KR100912249B1

KR100912249B1 - 타르개질과 수트제거용 촉매반응장치

Info

Publication number: KR100912249B1
Application number: KR1020080027536A
Authority: KR
Inventors: 이재구; 윤상준; 김용구; 손영일
Original assignee: 한국에너지기술연구원
Priority date: 2008-03-25
Filing date: 2008-03-25
Publication date: 2009-08-14

Abstract

본 발명은 타르개질과 수트성분을 제거하는 촉매반응장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 바이오매스를 이용한 가스화발전시스템 또는 가스화장치에 연계되어 사용되며, 가스화과정에서 생성된 합성가스에 포함되어 있는 입자성분을 제거하도록 장치내에 합성가스 이동유로의 단면적을 확장시켜 유속이 급속하게 낮춰지도록 해 수트성분과 미반응물질의 입자성분이 침강되어 분리되도록 하였다.

또한, 상기 입자성분이 분리된 합성가스는 촉매층을 통과하는 과정의 고온상태에서 촉매반응이 이루어져 합성가스에 포함되어 있는 타르성분과 잔량의 수트성분이 연소가스인 수소로 개질됨으로 가연성가스의 함유량이 증가됨으로 발전시스템의 효율을 극대화시키거나 고순도의 연소가스를 수득하여 다른분야에 활용할 수 있게 하는 타르개질과 수트제거용 촉매반응장치에 관한 것이다.

본 발명은 바이오매스의 가스화 과정에서 생성된 합성가스를 유입관을 통해 분리챔버 내부로 유입시키되 유입관의 단면적보다 분리챔버의 단면적을 크게 형성하여 유속을 급속도로 저하시킴으로써 합성가스내에 포함되어 있는 수트 및 미연소반응물의 입자성분을 분리시키고, 상기 입자성분이 분리된 합성가스는 상측으로 이동되면서 촉매개질층에서의 촉매반응에 의해 합성가스내에 포함되어 있는 타르와 잔여 수트성분이 고열에서의 촉매반응으로 개질되어 가연성가스인 수소의 함유 비율을 증가시켜 고순도로 수취할 수 있으므로 연료전지를 포함하는 다양한 분야에서의 수소공급원으로 활용할 수 있으며, 특히 발전시스템에 적용시 타르 및 수트에 의해 발전효율이 저하되는 것을 방지함은 발전효율을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 촉매개질층에 접하여 히터를 구비시켜 이송도중에 손실된 온도를 보충시켜 개질반응이 용이하게 이루어질 수 있는 온도를 유지하도록 하였으며, 촉매개질층을 형성하는 촉매를 판상 또는 원주의 소자 및 벌집과 같은 다양한 형태로 제공하여 합성가스의 이동속도를 저하하지 않으면서 접촉면적을 증가시켜 촉매반응에 의한 타르의 개질처리량을 증가시키도록 하는 유용한 장치이다.

바이오매스, 타르, 수트, 개질, 촉매, 가스화

Description

타르개질과 수트제거용 촉매반응장치{Catalytic Reactor for Reforming Tar and Removing Soot}

에너지의 대부분을 수입에 의존하는 우리나라에서는 국가안보와 지속적인 경제성장을 유지하기 위해 에너지 수입의존도를 최대한 감소시킬 수 있는 장기적인 에너지 수급정책의 수립과 근본적인 청정 대체에너지 개발이 필수적이다. 이러한 현실에서 바이오매스는 화석 연료의 고갈과 환경오염에 대한 우려를 해소할 수 있는 대체에너지의 한 분야로 주목받고 있다.

