KR101187960B1 - Carbon monoxide removal reactor for modification of reformatted gas and air mixture increases the performance - Google Patents

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Abstract

본 발명은 일산화탄소 제거 반응기를 포함하는 것으로, 개질가스에 포함된 일산화탄소(CO)를 제거하기 위하여, 촉매와 가스가 반응하는 배플부와 개질가스와 공기의 혼합 성능을 향상 시키기 위한 유로게이트부를 갖는 것을 특징으로 하되, 배플부는 외부 몸체 및 내부 몸체의 사이에 동심원을 이루는 형태로 배치되어, 상기 내부 몸체와 사이의 영역을 통하여 상기 개질가스 및 공기가 하부 방향으로 유입되도록 하고, 촉매와 반응 후 상기 외부 몸체와 사이의 영역을 통하여 촉매와 가스는 상부 방향으로 반응 후 상부로 배출되도록 하는 경로를 제공하는 원통형의 배플(Baffle)을 갖고, 상기 배플의 하부에 배치되는 유로게이트부로, 외부 몸체와 내부 몸체 사이를 가로지르는 격벽 형태로 이루어지는 복수개의 유로게이트를 포함하되, 상기 유로게이트는 횡방향으로 가스가 혼합되는 경로를 제공하는 유로공을 포함하는 것을 특징으로 하는 발명에 관한 것이다.The present invention includes a carbon monoxide removal reactor, in order to remove carbon monoxide (CO) contained in the reformed gas, having a baffle portion through which the catalyst and the gas reacts and a flow path portion for improving the mixing performance of the reformed gas and air. Characterized in that, the baffle portion is arranged in a concentric manner between the outer body and the inner body, the reformed gas and air through the region between the inner body and the inlet flows in the downward direction, after the reaction with the catalyst the outer Through the region between the body and the catalyst and the gas has a cylindrical baffle (Baffle) that provides a path for the discharge in the upper direction after the reaction in the upper direction, the flow path portion disposed under the baffle, the outer body and the inner body It includes a plurality of flow paths formed in the form of a partition wall crossing between the flow paths, It relates to an invention characterized in that it comprises a flow path hole for providing a path for the gas is mixed in the cross direction.

Description

개질가스와 공기의 혼합 성능을 증가시킨 일산화탄소 제거 반응기{CARBON MONOXIDE REMOVAL REACTOR FOR MODIFICATION OF REFORMATTED GAS AND AIR MIXTURE INCREASES THE PERFORMANCE}CARBON MONOXIDE REMOVAL REACTOR FOR MODIFICATION OF REFORMATTED GAS AND AIR MIXTURE INCREASES THE PERFORMANCE}

본 발명은 일산화탄소 제거 반응기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 개질된 연료전지 가스와 공기와의 혼합 성능을 향상시키고, 혼합가스와 촉매부의 접촉 면적 및 접촉 시간을 증가시킴으로써, 일산화탄소(CO) 제거 효과를 극대화시킬 수 있도록 하는 기술에 관한 것이다.
The present invention relates to a carbon monoxide removal reactor, and more particularly, to improve the mixing performance of the reformed fuel cell gas and air, and to increase the contact area and the contact time of the mixed gas and the catalyst portion, thereby improving the carbon monoxide (CO) removal effect. It's about technology that allows you to maximize it.

연료전지에 수소를 공급하기 위하여 연료전지 입측에 배치되는 개질기는 반응가스를 이용하여 수소(H2)로 개질(reforming)하는 기능을 수행한다.The reformer disposed at the fuel cell inlet side to supply hydrogen to the fuel cell performs a function of reforming hydrogen (H 2 ) by using a reaction gas.

이를 위하여, 개질기는 메탄(CH4) 등과 같은 탄화수소류를 연료로 하여 다량의 수소로 개질하는 고온개질부와, 고온개질에 의하여 불가피하게 생성되는 일산화탄소를 변성시키는 일산화탄소 변성부(CO변성부) 및 일산화탄소 제거부(CO제거부)를 포함한다.To this end, the reformer includes a high temperature reforming unit for reforming a large amount of hydrogen using hydrocarbons such as methane (CH 4 ), a carbon monoxide modifying unit (CO modifying unit) for modifying carbon monoxide inevitably generated by high temperature reforming, and It includes a carbon monoxide removal unit (CO removal unit).

이때, 일산화탄소 변성부까지의 개질을 거치고 나면 다량의 H2 가스와 0.5% 정도의 CO 가스를 포함하게 된다.At this time, after the modification to the carbon monoxide modified portion, it contains a large amount of H 2 gas and about 0.5% CO gas.

따라서, CO 가스를 ppm 단위로 제거하기 위하여 PROX반응(Preferential Oxidation)을 위한 일산화탄소 제거부가 더 필요하게 되며, PROX반응(Preferential Oxidation)은 다음과 같다.Therefore, in order to remove the CO gas in ppm unit, the carbon monoxide removal unit for the PROX reaction (Preferential Oxidation) is further required, and the PROX reaction (Preferential Oxidation) is as follows.

