KR101182291B1 - 유도가열장치가 결합된 셀룰로오스 탄화체를 이용한 촉매반응장치 - Google Patents

유도가열장치가 결합된 셀룰로오스 탄화체를 이용한 촉매반응장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101182291B1
KR101182291B1 KR1020100082744A KR20100082744A KR101182291B1 KR 101182291 B1 KR101182291 B1 KR 101182291B1 KR 1020100082744 A KR1020100082744 A KR 1020100082744A KR 20100082744 A KR20100082744 A KR 20100082744A KR 101182291 B1 KR101182291 B1 KR 101182291B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
catalytic reaction
module
carbide
catalyst
honeycomb
Prior art date
Application number
KR1020100082744A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20120019523A (ko
Inventor
정남조
한성옥
김희연
유윤종
Original Assignee
한국에너지기술연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국에너지기술연구원 filed Critical 한국에너지기술연구원
Priority to KR1020100082744A priority Critical patent/KR101182291B1/ko
Publication of KR20120019523A publication Critical patent/KR20120019523A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101182291B1 publication Critical patent/KR101182291B1/ko

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/08Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
    • B01J19/087Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electric or magnetic energy
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/70Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/74Iron group metals
    • B01J23/755Nickel
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/02Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

본 발명의 촉매반응 장치는 셀룰로오스 섬유를 열처리하여 얻은 새로운 구조의 하니컴 탄화체를 이용하며, 상기 탄화체의 표면에 나노 크기의 니켈 촉매를 코팅하여 새로운 형태의 촉매반응 장치를 구성하며, 셀룰로오스 탄화체의 표면에 코팅된 니켈 나노 촉매만을 선택적으로 가열시킬 수 있는 유도가열 장치를 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

유도가열장치가 결합된 셀룰로오스 탄화체를 이용한 촉매반응장치{Induction heater-combined catalytic reactor fabricated with carbonized cellulose fibers}
본 발명은 유도가열장치가 결합된 셀룰로오스 탄화체를 이용한 촉매반응장치에 관한 것으로서, 셀룰로오스 섬유를 열처리하여 마이크로 튜브 구조를 갖는 하니컴(honeycomb) 구조의 탄화물을 형성하고, 이를 이용하여 촉매반응 모듈을 구성하며, 상기 촉매반응 모듈에 유도가열 방식을 도입하여 효율적으로 가스의 촉매반응을 시킬 수 있는 장치에 대한 것이다.
즉, 본 발명은 고온에서 탄화된 다수의 마이크로 튜브를 갖는 하니컴 형태의 셀룰로오스 탄화체를 이용한 촉매 반응장치에 관한 내용으로, 좀 더 구체적으로는 하니컴 형태의 탄화체 표면에 코팅된 니켈 나노 촉매만을 선택적으로 가열할 수 있는 유도가열 장치를 구비한 촉매반응 장치에 관한 것이다.
마이크로 채널을 이용한 촉매반응장치는 이미 관련 응용분야에서 활발히 진행되고 있다. 기존의 마이크로 채널을 이용한 촉매반응장치는 주로 금속이나 세라믹 계열의 재질을 이용하여 마이크로 채널 구조물을 형성하고, 형성된 마이크로 채널에 워시코팅(washcoating) 방식을 이용하여 촉매를 코팅한 후, 이를 촉매반응에 이용하는 것이 대부분이었다. 최근에는 SiC 재질의 마이크로 채널 구조체를 이용한 촉매반응기에 대한 개발도 보고되고 있다.
그러나 기존의 기술은 마이크로 채널을 구성하기 위한 공정이 매우 복잡할 뿐만 아니라 제조비용이 높다는 단점이 있었다. 또한 촉매개시를 위한 열원 공급이 대부분 외부에서 가열된 열풍을 이용하거나 촉매제를 전기히터 등을 이용하여 직접 가열하는 방식을 이용하고 있어, 시스템의 소형화 및 에너지 절감 측면에서는 매우 비효율적인 측면이 있었다.