상기 바이오매스란 태양에너지를 받은 식물과 미생물의 광합성에 의해 생성되는 식물체, 균체와 이를 먹고 살아가는 동물체를 포함하는 생물유기체를 지칭하는 말이다. 따라서, 바이오매스 자원은 곡물 등의 전분질계 자원과 임목 및 볏짚, 왕겨와 같은 농부산물을 포함하는 셀룰로오스계의 자원, 사탕수수, 사탕무우와 같은 당질계의 자원 그 외 가축의 분뇨, 사체와 미생물의 균체를 포함하는 동물 단백질계의 자원 및 음식 폐기물 등의 유기성 폐기물까지 포함하는 포괄적인 의미를 갖는다. 현재 지구상에는 건조중량으로 약 1.8~2조 톤의 바이오매스가 존재하며 이 양의 약 10%에 해당하는 2,000억 톤의 바이오매스가 매년 생산되고 있다. 즉, 지구상에 내리쬐는 태양에너지의 약 0.1%가 바이오매스로 축적되고 있는 것이다. 또한 바이오매스는 근본적으로 CO₂에 의한 환경영향이 없으므로 화석연료를 대체할 수 있는 에너지원으로 각광받고 있다.

상기한 바와같이 바이오매스는 발전이나 수소제조방법으로 이용되고 있으며 이를 위해서는 가스화공정이 이루어져야 한다. 예컨대 직접연소방법으로도 발전에 적용할 수 있으나 이 경우에는 증기터빈을 더 구비하여야 함으로 대부분 중소형으로 사용되는 바이오매스 시스템에서 시설부담과 증진된 효율을 수득하기 어려움으로 가스화공정을 통한 발전 및 수소제조방법이 적용되어야 한다.

상기 바이오매스를 이용한 발전 및 수소제조과정에는 가스화과정이 선행되어 이루어지며, 이 때 발생되는 합성가스는 대략 H₂, CO, CH₄, N₂, CO₂, O₂, 수트(soot), 타르(tar), 기타 미반응물질로 구성된다. 여기서 상기 타르와 수트 및 미반응물질은 물리적인 집진처리로 제거하기 어렵고 탄소전환율을 낮추는 요인으로 작용함으로 장기적으로는 합성가스 정제를 위한 집진부담을 증가시킴은 물론 발전기기를 훼손시키는 요인이 된다.

따라서 상기 타르와 수트 및 미반응물질을 제거하기 위한 수단으로 종래에는 스팀을 이용한 스팀반응으로 합성가스의 개질이 이루어지도록 하고 잔여 수트와 기타 미반응물질은 집진장치를 통해 제거하는 방법이 사용되어야 한다.

그러나 상기 가스화과정에서 발생된 합성가스에는 타르와 수트 및 미반응물질이 다량으로 포함되어 있으므로, 상기 타르와 수트의 경우에는 발생량 모두를 스팀반응으로 개질시키려면 스팀발생장치의 크기를 증가시켜야 하며, 수트 및 기타 미반응물질의 경우에는 별도로 집진장치를 구비해야하고, 특히 집진율을 높이기 위해서는 집진기를 다단으로 구성해야된다. 그러나 바이오매스를 이용한 가스화발전시스템 또는 가스화에는 대부분이 소용량으로 구동되기 때문에 설비비용 대비 전 력생산효율이 저하됨으로 별도로 이물질을 필터링하고 개질효율을 극대화 시킬 수 있는 구조의 연구가 필요하다.

상기 과제를 해소하기 위한 본 발명의 타르개질과 수트제거용 촉매반응장치는,

합성가스에 포함된 타르와 수트 및 미반응물질을 제거하고 개질시키는 촉매반응장치에 있어서, 관체로 상단에는 배출구가 형성되고, 측면의 상부에는 유입구가 형성된 반응챔버와; 상기 반응챔버의 하단에 연통설치되는 분리챔버와; 상기 반응챔버의 내주면과 이격된 틈이 형성되도록 수직으로 설치되데, 상단은 반응챔버의 유입구를 통해 외부관과 연설되어 바이오매스를 가스화한 합성가스를 공급받도록 하고, 하단은 분리챔버에 일부 표출시켜 공급받은 합성가스를 분리챔버로 공급시키는 유입관과; 상기 유입관과 반응챔버의 내주면 사이의 이격틈에 설치되고, 분리챔버로 공급된 합성가스가 상측배출구로 이동되면서 내포된 타르와 수트성분을 개질시키는 촉매개질층과; 상기 촉매개질층에 의해 개질된 합성가스를 배출시키는 배출관;을 포함하여 구성된다.