Preferential Oxidation 반응 : CO + 1/2O2 → CO2
Preferential Oxidation Reaction: CO + 1 / 2O 2 → CO 2

상기와 같은 반응식에 의하면, 개질가스를 공기와 혼합하여 CO를 CO2 로 변형시키어 농도를 낮추는 원리를 이용함을 알 수 있다.According to the reaction scheme as described above, it can be seen that the principle of lowering the concentration by modifying CO into CO 2 by mixing the reformed gas with air is used.

따라서, 기존의 일산화탄소 제거 반응기 구조를 살펴보면 개질가스와 공기를 혼합하는 구조로서 복수개의 격벽을 이용하는 구조를 볼 수 있다.Therefore, looking at the structure of the conventional carbon monoxide removal reactor can be seen a structure using a plurality of partitions as a structure for mixing the reformed gas and air.

도 1은 종래 기술에 따른 일산화탄소 제거 반응기를 나타낸 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a carbon monoxide removal reactor according to the prior art.

도 1을 참조하면, 일산화탄소 제거 반응기(10)의 일측에 혼합가스를 내부로 주입하는 주입구(20)가 구비되고, 본체 내부에는 혼합가스의 유로를 변형시키는 복수개의 격벽(30)들이 구비되어 가스의 흐름이 상하 왕복 경로가 형성된다. 그리고, 일산화탄소 제거 반응기(10)의 타측에 일산화탄소가 제거된 개질가스를 배출시키는 배출구(40)가 구비된다.
Referring to FIG. 1, an injection port 20 for injecting a mixed gas therein is provided at one side of the carbon monoxide removal reactor 10, and a plurality of partitions 30 are provided in the body to deform a flow path of the mixed gas. The flow of the up and down reciprocating path is formed. And, the other side of the carbon monoxide removal reactor 10 is provided with an outlet 40 for discharging the reformed gas from which carbon monoxide has been removed.

그러나, 상기와 같은 구조의 일산화탄소 제거 반응기에서는 개질가스와 공기의 혼합 성능을 증가시키기 위해 상하 확산 공간을 필요로 하므로, 불필요하게 넓은 공간을 차지하게 되어 공간 효율성이 저하되었다.However, in the carbon monoxide removal reactor having the above structure, since the up and down diffusion space is required to increase the mixing performance of the reformed gas and the air, the space efficiency is deteriorated since the space is unnecessarily occupied.

상술한 바와 같이, 상기와 같은 상하 왕복 경로는 반응가스의 온도 제어가 용이하지 않다. As described above, the vertical reciprocating path as described above is not easy to control the temperature of the reaction gas.

그리고, 충진된 촉매와 반응하지 않는 데드존(Dead zone)이 발생되어 일산화탄소 제거 반응성이 저하되고 일산화탄소 제거 효율이 떨어지는 문제점이 있었다. In addition, a dead zone that does not react with the charged catalyst is generated, resulting in a decrease in carbon monoxide removal reactivity and a decrease in carbon monoxide removal efficiency.

따라서, 10ppm 이하의 일산화탄소 제거 성능을 확보하기 위해서는 반응기의 부피를 증가시키고 또한 촉매의 양을 증가시켜야 하는데, 이 경우 비용이 상승하는 문제를 초래하였다.
Therefore, in order to secure a carbon monoxide removal performance of 10 ppm or less, the volume of the reactor and the amount of the catalyst must be increased, in which case, the cost increases.

본 발명의 목적은 일산화탄소 제거 반응기 내부의 가스 유로 길이를 증가시킬 수 있도록 하는 원통형의 배플 및 상기 배플 하부에 배치되어 가스 혼합 기능을 갖는 유로게이트들을 이용함으로써, 반응기의 크기를 감소시키면서도 개질가스와 공기의 혼합이 균일하고 용이하게 이루어지고, 촉매와의 접촉 시간을 증가시켜서, 반응성을 극대화시킬 수 있도록 하는 일산화탄소 제거 반응기를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to reduce the size of the reactor while reducing the size of the reactor by using a cylindrical baffle to allow the gas flow path inside the carbon monoxide removal reactor to be increased, and flow paths disposed under the baffle having a gas mixing function. It is to provide a carbon monoxide removal reactor that the mixing of the mixture is made uniform and easy to increase the contact time with the catalyst, to maximize the reactivity.

아울러, 본 발명의 다른 목적은 원통형의 일산화탄소 제거 반응기 내부에 하부에서부터 유입되는 개질가스 및 공기를 지그재그 형태로 순환시킬 수 있는 호형 개구부를 포함하는 배플을 제공함으로써, 가스 혼합 특성을 극대화시키고, 데드존(Dead zone)을 최소화시키고, 상부에서 반응 가스의 냉각을 용이하게 수행할 수 있도록 하는 일산화탄소 제거 반응기를 제공하는 것이다.In addition, another object of the present invention to maximize the gas mixing characteristics, by providing a baffle including an arc opening for circulating the reformed gas and air flowing from the bottom in a cylindrical carbon monoxide removal reactor in a zigzag form, It is to provide a carbon monoxide removal reactor to minimize the dead zone and to facilitate the cooling of the reaction gas at the top.