이에, 본 발명자는 가격이 매우 저렴한 셀룰로오스를 직접 탄화시켜 얻은 마이크로 튜브 구조의 탄화체를 이용하여 경제적이면서 원하는 하니컴 구조를 매우 단순한 공정으로 확보할 수 있는 촉매반응장치를 개발하였다.
또한, 본 발명자는 유도가열 방식을 이용하기 때문에 촉매체 전체를 가열하지 않고, 나노 크기의 촉매만을 직접 가열하여 촉매반응을 개시할 수 있어, 에너지를 절약하고 시스템을 소형화시킬 수 있는 촉매반응장치를 개발하였다.
본 발명의 목적은 간단한 공정과 저렴한 비용으로 제조할 수 있는 마이크로 채널을 구비한 촉매반응장치를 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 목적은 촉매체 전체 및 분위기가스를 예열하지 않고도, 촉매반응을 개시할 수 있는 촉매반응장치를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 문제를 해결하기 위하여, 본 발명은 가격이 저렴한 셀룰로오스를 직접 탄화시켜 제조한 마이크로 튜브 구조의 탄화체를 이용하였으며, 유도가열 방식을 도입하여 촉매체 전체를 가열하지 않고, 나노 크기의 촉매만을 직접 가열하여 촉매반응을 개시할 수 있도록 하였다.
구체적으로, 본 발명의 목적은 셀룰로오스 하니컴 탄화체 다발과 상기 탄화체 다발 표면에 코팅된 촉매를 포함하는 촉매반응 모듈을 제공함으로써 달성된다.
여기서, 상기 촉매반응 모듈은 상기 촉매가 코팅된 셀룰로오스 하니컴 탄화체 다발을 고정시키기 위한 틀과 마개를 추가로 포함할 수 있으며, 상기 틀은 알루미나 또는 퀄츠(quartz)로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 셀룰로오스 하니컴 탄화체 다발은 케나프 섬유를 500~1800℃의 온도에서 열처리하여 얻어진 단일 하니컴 탄화체들을 묶은 것이며, 상기 탄화체 다발을 구성하는 단일 하니컴 탄화체의 개수를 조절하여 촉매반응 용량을 가변시킬 수 있다. 그리고, 상기 촉매는 자기 특성을 갖는 다양한 촉매가 사용될 수 있으나, 바람직하게는 니켈 나노 촉매가 사용될 수 있다.
한편, 본 발명은 ⅰ) 셀룰로오스 섬유를 탄화시켜 단일 하니컴 탄화체들을 제조하는 단계, ⅱ) 단일 하니컴 탄화체들을 묶어 하니컴 탄화체 다발을 제조하는 단계, ⅲ) 제조된 하니컴 탄화체 다발의 한쪽 방향으로 촉매용액을 공급하면서, 반대편 방향에서 진공펌프로 촉매용액을 흡입함으로써, 촉매를 코팅하는 단계, 및 iv) 상기 촉매가 코팅된 하니컴 탄화체 다발을 환원시키는 단계를 포함하는 촉매반응 모듈 제조방법을 제공한다.
이때, 환원시킨 하니컴 탄화체 다발을 고정하기 위하여 틀과 마개를 마무리하는 단계를 추가로 포함할 수 있으며, 상기 틀은 알루미나 또는 퀄츠(quartz)로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 단일 하니컴 탄화체는 케나프 섬유를 500~1800℃의 온도에서 열처리하여 얻어질 수 있으며, 상기 탄화체 다발을 구성하는 단일 하니컴 탄화체의 개수를 조절하여 촉매반응 용량을 가변시킬 수 있다. 그리고, 상기 촉매는 자기 특성을 갖는 다양한 촉매가 사용될 수 있으나, 바람직하게는 니켈 나노 촉매가 사용될 수 있다.
