항에 있어서, 상기 가반식겸 교환식연료가스 탱크가 가스 팬 히터용, 가스곤로용 또는 가스연료 자동차용의 것인 가반식겸 교환식연료가스 탱크.
20. 제 16 항에 있어서, 상기 다공질재료가 상기 용기내에 1층 또는 2층이상의 층형상으로 수용되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 가반식겸 교환식연료가스 탱크.
21. 용기 중에 다공질재료를 수용하고, 이 다공질재료에 대하여, 호스트가 되는 화합물의 공존 하에서, 메탄, 에탄, 에틸렌, 프로판, 부탄에서 선택된 1종 또는 2종이상의 저급탄화수소로 이루어지는 연료가스를 흡수저장시켜 되는 것을 특징으로 하는 자동차용연료가스 탱크.
22. 제 21 항에 있어서, 상기 다공질재료가 활성탄, 세라믹스 또는 활성 백토이고, 상기 호스트가 되는 화합물이 물, 알콜류, 유기산류, 퀴논류 또는 요소인 자동차용연료가스 탱크.
23. 제 21 항에 있어서, 상기 충전되는 연료가스가 도시가스, 천연가스 또는 석유가스인 자동차용연료가스 탱크.
24. 제 21 항에 있어서, 상기 다공질재료가 상기 용기내에 1층 또는 2층이상의 층형상으로 수용되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차용연료가스 탱크.
25. 용기 중에 다공질재료를 수용하고, 이 다공질재료에 대하여, 호스트가 되는 화합물의 공존 하에서, 메탄, 에탄, 에틸렌, 프로판, 부탄에서 선택된 1종 또는 2종이상의 저급탄화수소로 이루어지는 연료가스를 흡수저장시켜 되는 자동차용연료가스 탱크를 배치하여 된 것을 특징으로 하는 자동차용연료가스 스탠드.
26. 제 25 항에 있어서, 상기 다공질재료가 활성탄, 세라믹스 또는 활성 백토이고, 상기 호스트가 되는 화합물이 물, 알콜류, 유기산류, 퀴논류 또는 요소인 자동차용연료가스 스탠드.
27. 메탄, 에탄, 에틸렌, 프로판, 부탄에서 선택된 1종 또는 2종이상의 저급탄화수소로 이루어지는 연료가스의 저장조, 이것에 연결되는 도관 및 이 연료가스에 대하여 호스트가 되는 화합물의 공급기구를 구비하여 되는 것을 특징으로 하는 자동차용연료가스 스탠드.
28. 용기중에 수용된 다공질재료에 대하여, 호스트가 되는 화합물의 공존하에서, 상기 다공질재료에 대하여 대량의 천연가스 또는 석유가스를 흡입저장시켜 이루어지는 용기를 자동차, 철도 또는 선박에 의해 수송하는 것을 특징으로 하는 천연가스 또는 석유가스의 대량수송방법.