여기서 상기 분리챔버는 수평단면적은 유입관의 단면적보다 크게 형성해 합성가스 유속이 급격히 저하되도록 하여 합성가스에 내포된 입자상물질이 침강하여 분리되도록 하고, 상기 촉매개질층의 하단에는 히터를 더 설치하여 합성가스의 온도를 상승시키도록 한다.

또한, 상기 촉매개질층은 다공성 유로를 갖는 촉매판을 다수 적층하여 구성될 수 있으며, 상기 촉매개질층을 형성하는 촉매는 니켈, 지르코니아, 백운석, 감람석, Katalco 46-3Q, Katalco 46-6Q로 이루어진 군으로부터 일종 또는 이종이상 선택 사용될 수 있다.

이상에서 상세히 기술한 바와 같이 본 발명의 타르개질과 수트제거용 촉매반응장치는,

바이오매스의 가스화 과정에서 생성된 합성가스를 유입관을 통해 분리챔버 내부로 유입시키되 유입관의 단면적보다 분리챔버의 단면적을 크게 형성하여 유속을 급속도로 저하시킴으로써 합성가스내에 포함되어 있는 수트 및 미연소반응물의 입자성분을 분리시키고, 상기 입자성분이 분리된 합성가스는 상측으로 이동되면서 촉매개질층에서의 촉매반응에 의해 합성가스내에 포함되어 있는 타르와 잔여 수트성분이 고열에서의 촉매반응으로 개질되어 가연성가스인 수소의 함유 비율을 증가시켜 고순도로 수취할 수 있으므로 연료전지를 포함하는 다양한 분야에서의 수소공급원으로 활용할 수 있으며, 특히 발전시스템에 적용시 타르 및 수트에 의해 발전효율이 저하되는 것을 방지함은 발전효율을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 촉매개질층에 접하여 히터를 구비시켜 이송도중에 손실된 온도를 보충시켜 개질반응이 용이하게 이루어질 수 있는 온도를 유지하도록 하였으며, 촉매개질층을 형성하는 촉매를 판상 또는 원주의 소자 및 벌집과 같은 다양한 형태로 제 공하여 합성가스의 이동속도를 저하하지 않으면서 접촉면적을 증가시켜 촉매반응에 의한 타르의 개질처리량을 증가시키도록 하는 유용한 장치이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1을 참조한 바와같이 본 발명에 따른 타르개질과 수트 동시 제거용 촉매반응장치(10)는 가스화발전시스템 및 수소생상장치와 연계하여 사용될 수 있다.

일예로 상기 가스화발전시스템을 간략히 설명하면, 스크류피더(1)에 의해 정량공급된 바이오매스를 열분해시키는 가스화장치(2)에 의해 다량의 합성가스를 생성한다. 상기 합성가스는 촉매반응장치(10)를 통과하면서 개질되어 가연성가스의 비율이 높아지도록 하고, 개질된 합성가스는 가스정제(3)와 집진(4)과정을 통해 발전기(5)에서 발전에 사용되도록 한다. 따라서 본 발명의 타르개질과 수트제거용 촉매반응장치는 가스화장치에서 바이오매스가 가스화된 합성가스에 내포되어 있는 타르와 수트(soot)성분을 개질시키고, 입자상태의 물질을 필터링하는 과정이 이루어진다.