아울러, 본 발명의 다른 목적은 원통형의 일산화탄소 제거 반응기 내부에 하부에서부터 유입되는 개질가스 및 공기를 분산시킬 수 있는 미세 유로관통공을 포함하는 배플을 제공함으로써, 가스 혼합 특성을 극대화시키고, 데드존(Dead zone)을 최소화시키고, 상부에서 반응 가스의 냉각을 용이하게 수행할 수 있도록 하는 일산화탄소 제거 반응기를 제공하는 것이다.
In addition, another object of the present invention by providing a baffle including a micro-channel through-holes for dispersing the reformed gas and air flowing from the bottom inside the cylindrical carbon monoxide removal reactor, to maximize the gas mixing characteristics, dead zone ( It is to provide a carbon monoxide removal reactor to minimize the dead zone and to facilitate the cooling of the reaction gas at the top.

본 발명의 일 실시예에 따른 일산화탄소 제거 반응기는 개질가스에 포함된 일산화탄소(CO)를 제거하기 위하여, 상기 개질가스와 공기를 혼합하고 촉매와의 반응영역을 제공하는 몸체부와, 상기 반응영역 중 상기 촉매와 상기 개질가스가 반응하는 면적 및 시간을 증가시키는 배플부 및 상기 배플부를 제외한 상기 반응영역에 개질가스와 공기의 혼합 성능을 향상시키기 위한 유로게이트부를 포함하는 것을 특징으로 한다.Carbon monoxide removal reactor according to an embodiment of the present invention, in order to remove the carbon monoxide (CO) contained in the reformed gas, the body portion for mixing the reformed gas and air and providing a reaction zone with the catalyst, and the reaction zone It characterized in that it comprises a baffle portion for increasing the area and time of the reaction of the catalyst and the reformed gas and a flow path portion for improving the mixing performance of the reformed gas and air in the reaction zone except for the baffle portion.

여기서, 상기 몸체부는 원통형의 외부 몸체 및 내부 몸체를 포함하며, 상기 배플부는 상기 반응영역을 형성하는 원통형의 외부 몸체 및 내부 몸체 사이에 동심원을 이루는 형태로 배치되는 원통형의 배플(Baffle)을 포함하되, 상기 내부 몸체와 상기 배플 사이의 영역을 통하여 상기 개질가스 및 공기가 상부에서 하부 방향으로 유입되도록 하고, 유입된 상기 개질가스 및 공기가 촉매와 반응하도록 하면서, 상기 배플과 상기 외부 몸체 사이의 영역을 통하여 하부에서 상부 방향으로 배출되도록 하는 경로를 제공하는 것을 특징으로 한다.Here, the body portion includes a cylindrical outer body and the inner body, the baffle portion includes a cylindrical baffle disposed in a concentric manner between the cylindrical outer body and the inner body forming the reaction zone, And a region between the baffle and the outer body, allowing the reformed gas and air to flow from the top to the bottom through a region between the inner body and the baffle and allowing the introduced reformed gas and air to react with a catalyst. It is characterized by providing a path to be discharged from the bottom to the upper direction through.

다음으로, 상기 배플부 상부에는 개질기 내에 순환되는 물(H2O) 및 버너(Burner)에 공급되는 공기(Air)가 예열 가능하도록 하는 열교환기를 장착하여 발열반응인 일산화탄소 제거 반응의 온도를 유지하며, 예열로 인한 개질기 열효율의 상승을 갖는 것을 특징으로 한다.Next, the upper part of the baffle is equipped with a heat exchanger to preheat the water (H 2 O) and the air supplied to the burner (Burner) circulated in the reformer to maintain the temperature of the carbon monoxide removal reaction of the exothermic reaction , Characterized by having a rise in the reformer thermal efficiency due to preheating.

그 다음으로, 상기 유로게이트부는 상기 배플부 하부에 배치되며, 상기 몸체부 사이를 가로지르는 격벽 형태로 이루어지는 복수개의 유로게이트를 포함하되, 상기 유로게이트는 횡방향으로 가스가 이동하는 경로를 제공하는 유로공을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 배플부와 상기 유로게이트부는 일체형 또는 분리형으로 포함되는 것을 특징으로 한다.Next, the flow path portion is disposed under the baffle portion, and includes a plurality of flow paths formed in the form of a partition that crosses between the body portion, the flow path is provided for the path that the gas moves in the transverse direction It characterized in that it comprises a flow path. At this time, the baffle portion and the flow path portion is characterized in that it is included in one piece or separate.

그 다음으로, 상기 배플(Baffle)은 상기 외부 몸체의 높이를 기준으로 80 ~ 90%에 대응되는 높이인 것을 특징으로 하고, 상기 유로게이트는 상기 몸체부의 높이를 기준으로 20%이하에 대응되는 높이인 것을 특징으로 한다.Next, the baffle has a height corresponding to 80 to 90% based on the height of the outer body, and the flow path has a height corresponding to 20% or less based on the height of the body part. It is characterized by that.

이때, 상기 유로게이트는 상기 외부 몸체 및 상기 내부 몸체 사이의 영역에 4개이상 포함되며, 각각 3개 이상의 상기 유로공을 포함하며, 상기 유로공은 사각형 또는 원형인 것을 특징으로 한다.
In this case, four or more flow paths are included in an area between the outer body and the inner body, and each includes three or more flow path holes, and the flow path holes are characterized in that the rectangular or circular.