한편, 본 발명은 표면에 촉매가 코팅된 셀룰로오스 하니컴 탄화체 다발을 포함하는 촉매반응 모듈의 가열 모듈로서, i) 상기 촉매반응 모듈이 내부에 삽입되는 가열기와 ⅱ) 상기 가열기 내부에 내장된 유도 코일을 포함하는 유도가열 모듈을 제공한다.
여기서, 상기 유도 코일에 가해지는 전류량과 주파수를 조절하여 하니컴 탄화체 다발에 코팅된 촉매의 가열 강도를 제어할 수 있다.
한편, 본 발명은 ⅰ) 표면에 촉매가 코팅된 셀룰로오스 하니컴 탄화체 다발을 포함하는 촉매반응 모듈, ⅱ) 상기 촉매반응 모듈이 내부에 삽입되는 가열기와 상기 가열기 내부에 내장된 유도 코일로 구성된 유도가열 모듈, ⅲ) 상기 유도가열 모듈에 가해지는 전류장과 주파수를 조절하는 유도가열 제어 모듈, 및 ⅳ) 상기 촉매반응 모듈 내로 반응 가스를 공급하는 가스공급 모듈을 포함하는 촉매반응장치를 제공한다.
여기서, 상기 촉매 반응 모듈은 촉매가 코팅된 셀룰로오스 하니컴 탄화체 다발을 고정시키기 위한 틀과 마개를 추가로 포함할 수 있으며, 상기 틀은 알루미나 또는 퀄츠(quartz)로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 셀룰로오스 하니컴 탄화체 다발은, 케나프 섬유를 500~1800℃의 온도에서 열처리하여 얻어진 단일 하니컴 탄화체들을 묶어 제조할 수 있으며, 상기 탄화체 다발을 구성하는 단일 하니컴 탄화체의 개수를 조절하여 촉매반응 용량을 가변시킬 수 있다.
그리고, 상기 유도가열 제어 모듈은 상기 유도가열 모듈의 유도 코일에 가해지는 전류량과 주파수를 조절하여 하니컴 탄화체 다발에 코팅된 촉매의 가열 강도가 제어할 수 있다.
본 발명은 값싼 소재인 셀룰로오스를 이용하기 때문에 경제성이 매우 뛰어나며, 유도가열장치를 통해 촉매만을 선택적으로 가열할 수 있기 때문에 에너지 절감 및 시스템의 소형화에 매우 유리하여, 다양한 시스템에 적용할 수 있는 다양한 장점을 갖는다.
또한, 본 발명의 촉매반응 장치는 기존의 마이크로채널 구조를 갖는 촉매반응장치와는 달리, 연료전지, 수소 개질 반응장치, 기타 가스합성분리반응장치 등 다양한 응용분야에 활용이 가능하다.
도 1은 본 발명에 따른 유도가열 장치가 구비된 촉매 반응장치의 전체적인 개략도이다.
도 2는 촉매반응 모듈과 유도가열 장치의 구성에 대한 상세도이다.
도 3은 본 발명에 따른 셀룰로오스 탄화체 다발의 구성과 니켈나노 촉매의 코팅에 대한 상세도이다.
도 4a, 4b는 본 발명에 따른 셀룰로오스 탄화체 다발의 표면에 코팅된 니켈 나노 촉매의 고배율 이미지이다.
도 5는 본 발명에 따른 셀룰로오스 탄화체를 이용한 촉매반응 모듈의 구성 순서도이다.
도 6a 내지 6d는 본 발명에 따른 셀룰로오스 탄화체를 이용한 촉매반응 모듈의 실시예들을 보여주는 사진이다.
본 발명의 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용 효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 명세서에 첨부된 도면에 의거한 이하 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세하게 설명한다.
본 발명의 촉매반응모듈은 기존의 금속이나 세라믹 계열의 재질을 이용한 마이크로 채널 구조물들과는 달리, 셀룰로오스 하니컴 탄화체 다발과 상기 탄화체 다발 표면에 코팅된 촉매로 이루어진 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 촉매반응 모듈은 상기 촉매가 코팅된 셀룰로오스 하니컴 탄화체 다발을 고정시키기 위하여 틀(22)과 마개(23)를 이용하여 마무리할 수 있으며, 상기 틀은 알루미나 또는 퀄츠(quartz)로 이루어질 수 있으며, 상기 마개는 하니컴 구조의 세라믹 재질이 사용될 수 있다.