도 2를 참조한 바와같이 본 발명에 따른 타르개질과 수트제거용 촉매반응장치(10)는 수직관체로 상부에 배출구가 형성되고 측면의 상부에 유입구가 형성된 반응챔버(20)와; 상기 반응챔버의 하단에 연통설치되는 분리챔버(30)로 이루어진다.

또한 상기 반응챔버(20)의 내부에는 유입관(40)이 설치되어 가스화장치에서 가스화된 합성가스가 챔버의 내부로 유입되도록 한다. 상기 유입관(40)은 일단이 반응챔버 측면에 형성된 유입구를 통해 외부로 표출되어 합성가스가 유입되도록 하고, 반응챔부의 내부에서는 반응챔버의 내주면과 일정간격 이격되도록 수직설치된다. 이 때 상기 유입관(40)의 하단은 반응챔버와 연통된 분리챔버(30)에 위치하도록 설치되어 가스화장치에서 생성된 합성가스가 일차적으로 분리챔버에 배출되도록 한다.

여기서 상기 분리챔버(30)는 수평단면적을 유입관(40)의 단면적보다 크게 형성해 합성가스 유속이 급격히 저하되도록 하여 합성가스에 내포된 입자상물질이 분리챔버 내에서 침강되어 분리가 이루어지도록 한다.

예컨대 상기 유입관(40)의 직경을 80mm로 형성할 경우에는 분리챔버(30)의 직경은 100~900mm로 형성하여 유속차이에 의한 분리가 용이하게 이루어지도록 하는 것이 바람직하다. 물론 분리챔버의 단면적을 유입관의 단면적보다 조금만 크게 형성하여도 유속차이에 의한 분리가 이루어지나 분리효율을 증가시키기 위해서는 유입관의 단면적보다 두배 이상 크게 형성하여 유속차가 확연하게 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.

상기 분리챔버(30)로 배출되어 입자성분이 분리된 합성가스는 반응챔버(20)의 내주면과 유입관(40)의 외면 사이의 이격틈을 통해 상측으로 이동되어 분리챔버의 상단에 형성된 배출관(60)을 통해 다음공정으로 이송된다.

이러한 이송경로인 반응챔버(20)와 유입관(40)의 이격틈에는 촉매를 충전시 킨 촉매개질층(50)을 형성하여 이동되는 과정에서 타르성분 및 수트의 개질이 이루어져 가연성가스의 비율을 증대시키도록 한다.

즉, 상기 촉매개질층(50)을 통과하는 합성가스는 가스화장치에서 직접 공급받기 때문에 고온을 띄게 된다. 따라서 합성가스에 포함되어 있는 타르와 수트 성분은 촉매개질층을 통과하면서 합성가스에 내포된 수분기와 촉매반응이 발생되어 가열성가스인 수소로 개질된다.

또한 도 3을 참조한 바와같이 상기 촉매개질층(50)을 통과하는 합성가스의 온도를 상승 또는 촉매개질층의 온도를 높이기 위해 히터(70)가 더 설치될 수 있다. 상기 히터(70)는 다수개로 구성하여 촉매개질층의 하단과 중단 및 상단에 각각 설치하는 방법이 적용될 수 있으며, 바람직하게는 분리챔버로부터 상승이동되는 합성가스가 처음 접하는 촉매개질층(50)의 하단에 설치하여 촉매개질층 및 합성가스의 온도를 상승시켜 촉매반응을 활성화시키는 것이다.

이와같은 히터(70)는 일반적인 가열히터를 사용할 수 있으나 바람직하게는 유로(71)가 다수 형성된 다공성 세라믹 히터를 사용하여 합성가스가 세라믹의 유로를 따라 상승하면서 가스화장치에서 이동되는 과정에서 손실된 온도를 보상받도록 하고, 히터와 접한 촉매개질층은 히터의 열을 전달받아 고온상태를 유지하게 하며, 바람직하게는 촉매개질층의 온도를 600~900℃가 유지되도록 하는 것이다.