아울러, 본 발명의 다른 실시예에 따른 일산화탄소 제거 반응기는 개질가스에 포함된 일산화탄소(CO)를 제거하기 위하여, 상기 개질가스에 공기를 혼합하고, 촉매 반응시킬 수 있는 유로를 제공하는 원통형의 외부 몸체와 내부 몸체 및 상기 외부 몸체와 상기 내부 몸체의 사이에 삽입되는 도넛 형태의 배플(Baffle)을 포함하되, 상기 배플은 하부에서부터 공급되는 상기 개질가스 및 공기를 통과시키는 호형(弧形) 개구부를 포함하여, 상기 개질가스 및 공기가 상기 외부 몸체의 하부에서부터 상부로 흐르면서 지그재그 형태로 흐를 수 있도록 배치되는 것을 특징으로 한다.In addition, the carbon monoxide removal reactor according to another embodiment of the present invention, in order to remove the carbon monoxide (CO) contained in the reformed gas, a cylindrical outer body that provides a flow path for mixing and catalytic reaction with the reformed gas And a donut-shaped baffle inserted between the inner body and the outer body and the inner body, wherein the baffle includes an arc-shaped opening for passing the reformed gas and air supplied from the bottom. Thus, the reformed gas and air is characterized in that it is arranged to flow in a zigzag form while flowing from the bottom to the top of the outer body.

여기서, 상기 배플(Baffle)은 원형 또는 타원형으로 넷 이상 삽입되는 것을 특징으로 하고, 상기 배플(Baffle) 사이의 영역에 촉매가 충진되는 것을 특징으로 한다.Here, the baffle is characterized in that the four or more inserted into a circle or oval, characterized in that the catalyst is filled in the area between the baffles (Baffle).

다음으로, 상기 호형(弧形) 개구부는 하부에서로부터 0 ~ 120°, 90 ~ 210°, 180 ~ 300°, 270 ~ 30° 사이의 영역에 순차적으로 위치하는 것을 특징으로 한다.Next, the arc-shaped opening is characterized in that it is sequentially located in the region between 0 ~ 120 °, 90 ~ 210 °, 180 ~ 300 °, 270 ~ 30 ° from the bottom.

그 다음으로, 상기 일산화탄소 제거 반응기는 최하부에 구비되는 상기 배플의 하부에 구비되며, 상기 외부 몸체와 상기 내부 몸체 사이를 가로지르는 격벽 형태로 이루어지는 복수개의 유로게이트를 포함하되, 상기 유로게이트는 횡방향으로 가스가 이동하는 경로를 제공하는 유로공을 포함하여, 상기 배플을 통과하기 이전에 먼저 상기 개질가스 및 공기의 혼합이 이루어지도록 하는 것을 특징으로 한다.
Next, the carbon monoxide removal reactor is provided in the lower portion of the baffle is provided at the bottom, and includes a plurality of flow paths formed in the form of a partition crossing between the outer body and the inner body, the flow path is transverse direction Including a flow path that provides a path for the gas to move, characterized in that the mixture of the reformed gas and air is made before passing through the baffle.

아울러, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 일산화탄소 제거 반응기는 개질가스에 포함된 일산화탄소(CO)를 제거하기 위하여, 상기 개질가스에 공기를 혼합 반응시킬 수 있는 유로를 제공하는 원통형의 외부 몸체와 내부 몸체 및 상기 외부 몸체 및 상기 내부 몸체의 사이에 삽입되는 도넛 형태의 배플(Baffle)을 포함하되, 상기 배플은 하부에서부터 공급되는 상기 개질가스 및 공기를 분산시키는 복수개의 미세 유로관통공을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the carbon monoxide removal reactor according to another embodiment of the present invention in order to remove the carbon monoxide (CO) contained in the reformed gas, the cylindrical outer body and the inner to provide a flow path for mixing and reacting the air to the reformed gas And a donut-shaped baffle inserted between the body and the outer body and the inner body, wherein the baffle includes a plurality of fine flow passage holes for dispersing the reformed gas and air supplied from below. It features.

여기서, 상기 배플(Baffle)은 원형 또는 타원형으로 넷 이상 삽입되고, 상기 배플(Baffle) 사이의 영역에 촉매가 충진되는 것을 특징으로 한다.Here, the baffle is inserted into four or more in a circular or oval shape, characterized in that the catalyst is filled in the area between the baffles (Baffle).

다음으로, 상기 일산화탄소 제거 반응기는 최하부에 구비되는 상기 배플의 하부에 구비되며, 상기 외부 몸체와 상기 내부 몸체 사이를 가로지르는 격벽 형태로 이루어지는 복수개의 유로게이트를 포함하되, 상기 유로게이트는 횡방향으로 가스가 이동하는 경로를 제공하는 유로공을 포함하여, 상기 배플을 통과하기 이전에 먼저 상기 개질가스 및 공기의 혼합이 이루어지도록 하는 것을 특징으로 한다.
Next, the carbon monoxide removal reactor is provided in the lower portion of the baffle is provided at the bottom, and includes a plurality of flow paths formed in the form of a partition crossing between the outer body and the inner body, the flow path is in the transverse direction Including a flow path that provides a path through which the gas moves, it is characterized in that the mixture of the reformed gas and air is made before passing through the baffle.

