상압 배리어 방전 반응을 이용한 합성가스 제조 장치 및방법

Title
상압 배리어 방전 반응을 이용한 합성가스 제조 장치 및방법
Issue Date
2004-12-07
Publisher
한국과학기술연구원
Abstract
본 발명은 상압 배리어 방전 반응을 이용하여 메탄과 함산소화합물로부터 수소와 일산화탄소(이하, "합성가스"로 칭함)를 제조하는 장치 및 이를 이용한 합성가스의 제조방법에 관한 것으로, 본 발명의 장치는, 메탄과 함산소화합물을 혼합하여 반응기 내부로 유입시키기 위한 인입관(1), 반응기의 내부전극(3), 금속박막으로 이루어진 반응기의 외부전극(4), 반응기의 몸체를 이루며 유전체의 역할을 하는 수정관(5), 촉매반응을 유도하기 위하여 수정관(5)으로 이루어진 상압 배리어 방전 반응기 내부에 촉매가 채워지는 메탄 개질용 촉매층(8), 상기 촉매층(8)부분 만을 가열하도록 설치된 가열장치(9), 상기 내부전극(3) 및 외부전극(4)에 전류를 공급하여 플라즈마를 발생시키기 위한 전원(6), 전류가 통과하는 전선(10 및 11), 전류의 접지부분(12), 및 반응이 완료되어 제조된 생성물(합성가스)을 외부로 배출시키기 위한 배출구(2)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다. 또한, 본 발명의 상기 제조방법은, 반응기의 몸체역할을 하며 동시에 유전체의 역할을 하는 수정관(5)으로 이루어진 반응기 내부에 촉매를 채우고, 이러한 메탄 개질용 촉매층(8) 부분을 가열장치(9)로 가열하는 제 1 단계; 상기 제 1 단계에 의해 온도가 200 ℃ 내지 400 ℃로 유지되면 메탄과 함산소화합물을 혼합하여 인입관(1)을 통하여 반응기 내부로 유입하는 제 2 단계; 상기 제 2 단계와 동시에 반응기의 내부전극(3)과 금속박막으로 이루어진 반응기의 외부전극(4)에 고전압의 전원(6)을 인가하여 수정관(5)으로 이루어진 반응기 내부에 플라즈마를 생성시켜 합성가스를 제조하는 제 3 단계; 및 상기 제 3 단계에서 수득된 합성가스를 반응기의 배출구(2)를 통해 외부로 배출하는 제 4 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 상압 배리어 방전 반응을 이용하여 합성가스를 제조하는 장치 및 방법을 이용하면, 저온에서 배리어 방전 플라즈마를 이용하여 메탄과 함산소화합물로부터 고순도로 합성가스를 제조함에 있어서 고온 촉매반응을 이용한 경우와 같은 성능을 보다 경제적으로 한번에 얻을 수 있다. 특히, 본 발명에서 제시한 방법을 이용하면 기존의 가열만 이용하는 경우보다 에너지를 35 %정도 절감할 수 있는 효과가 있다.
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KIST Patent > 2004
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