아울러 상기 촉매개질층(50)은 일반적인 분체 또는 구(毬)체로 형성하여 개질이 이루어지도록 하거나, 다수의 촉매유로를 갖는 다공성 소자 형태로 구성될 수 있다.

도 4a를 참조한 바와같이 촉매개질층을 하나의 원주형태의 촉매소자(51)로 형성할 수 있다. 상기 촉매소자(51)의 중심에는 유입관(40)이 삽통되는 결합구(531)가 형성되고, 상기 결합구의 외측으로 다수의 촉매유로(532)가 촉매소자 축방향으로 형성되어 합성가스가 촉매유로를 따라 이동되면서 촉매반응이 이루어지도록 할 수 있다. 따라서 촉매반응을 더욱 활성시키기 위해서는 촉매유로(532)를 형성하는 통공의 수를 증가시키고 직경은 작게하여 접촉면적을 증가시키고, 바람직하게는 이동되는 유속의 저하를 막기 위해 3~10mm의 직경을 갖도록 형성하는 것이다.

또한, 도 4b를 참조한 바와같이 촉매개질층(50)은 판체인 촉매판(52)으로 형성하여 다수개가 적층되어 형성하도록 할 수 있다. 이와같이 다수의 촉매판(52)으로 형성할 경우에는 제조시 크랙에 따른 부분적인 교체가 가능함으로 불량손실을 최소화할 수 있으며, 파손시에도 부분적인 교체가 가능하여 장시간 사용이 가능하도록 하는 장점이 있다. 이 때 상기 촉매판(52)은 전체 직경이 200mm일 때 두께는 10 ~ 50mm 내로 형성하고, 내부 통공인 촉매유로(532)의 직경은 3~10mm로 형성하는 것이 바람직하다.

상기한 바와같은 수치는 본 발명의 촉매반응장치가 소형으로 구동했을 때 적용되는 것으로, 대형으로 구동시에는 그 비율에 맞도록 증가하여 적용하는 것이 바람직하다. 다만 내부 촉매유로는 크기의 변화없이 형성갯수를 증가시키는 것이 접촉면적을 증가시키는 면에서 바람직하다.

또한, 도 4c에 도시된 바와같이 촉매판에 다수의 촉매유로를 형성한 타공판형태로 형성할 수 있다. 즉, 도4a와 같이 긴 원주의 경우에는 통공인 촉매유 로(532)를 다수로 형성하는 것에 기술적인 어려움이 있으나 촉매판(52)의 경우 작은 두께로 인해 가공성이 용이하여 다수의 촉매유로(532)를 형성하여 상하 적층되는 촉매소자를 정렬하지 않아도 다수의 촉매유로가 상하 연통됨으로 합성가스의 유동이 용이하게 이루어질 수 있는 것이다.

또한 도 4d를 참조한 바와같이 촉매판에 벌집형태의 촉매유로를 형성하거나 도 4e에 도시된 바와같이 격자형태를 갖도록 형성하여 합성가스와 촉매개질층의 접촉면적이 증가되도록 할 수 있다. 이때 상기 벌집형태 또는 격자형태는 도시된 바와같이 판체로 형성되거나 도 4a와 같이 원주의 형태로 형성될 수 있다.

상기한 바와같이 촉매개질층(50)을 형성하는 촉매의 재질로는 니켈, 지르코니아, 백운석, 감람석, Katalco 46-3Q, Katalco 46-6Q로 이루어진 군으로부터 일종 또는 이종이상 선택사용될 수 있다.

여기서 Katalco 46-3Q와 Katalco 46-6Q는 Johnson Matthey사에서 제조된 것으로, Katalco 46-3Q는 직경 16.5mm, 길이 15mm, 내부홀 직경 3.7mm, 벌크밀도 1150kg/m³, 평균분쇄강도 90kgf를 갖으며, NiO 23wt%, MgO 14wt%, SiO₂ 15wt%, K₂O 7wt%, SO₃ 0.01~0.1wt%, Na₂O 0.01~0.5wt%, 기타잔량 성분으로 구성된다.