본 발명은 원통형의 일산화탄소 제거 반응기 내부에 개질가스 및 공기의 혼합 및 분산 효율과, 촉매와의 반응 시간을 증가시킬 수 있도록 하는 배플을 배치시킴으로써, 반응기의 크기를 감소시키면서도 개질가스와 공기의 혼합이 균일하고 용이하게 이루어질 수 있도록 하고, 촉매와의 접촉 시간을 증가시켜서, 반응성을 극대화시킬 수 있도록 하고, 데드존(Dead zone)을 최소화시키고, 반응기 상부에서 반응 가스의 냉각을 용이하게 수행할 수 있도록 하는 효과를 제공한다.The present invention provides a mixture of reforming gas and air inside a cylindrical carbon monoxide removal reactor, and a baffle for increasing the reaction time and the reaction time with the catalyst. To make it uniform and easy, to increase the contact time with the catalyst, to maximize the reactivity, to minimize the dead zone, and to facilitate the cooling of the reaction gas at the top of the reactor To provide the effect.

따라서, 본 발명에 따른 일산화탄소 제거 반응기를 이용하는 경우 반응 효율 극대화 및 일산화탄소 제거 촉매 양이 감소되어 비용이 절감되는 효과를 제공한다.
Therefore, when using the carbon monoxide removal reactor according to the present invention maximizes the reaction efficiency and the carbon monoxide removal catalyst amount is reduced to provide an effect of reducing the cost.

도 1은 종래 기술에 따른 일산화탄소 제거 반응기를 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 일산화탄소 제거 반응기를 나타낸 개략도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 유로게이트들을 나타낸 정면도들이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 일산화탄소 제거 반응기를 나타낸 개략도이다.
도 6은 본 발명에 따른 호형 개구부를 나타낸 평면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 일산화탄소 제거 반응기를 나타낸 개략도이다.
도 8은 본 발명에 따른 미세 유로관통공을 포함하는 배플을 나타낸 평면도이다.1 is a cross-sectional view showing a carbon monoxide removal reactor according to the prior art.
2 is a schematic view showing a carbon monoxide removal reactor according to an embodiment of the present invention.
3 and 4 are front views showing the flow gates according to the present invention.
5 is a schematic view showing a carbon monoxide removal reactor according to another embodiment of the present invention.
6 is a plan view showing the arc-shaped opening according to the present invention.
7 is a schematic view showing a carbon monoxide removal reactor according to another embodiment of the present invention.
8 is a plan view showing a baffle including a micro passage through holes according to the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 상세하게 후술되어 있는 실시예들 및 도면을 참조하면 명확해질 것이다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and how to accomplish them, will become apparent with reference to the embodiments and drawings described in detail below.

그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.However, it is to be understood that the present invention is not limited to the disclosed embodiments, but may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. It is intended that the disclosure of the present invention be limited only by the terms of the appended claims.

이하에서는, 본 발명에 따른 개질가스와 공기의 혼합 성능을 증가시키는 일산화탄소 제거 반응기에 대하여 상세히 설명한다.
Hereinafter, a carbon monoxide removal reactor for increasing the mixing performance of the reformed gas and air according to the present invention will be described in detail.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 일산화탄소 제거 반응기를 나타낸 개략도이다.2 is a schematic view showing a carbon monoxide removal reactor according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 개질가스에 포함된 일산화탄소(CO)를 제거하기 위한 원통형의 일산화탄소 제거 반응기(100)가 구비된다.Referring to FIG. 2, a cylindrical carbon monoxide removal reactor 100 for removing carbon monoxide (CO) included in the reformed gas is provided.

여기서, 일산화탄소 제거 반응기(100)는 배플부(160)와 유로게이트부(170)로 나뉘어 진다.Here, the carbon monoxide removal reactor 100 is divided into a baffle portion 160 and a flow path portion 170.

이때, 본 발명에서 배플부(160)는 외부 몸체(110) 및 내부 몸체(120)의 사이에 동심원을 이루는 형태로 배치되어 유로의 길이를 증가시키는 원통형의 배플(130)을 포함한다. At this time, the baffle portion 160 in the present invention is disposed in the form of concentric circles between the outer body 110 and the inner body 120 includes a cylindrical baffle 130 to increase the length of the flow path.

그리고, 내부 몸체(120)와 배플(130) 사이의 영역에 유로게이트부(170)를 통하여 혼합 된 개질가스 및 공기가 유입되도록 하고, 외부 몸체(110)와 배플(130) 사이의 영역을 통하여 촉매와 반응한 가스가 상부로 배출되도록 한다.Then, the mixed gas and air are introduced into the area between the inner body 120 and the baffle 130 through the flow path portion 170, and through the area between the outer body 110 and the baffle 130. Allow the gas reacted with the catalyst to exit to the top.