상기 셀룰로오스 하니컴 탄화체 다발은 케나프 섬유와 같은 셀룰로오스 섬유 재료를 세척 건조하고, 500~1800℃의 온도에서 아르곤과 수소의 혼합가스 분위기 하에서 열처리하여 얻어진 단일 하니컴 탄화체들을 묶어 제조할 수 있으며, 상기 탄화체 다발을 구성하는 단일 하니컴 탄화체의 개수를 조절하여 전체적인 촉매반응 용량을 조절할 수 있으며, 이것은 장치 용량을 가변할 수 있는 중요한 인자가 된다.
도 3의 삽입 이미지는 발명에 따른 셀룰로오스 탄화체 다발의 표면에 코팅된 니켈 나노 촉매의 고배율 SEM 이미지로서, 얻어진 탄화체 한 개의 지름은 20μm 정도이며, 단면에는 5μm 정도의 마이크로 튜브 구조가 여러 개 구성되어 있는 것을 볼 수 있다.
이때 상기 탄화체 다발에 코팅되는 촉매는 반응에 따라 자기 특성을 갖는 다양한 촉매가 사용될 수 있으며, 일 실시예로서 니켈 나노 촉매가 사용될 수 있다.
한편, 상기 촉매반응 모듈은 도 2에 도시된 바와 같이, 먼저 셀룰로오스 섬유를 탄화시켜 단일 하니컴 탄화체(24)를 제조한 후, 단일 하니컴 탄화체들을 묶어 하니컴 탄화체 다발(25)을 제조하고, 다발 지름에 적합한 크기를 갖는 퀄츠 튜브 (26)에 넣은 후, 제조된 하니컴 탄화체 다발의 한쪽 방향으로 촉매용액(27)을 공급하면서 반대편 방향에서 진공펌프(28)로 촉매용액을 흡입하여 촉매를 코팅하고, 최종적으로 상기 촉매가 코팅된 하니컴 탄화체 다발을 환원시킴으로써 제조할 수 있다.
이때, 도 5에 도시된 바와 같이, 환원시킨 하니컴 탄화체 다발을 고정하기 위하여 틀(22)과 마개(23)를 마무리하는 단계를 추가로 포함할 수 있으며, 상기 틀은 알루미나 또는 퀄츠(quartz)로 이루어질 수 있으며, 상기 마개는 하니컴 구조의 세라믹 재질이 사용될 수 있다.
상기 촉매반응 모듈에 사용되는 단일 하니컴 탄화체는 앞서 살펴보았듯이, 케나프 섬유 등 셀룰로오스 섬유 재료를 500~1800℃의 온도에서 열처리하여 얻어질 수 있으며, 상기 탄화체 다발을 구성하는 단일 하니컴 탄화체의 개수를 조절하여 촉매반응 용량을 가변시킬 수 있다.
또한, 상기 촉매는 자기 특성을 갖는 다양한 촉매가 사용가능하나, 일 실시예로서 니켈 나노 촉매가 사용될 수 있다. 니켈 촉매를 사용하여 코팅하는 경우, 수화니켈나이트라이트(Ni(NO3)26H2O)를 물과 0.01-0.5 mole 비율로 혼합하여 니켈촉매용액(27)을 만들고, 상기에서 구성된 퀄츠트브(26) 안으로 니켈촉매용액(27)을 공급하면서, 반대편에서 진공펌프(28)로 흡입하면 니켈 나이트라이트 (Ni(NO3)2)가 코팅된 탄화체 다발(25)을 얻을 수 있다.
이렇게 얻어진 시료를 500도 정도의 수소 분위기에서 환원시켜주면 최종적으로 나노 크기의 니켈 촉매가 코팅된 셀룰로오스 탄화체 다발(25)을 얻게 된다.