또한, Katalco 46-6Q는 직경 13mm, 길이 17mm, 내부홀 직경 3.5mm, 벌크밀도 890kg/m³, 평균분쇄강도 60kgf를 갖으며, NiO 16wt%, SiO₂ 0.5wt%, SO₃ 0.001~0.15wt%, 잔량으로 ZrO₂ 가 증진된 성분으로 구성된다.

실시예

도 1에 도시된 바와같이 본 발명에 따른 본 발명에 따른 촉매반응장치(10)는 타르발생량이 비교적 적게 배출되는 하향류식 가스화장치(2)에 연계하도록 구성하였다. 가스화장치는 우드칩 기준시 1-2톤/일 규모로 합성가스 생성량은 100~150Nm³/h 수준의 용량을 지니고 있다. 가스화장치 하부에서의 온도는 대략 800~1,000℃ 수준을 유지하므로 촉매반응장치(10)를 가급적 가스화장치(2)와 가깝게 설치하였으며, 연결부위는 캐스타블로 시공하여 연결하였다.

또한 바이오매스 가스화장치는 후속공정이 전력 생산하는 용도이므로 촉매반응에 따른 개질과정 다음에 스크러버와 집진과정을 거친 다음 공급하도록 연계되어 있다.

가스화장치에 투입되는 연료인 시료로는 왕겨와 톱밥으로 성형된 바이오 펠렛을 사용하였다.

사용되는 바이오 펠렛의 공업분석 및 원소 분석값을 표1에 나타내었다.

바이오매스 가스화에서 수행된 실험조건은 바이오펠렛 공급량 40~80kg/h, 온도는 연소부를 기준시 1000℃를 유지하였다. 상기 가스화장치의 평균적인 운전조건을 표 2에 나타내었다.

생성가스 분석은 가스발전 전단계에 있는 Dust filter 출구에 설치된 샘플링 포트로부터 집진 및 냉각에 의한 전처리를 거친 다음 on-line 분석기(GC, HP6890)을 이용하여 분석하였다. 합성가스 개질용 촉매는 Katalco 46-6Q를 사용하였으며, 개질부위의 온도는 600~950℃ 범위를 유지하여 실험하였다.

상기 바이오펠렛 가스화와 연계된 촉매반응장치의 개질 온도에 따른 영향을 알수 있었다. 전반적으로 촉매에 의한 개질반응이 수행되기 전과 후의 가스조성 및 고위발열량을 비교하여 표 3에 나타내었다.

표 3에 나타난 바와같이 합성가스 중 수소 농도가 촉매에 의한 개질반응 전에는 6.2%였으나 개질반응 동안 수소농도의 평균치는 14.2%, 최대치는 19.3%로 증가하였다. 가스화 후 생성된 타르 발생량은 개질 전 3.9 ~ 4.4g/Nm³ 수준으로 나타났으며, 촉매 개질 후 약 300 mg/Nm³로 측정되었다.

도 5는 촉매반응장치 내의 온도에 따른 합성가스의 조성변화를 나타낸 그래프로써, 참고한 바와같이 온도가 상승함에 따라 수소 생성량이 증가하고, CO 생성량은 감소하는 것을 알 수 있었다.

이것은 촉매 반응 온도가 상승함에 따라 CnHm + nH₂O → nCO +(n+m/2)H₂의 고온수증기 개질반응뿐만 아니라 CO + H₂O → CO + H₂의 수성가스화 반응이 동시에 일어나면서 CO가 스팀과 반응하여 수소로 전환되어져서 수소 생성량이 증가하고 CO 생성량이 감소한 것으로 판단된다.

한편, 상기 서술한 예는, 본 발명을 설명하고자하는 예일 뿐이다. 따라서 본 발명이 속하는 기술분야의 통상적인 전문가가 본 상세한 설명을 참조하여 부분변경 사용한 것도 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연한 것이다.