이와 같이, 일산화탄소가 제거된 가스를 반응기의 상부로 배출시키는 이유는 일산화탄소 제거 과정이 발열반응이기 때문이다. 가열된 개질 가스는 반응기의 하부에서 보다 상부로 갈수록 자연 냉각이 용이해 지며, 별도의 냉각수 유입 과정도 더 용이하게 수행할 수 있다.As such, the reason for discharging the carbon monoxide removed gas to the top of the reactor is that the carbon monoxide removal process is an exothermic reaction. The heated reformed gas is more naturally cooled from the bottom of the reactor to the top, and a separate coolant inflow process may be more easily performed.

또한, 반응에 의해서 고온이 된 개질가스가 상부에 위치하도록 함으로써, 개질기 내에 순환되는 물(H2O) 및 버너(Burner)에 공급되는 공기(Air)가 예열 가능하도록 하는 열교환기를 장착하여 발열반응인 일산화탄소 제거 반응의 온도를 유지하며 예열로 인한 개질기 열효율의 상승이 가능하다.In addition, by placing the reformed gas heated to a high temperature by the reaction at the top, it is equipped with a heat exchanger to preheat the water (H 2 O) and air supplied to the burner (H 2 O) circulated in the reformer is exothermic reaction It is possible to maintain the temperature of the carbon monoxide removal reaction and increase the reformer thermal efficiency due to preheating.

따라서, 본 발명에 따른 개질가스 및 공기의 혼합가스는 반응기의 하부에서 상부로 흐로도록 하여야 하며, 이를 위해서는 배플(130)을 단일 구조로 구비시키는 것이 바람직하다.Therefore, the mixed gas of the reformed gas and the air according to the present invention should flow from the lower part of the reactor to the upper part, and for this purpose, the baffle 130 is preferably provided in a single structure.

여기서, 배플이 복수개로 구비되어도 혼합가스가 상단으로 배출되는 방식이라면 본 발명에 따른 일산화탄소 제거 반응기로서 적용이 가능하다. 그러나, 이 경우에는 배플과 후술되는 유로게이트 사이의 영역에 공급부를 제외하고, 나머지 부분을 차단하는 차단막 등의 장치를 더 추가해야 하는 등의 문제가 발생할 수 있다. Here, even if a plurality of baffles are provided, if the mixed gas is discharged to the top, it may be applied as a carbon monoxide removal reactor according to the present invention. However, in this case, a problem may arise such as the addition of a device such as a blocking film to block the remaining portion, except for the supply part, in the area between the baffle and the flow path described later.

따라서, 효율성이 일부 저하될 수 있으므로, 본 발명에서는 가능한 한 개의 배플을 사용하고, 상단에서 혼합가스가 공급되어 하부로 순환되면서, 다시 상단부로 배출될 수 있도록 하는 시스템을 이용하는 것이 바람직하다.
Therefore, since the efficiency may be partially reduced, it is preferable to use a system in which the baffle is used as much as possible and the mixed gas is supplied from the upper end and circulated downward, and discharged back to the upper end.

다음으로, 유로게이트부(170)는 본 발명에 따른 배플부(160)의 하부에 배치되며, 외부 몸체(110)와 내부 몸체(120) 사이를 가로지르는 격벽 형태로 이루어지는 복수개의 유로게이트(140)를 포함한다.Next, the passage gate portion 170 is disposed under the baffle portion 160 according to the present invention, a plurality of passage gate 140 formed in the form of a partition crossing between the outer body 110 and the inner body 120. ).

여기서, 유로게이트(140)는 횡방향으로 가스가 이동하는 경로를 제공하고, 개질가스와 공기의 혼합 성능을 향상 시키는 복수개의 유로공(150)을 포함한다. 이때, 유로게이트(140)는 4개 이상 구비되도록 하는 것이 바람직하다. 유로게이트(140)가 4개 미만인 경우에도 도면 1의 기존 일산화탄소 제거 반응기 보다 높은 효율을 나타낼 수 있었으나, 유로게이트(140)가 4개 이상인 경우부터 최대의 가스 혼합 성능을 얻을 수 있었다.Here, the passage gate 140 includes a plurality of passage holes 150 to provide a path for the gas to move in the lateral direction, and improve the mixing performance of the reformed gas and air. In this case, it is preferable to provide four or more passage gates 140. Even when the number of the flow gate 140 is less than four, it was possible to exhibit a higher efficiency than the conventional carbon monoxide removal reactor of Figure 1, the maximum gas mixing performance was obtained from the case of more than four flow path 140.

또한, 이때 각 유로게이트(140)에 포함되는 유로공(150)의 개수도 3개 이상인 경우에서부터 뚜렷한 효율 증가를 볼 수 있었다. 그리고, 도시된 바에 의하면 유로공(150)의 형태가 사각형인 것으로 되어 있으나, 이에 항상 제한되는 것은 아니다.In addition, at this time, the number of flow path holes 150 included in each of the flow paths 140 also showed a marked increase in efficiency from three or more cases. And, as shown, the shape of the flow path 150 is rectangular, but is not always limited thereto.