한편, 상기에서 제조한 촉매반응 모듈을 가열시키기 위한 본 발명의 가열 모듈은 도 2에서 볼 수 있듯이, i) 상기 촉매반응 모듈이 내부에 삽입되는 가열기(2)와 ⅱ) 상기 가열기 내부에 내장된 유도 코일(29)을 포함하는 유도가열 모듈을 포함한다.
촉매반응 모듈에 상기 본 발명의 유도 가열 모듈을 사용함으로써, 열풍이나 전기히터 등을 이용한 직접 가열 방식과는 달리, 유도자기장을 통한 가열을 통해 촉매만을 선택적으로 가열할 수 있을 뿐만 아니라 코일에 가해지는 전류량과 주파수를 조절하여 하니컴 탄화체 다발에 코팅된 촉매의 가열 강도를 간편하게 조절할 수 있다.
한편, 상기에서 살펴본 촉매반응모듈과 유도가열모듈을 이용한 본 발명의 촉매반응장치는 도 1의 전체 구성도에서 볼 수 있듯이, ⅰ) 표면에 촉매가 코팅된 셀룰로오스 하니컴 탄화체 다발을 포함하는 촉매반응 모듈, ⅱ) 상기 촉매반응 모듈이 내부에 삽입되는 가열기와 상기 가열기 내부에 내장된 유도 코일로 구성된 유도가열 모듈, ⅲ) 상기 유도가열 모듈에 가해지는 전류장과 주파수를 조절하는 유도가열 제어 모듈, 및 ⅳ) 상기 촉매반응 모듈 내로 반응 가스를 공급하는 가스공급 모듈을 포함하도록 구성할 수 있다.
여기서, 상기 유도가열 제어 모듈은 상기 유도가열 모듈의 유도 코일에 가해지는 전류량과 주파수를 조절하기 위한 것으로서, 이를 통하여 하니컴 탄화체 다발에 코팅된 촉매의 가열 강도를 제어할 수 있다.
상기 반응용 가스는 탄화수소계 가스 및 수소와 같은 가연성 가스와 질소나 아르곤과 같은 비가연성 가스가 혼합된 혼합가스로 공급될 수도 있으며, 이 외에도 에탄올이나 메탄올과 같은 액체 연료를 기화시켜 가스공급장치(1)와 가스공급제어장치(12)에 의해 공급될 수도 있도록 구성한다
이하에서는, 본 발명에 따른 촉매반응장치의 촉매반응 모듈 제조에 대한 실시예를 살펴본다. 그러나, 본 발명의 범주가 이하의 바람직한 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 당업자라면 본 발명의 권리범위 내에서 본 명세서에 기재된 내용의 여러 가지 변형된 형태를 실시할 수 있다.
[실시예] 촉매 반응 모듈의 제조
도 4a, b는 본 발명에 따른 셀룰로오스 탄화체 다발의 표면에 코팅된 니켈 나노 촉매에 대한 실시예를 보여준다. 도면 4a에서 탄화체(24)의 표면에 작은 점들이 균일하게 코팅되어 있는 것을 관찰할 수 있다. 이것을 고배율 도면 4b의 이미지와 결정구조를 통해 확인해 보면, 5-10 nm의 니켈 촉매임을 확인할 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 셀룰로오스 탄화체 다발(25)을 이용한 촉매반응 모듈 구성 순서도를 보여준다. 도 3에서 설명된 것과 같이 제조된 셀룰로오스 탄화체 다발(25)을 촉매반응모듈 틀(22)에 넣고, 촉매반응모듈 마개(23)를 상하에서 마감처리해 주면 촉매반응 모듈의 구성이 완성된다.