도 1은 본 발명의 촉매반응장치를 구동하는 가스화발전시스템의 전체구성도.

도 2는 본 발명에 따른 촉매반응장치의 개략도.

도 3은 본 발명에 따른 히터가 구비된 촉매반응장치의 개략도.

도 4a 내지 도 4e는 본 발명에 따른 촉매개질층을 구성하는 촉매소자 또는 촉매판의 실시예를 도시한 사시도.

도 5는 본 발명에 따른 촉매반응장치 내의 온도에 따른 합성가스의 조성변화를 나타낸 그래프.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 촉매반응장치

20 : 반응챔버

30 : 분리챔버

40 : 유입관

50 : 촉매개질층

51 : 촉매소자 52 : 촉매판

531 : 결함구 532 : 촉매유로

60 : 배출관

70 : 히터

71 : 유로

Claims

합성가스에 포함된 타르와 수트 및 미반응물질을 제거하고 개질시키는 촉매반응장치에 있어서,

관체로 상단에는 배출구가 형성되고, 측면의 상부에는 유입구가 형성된 반응챔버(20)와;

상기 반응챔버의 하단에 연통설치되는 분리챔버(30)와;

상기 반응챔버의 내주면과 이격된 틈이 형성되도록 수직으로 설치되데, 상단은 반응챔버의 유입구를 통해 외부관과 연설되어 바이오매스를 가스화한 합성가스를 공급받도록 하고, 하단은 분리챔버(30)에 일부 표출시켜 공급받은 합성가스를 분리챔버로 배출시키는 유입관(40)과;

상기 유입관(40)과 반응챔버(20)의 내주면 사이의 이격틈에 설치되고, 분리챔버로 공급된 합성가스가 상측배출구로 이동되면서 내포된 타르와 수트성분을 개질시키는 촉매개질층(50)과;

상기 촉매개질층(50)에 의해 개질된 합성가스를 배출시키는 배출관(60);을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 타르개질과 수트제거용 촉매반응장치.
제1항에 있어서,

상기 분리챔버(30)는 수평단면적을 유입관(40)의 단면적보다 크게 형성해 합성가스 유속이 급격히 저하되도록 하여 합성가스에 내포된 입자상물질이 침강하여 분리되도록 한 것을 특징으로 하는 타르개질과 수트제거용 촉매반응장치.
제1항에 있어서,

상기 촉매개질층(50)의 하단에는 히터(70)를 더 설치하여 합성가스의 온도를 상승시키도록 한 것을 특징으로 하는 타르개질과 수트제거용 촉매반응장치.
제3항에 있어서,

상기 히터(70)는 유로(71)가 다수 형성된 다공성 세라믹 히터를 사용하여 촉매개질층의 온도가 600~900℃를 유지하도록 한 것을 특징으로 하는 타르개질과 수트제거용 촉매반응장치.
제1항에 있어서,

상기 촉매개질층(50)은 다수의 촉매유로(532)를 갖는 다공성 촉매판(52)을 적층하여 구성됨을 특징으로 하는 타르개질과 수트제거용 촉매반응장치.
제1항에 있어서,

상기 촉매개질층(50)은 벌집형태로 형성하여 표면적을 증가시킨 것을 특징으로 하는 타르개질과 수트제거용 촉매반응장치.
제1항에 있어서,

상기 촉매개질층(50)은 격자형태로 형성하여 표면적을 증가시킨 것을 특징으로 하는 타르개질과 수트제거용 촉매반응장치.
제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 촉매개질층(50)을 형성하는 촉매는 니켈, 지르코니아, 백운석, 감람석, Katalco 46-3Q, Katalco 46-6Q로 이루어진 군으로부터 선택사용됨을 특징으로 하는 타르개질과 수트제거용 촉매반응장치.