하기 도 3에서 도시하고 있는 바와 같이 유로게이트(240) 내에 형성된 슬릿 형태의 유로공(250)이 사용될 수 있으며, 하기 도 4에서 도시하고 있는 바와 같이 유로게이트(340) 내에 형성된 원형의 유로공(350)이 사용될 수도 있다.As shown in FIG. 3, a slit-shaped flow path hole 250 formed in the flow path 240 may be used, and a circular flow path hole formed in the flow path 340 as shown in FIG. 4 may be used. 350 may be used.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 일산화탄소 제거 반응기는 상단부에 원통형의 배플을 구비시키고, 하단부에는 복수개의 유로공을 갖는 유로게이트들을 구비시킴으로써, 개질가스와 공기의 혼합 특성을 극대화시킬 수 있다.As described above, the carbon monoxide removal reactor according to the present invention may be provided with a cylindrical baffle at the upper end and flow path gates having a plurality of flow path holes at the lower end thereof, thereby maximizing mixing characteristics of the reformed gas and air.

아울러, 본 발명에 따른 연료전지의 개질기에 있어서 배플부(160)와 유로게이트부(170)는 일체형도 가능하며, 분리형으로 사용되어도 동일한 일산화탄소 제거 성능을 갖는다.In addition, in the reformer of the fuel cell according to the present invention, the baffle unit 160 and the passage gate unit 170 may be integrated and have the same carbon monoxide removal performance even when used separately.

아울러, 반응성 향상을 위한 조건으로서 상기 배플 및 유로게이트의 크기 관계를 들 수 있다.In addition, the relationship between the size of the baffle and the flow gate may be mentioned as a condition for improving reactivity.

배플의 경우 외부 몸체의 높이를 기준으로 80 ~ 90%에 대응되는 높이로 구비되도록 하는 것이 바람직하며, 유로게이트는 외부 몸체의 높이를 기준으로 20%이하에 대응되는 높이로 구비되도록 하는 것이 바람직하다.In the case of the baffle, it is preferable to be provided at a height corresponding to 80 to 90% based on the height of the outer body, and the eurogate is preferably provided at a height corresponding to 20% or less based on the height of the outer body. .

즉, 외부 몸체의 길이가 1m라 할 때 배플의 경우 80cm ~ 90cm가 되는 높이의 배플이 상부에 매달린 형태가 되며, 배플 하부의 나머지 범위인 20cm 이하의 길이 내에서 유로게이로가 형성되는데, 배플과 유로게이트의 합이 항상 1m가 되어야 하는 것은 아니다.That is, when the length of the outer body is 1m, in the case of the baffle, a baffle having a height of 80 cm to 90 cm is suspended on the upper part, and a flow path gay is formed within a length of 20 cm or less, which is the remaining range of the lower part of the baffle. The sum of the and gategates does not always have to be 1m.

여기서, 배플의 높이가 80% 미만이 될 경우 촉매 접촉 시간 및 면적이 감소되므로 반응성이 떨어질 수 있으며, 90%를 초과하는 경우에는 가스의 흐름이 방해되어 압력이 상승 하는 등 일산화탄소 제거 성능이 저하될 수 있다.Here, when the height of the baffle is less than 80%, the catalytic contact time and area may be reduced, thereby reducing the reactivity. When the baffle is higher than 90%, the carbon monoxide removal performance may be degraded, such as obstructing the flow of gas and increasing the pressure. Can be.

아울러, 유로게이트의 크기 관계도 상기 조건에 따라 정해 질 수 있는데, 즉 유로게이트의 크기가 외부 몸체 높이의 20%를 초과할 경우에는 상대적으로 배플부의 크기가 감소되므로 일산화탄소 제거 성능이 저하될 수 있으며 일산화탄소 제거 반응기(100)의 부피가 커질 수 있다. In addition, the relationship between the size of the eurogate can also be determined according to the above conditions, that is, when the size of the eurogate exceeds 20% of the height of the outer body, the size of the baffle portion is relatively reduced, the carbon monoxide removal performance may be reduced. The volume of the carbon monoxide removal reactor 100 may be increased.

또한, 배플과 유로게이트는 일체형 또는 분리형으로 사용되는 경우에도 촉매와 가스와 반응 면적 증가, 반응 시간 증대 시킬 수 있는 배플의 기능과, 개질가스와 공기의 혼합율을 극대화시키는 유로게이트의 기능의 결합관계는 변화하지 않으므로, 모두 동일한 일산화탄소 제거 성능을 갖는다.
In addition, even when the baffle and the eurogate are used in one-piece or separate type, the relationship between the function of the baffle that can increase the reaction area and the reaction time with the catalyst and the gas, and the function of the eurogate that maximizes the mixing ratio of the reformed gas and the air Does not change, and therefore all have the same carbon monoxide removal performance.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 일산화탄소 제거 반응기는 배플 및 유로게이트들을 구비시키고, 이들의 크기 또는 개수 관계를 조절하거나 촉매 또는 열교환기 등을 활용함으로써, 일산화탄소 제거 효율뿐만 아니라 개질 공정 전반적인 효율까지도 향상시킬 수 있다.As described above, the carbon monoxide removal reactor according to the present invention is provided with baffles and flow gates, and by adjusting the size or number relationship thereof or by utilizing a catalyst or a heat exchanger, not only carbon monoxide removal efficiency but also the overall efficiency of the reforming process. Can be improved.