이때 촉매반응모듈 틀(22)로는 퀄츠나 알루미나 재질의 튜브가 사용되었으며, 촉매반응모듈 마개(23)는 하니컴 구조의 세라믹 재질이 사용되었다
도 6a 내지 6d는 본 발명에 따른 셀룰로오스 탄화체를 이용한 촉매반응 모듈의 다양한 실시예 이미지들을 나타낸다. 도 6a은 촉매반응모듈 틀(22)에 촉매반응모듈 마개(23)가 상하에서 마감 처리되어 있는 것을 보여주는 이미지이며, 도 6b는 촉매반응모듈 틀(22) 안에 셀룰로오스 탄화체 다발(25)이 삽입된 이미지이다
도 6c는 촉매반응모듈 틀(22) 안에 삽입된 셀룰로오스 탄화체 다발(25)을 고정하기 위해 촉매반응모듈 틀(22)의 상하에서 촉매반응모듈 마개(23)를 이용하여 마감 처리한 또 다른 실시예의 이미지이며, 도 6d는 구성된 촉매반응모듈의 크기별 배열을 보여준다.
앞서 살펴보았듯이, 본 발명의 촉매반응모듈, 유도가열모듈 및 촉매반응장치를 통하여 간단한 공정과 저렴한 비용으로 마이크로 채널을 제조할 수 있을 뿐만 아니라 촉매체 전체 및 분위기가스를 예열하지 않고도 촉매반응을 개시할 수 있다.
본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 설명에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능하며, 그와 같은 변형은 본 발명의 보호 범위 내에 있게 된다.
(1) : 가스공급장치 (12) : 가스공급제어장치
(2) : 유도가열장치 (22) : 촉매반응모듈 틀
(23) : 촉매반응모듈 마개 (24) : 단일 하니컴 탄화체
(25) : 셀룰로오스 탄화체 다발 (26) : 퀄츠튜브
(27) : 니켈촉매용액 (28) : 진공펌프
(29) : 유도가열코일 (3) : 유도가열 제어장치
(4) : 반응가스

Claims (21)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 표면에 촉매가 코팅된 셀룰로오스 하니컴 탄화체 다발을 포함하는 촉매반응 모듈의 가열 모듈로서,
    i) 상기 촉매반응 모듈이 내부에 삽입되는 가열기와 ⅱ) 상기 가열기 내부에 내장된 유도 코일을 포함하는 유도가열 모듈.
  14. 제13항에 있어서, 상기 유도 코일에 가해지는 전류량과 주파수를 조절하여 하니컴 탄화체 다발에 코팅된 촉매의 가열 강도가 제어되는 것을 특징으로 하는 유도가열 모듈.
  15. ⅰ) 표면에 촉매가 코팅된 셀룰로오스 하니컴 탄화체 다발을 포함하는 촉매반응 모듈, ⅱ) 상기 촉매반응 모듈이 내부에 삽입되는 가열기와 상기 가열기 내부에 내장된 유도 코일로 구성된 유도가열 모듈, ⅲ) 상기 유도가열 모듈에 가해지는 전류장과 주파수를 조절하는 유도가열 제어 모듈, 및 ⅳ) 상기 촉매반응 모듈 내로 반응 가스를 공급하는 가스공급 모듈을 포함하는 촉매반응장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 촉매 반응 모듈이 촉매가 코팅된 셀룰로오스 하니컴 탄화체 다발을 고정시키기 위한 틀과 마개를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 촉매반응장치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 틀이 알루미나 또는 퀄츠(quartz)로 이루어진 것을 특징으로 하는 촉매반응장치.
  18. 제15항에 있어서, 상기 셀룰로오스 하니컴 탄화체 다발이, 케나프 섬유를 500~1800℃의 온도에서 열처리하여 얻어진 단일 하니컴 탄화체들을 묶은 것임을 특징으로 하는 촉매반응장치.
  19. 제18항에 있어서, 상기 탄화체 다발을 구성하는 단일 하니컴 탄화체의 개수를 조절하여 촉매반응 용량을 가변시키는 것을 특징으로 하는 촉매반응장치.
  20. 제15항에 있어서, 상기 유도가열 제어 모듈이 상기 유도가열 모듈의 유도 코일에 가해지는 전류량과 주파수를 조절하여 하니컴 탄화체 다발에 코팅된 촉매의 가열 강도가 제어되는 것을 특징으로 하는 촉매반응장치.
  21. 제15항에 있어서, 상기 촉매가 니켈 나노 촉매인 것을 특징으로 하는 촉매반응장치.
KR1020100082744A 2010-08-26 2010-08-26 유도가열장치가 결합된 셀룰로오스 탄화체를 이용한 촉매반응장치 KR101182291B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100082744A KR101182291B1 (ko) 2010-08-26 2010-08-26 유도가열장치가 결합된 셀룰로오스 탄화체를 이용한 촉매반응장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100082744A KR101182291B1 (ko) 2010-08-26 2010-08-26 유도가열장치가 결합된 셀룰로오스 탄화체를 이용한 촉매반응장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120019523A KR20120019523A (ko) 2012-03-07
KR101182291B1 true KR101182291B1 (ko) 2012-09-12

Family

ID=46128385

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100082744A KR101182291B1 (ko) 2010-08-26 2010-08-26 유도가열장치가 결합된 셀룰로오스 탄화체를 이용한 촉매반응장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101182291B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230100287A (ko) 2021-12-28 2023-07-05 한국생산기술연구원 저전력 고주파 유도가열을 활용한 금속 모노리스 촉매 반응기 기반 탄소배출 제로형 에너지 생산 시스템 및 방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230100287A (ko) 2021-12-28 2023-07-05 한국생산기술연구원 저전력 고주파 유도가열을 활용한 금속 모노리스 촉매 반응기 기반 탄소배출 제로형 에너지 생산 시스템 및 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20120019523A (ko) 2012-03-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2311557B1 (en) Method for producing a microtubular reactor module
JP5709954B2 (ja) 金属−炭素複合体担持触媒の製造方法
CN100469433C (zh) 化学微反应器及其方法
AU2005230961B2 (en) Systems and methods for synthesis of extended length nanostructures
CN105833889B (zh) 一种基于多孔石墨烯/纳米陶瓷三明治结构的载铂催化剂及其制备方法
JP2006136878A (ja) ナノフィルター濾材の製造方法及びその製造装置
US8946111B2 (en) Fibrous composite catalytic structure having at least three solid phases
KR20070095705A (ko) 나노튜브 또는 나노섬유가 직접 합성 성장된 고효율금속필터의 제조방법
US7985704B2 (en) Method of regenerating absorbent
KR101182291B1 (ko) 유도가열장치가 결합된 셀룰로오스 탄화체를 이용한 촉매반응장치
EP3803209B1 (en) Continuous composite surface and burner surface
JP4380248B2 (ja) カーボンナノチューブの製造方法及び製造装置
KR20120114261A (ko) 실리카계 수소 분리 재료 및 그 제조 방법과 그것을 포함한 수소 분리 모듈 및 수소 제조 장치
JP2631244B2 (ja) 燃料電池用水素製造方法及び装置
KR102204580B1 (ko) 고주파 유도 가열을 이용한 수소 생산용 개질 반응 장치
CN108367278A (zh) 用于化学工艺强化的方法和设备
JP4029575B2 (ja) 燃料改質装置
JP2008543019A (ja) 繊維由来の固体酸化物燃料電池
JP4774994B2 (ja) カーボンナノ構造体の製造方法、触媒金属粒子複合材料およびその製造方法
RU2455068C2 (ru) Катализатор, способ его приготовления и способ получения синтез-газа из синтетических углеводородных топлив
CN105129732B (zh) 一种采用流化床进行深度脱除co的优先氧化方法及装置
KR101943089B1 (ko) 탄소나노튜브 얀을 제조하는 장치
CN102421704A (zh) 用于碳纳米管合成的紧密接近催化的方法和系统
JP4723228B2 (ja) ムスターシュ繊維
CN116371402A (zh) 一种基于碳基催化剂的原位电热催化反应系统、其制备方法及应用

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150904

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160905

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170921

Year of fee payment: 6