여기에서, 효율 향상에 영향을 미치는 주요 요소들로서, 상부에 배플이 형성되는 것과 혼합가스가 하부에서 상부로 흐르도록 하는 것을 들 수 있다.Here, the main factors affecting the efficiency improvement include the formation of a baffle at the top and the flow of the mixed gas from the bottom to the top.

따라서, 하기에서는 상부 배플 및 상부 배출식 혼합가스를 이용할 수 있는 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하는 것으로 한다.
Therefore, the following describes the embodiments of the present invention that can use the upper baffle and the upper discharge type mixed gas.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 일산화탄소 제거 반응기를 나타낸 개략도이다.5 is a schematic view showing a carbon monoxide removal reactor according to another embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 상기 도 2에서와 같이 원통형의 일산화탄소 제거 반응기(400)를 구비시키되, 하부에서 상부로 개질가스 및 공기가 혼합되어 흐를 수 있도록 한다.Referring to FIG. 5, a cylindrical carbon monoxide removal reactor 400 is provided as in FIG. 2, so that the reformed gas and air can flow from the bottom to the top.

여기서, 외부 몸체(410)와 내부 몸체(420) 사이에 도넛 형태의 배플(440a, 440b, 440c)들을 삽입하되, 각 배플(440a, 440b, 440c)은 호형(弧形) 개구부(450a, 450b, 450c)를 포함하도록 하여 하부에서부터 공급되는 개질가스 및 공기가 지그재그 형태로 흐를 수 있도록 배치한다.Here, the donut-shaped baffles 440a, 440b, and 440c are inserted between the outer body 410 and the inner body 420, and each of the baffles 440a, 440b, and 440c has an arc-shaped opening 450a and 450b. And 450c) so that the reformed gas and air supplied from the bottom flow in a zigzag form.

따라서, 개질가스 및 공기가 지그재그 형태로 유동 되면서 혼합되는 비율이 높아지고, 반응이 이루어지지 않는 데드존(Dead zone)을 최소화시킬 수 있다.Therefore, the ratio of mixing the reformed gas and the air while flowing in a zigzag form increases, and it is possible to minimize the dead zone in which the reaction does not occur.

이때, 배플(440a, 440b, 440c)은 원형 또는 타원형으로 넷 이상 삽입되도록 하는 것이 바람직하다. 배플이 원형일 경우 도시된 바와 같이 수평으로 삽입될 수 있는데, 타원형으로 구비되어 경사진 형태로 외부 몸체(410) 및 내부 몸체(420) 사이에 삽입되어도 무방하다.At this time, the baffles 440a, 440b, 440c are preferably inserted into four or more in a circular or elliptical shape. When the baffle is circular, it may be inserted horizontally as shown, and may be inserted between the outer body 410 and the inner body 420 in an inclined form.

이와 같은 배플은 특히 넷 이상 삽입되는 경우 가스 혼합 성능이 현저하게 증가되었으며, 넷 미만일 경우 혼합 성능의 증가가 미흡하였다.Such baffles have a marked increase in gas mixing performance, especially when more than four are inserted, and less than four increase in mixing performance.

그리고, 각 호형(弧形) 개구부(450a, 450b, 450c)는 배플 면적의 20 ~ 45%의 면적을 가지도록 형성하는 것이 바람직한데, 각 호형 개구부의 면적이 배플 면적의 20%미만일 경우에는 혼합 가스의 흐름이 원활해지지 못할 수 있으며, 45%를 초과하는 경우에는 배플에 의한 지그재그형 흐름을 형성하지 못하고 혼합율이 감소될 수 있다.The arc openings 450a, 450b, and 450c are preferably formed to have an area of 20 to 45% of the baffle area, and when the arc openings are less than 20% of the baffle area, the mixture is mixed. The flow of gas may not be smooth, and if it exceeds 45%, the zigzag flow by the baffle may not be formed and the mixing rate may be reduced.

따라서, 상기 배플을 넷 이상 구비시키되 각 배플에 형성되는 호형 개구부가 하부에서부터 0 ~ 120°, 90 ~ 210°, 180 ~ 300°, 270 ~ 30° 사이에 순차적으로 배치되도록 하는 것이 바람직하다.Therefore, it is preferable that the baffle is provided with four or more, and the arc-shaped openings formed in each baffle are sequentially disposed between 0 to 120 °, 90 to 210 °, 180 to 300 °, and 270 to 30 ° from the bottom.

이때, 각 호형 개구부의 면적이 배플 전체 면적의 33%의 크기를 갖는 형태로 네 개가 구비되는 경우, 호형 개구부의 면적은 120°에 해당되는 크기를 갖게 되므로, 상기 각도 범위에 정확하게 매칭될 수 있다.In this case, when four arc-shaped openings are provided in a shape having a size of 33% of the total area of the baffle, the arc-shaped openings have a size corresponding to 120 °, and thus can be accurately matched to the angular range. .

따라서, 평면도 상에서 볼 때 각 호형 개구부의 에지부들이 서로 중첩되는 형태를 취할 것이다. Thus, in plan view, the edge portions of each arc-shaped opening will overlap each other.

반대로, 호형 개구부의 면적이 33% 미만이될 경우에는 각 개구부들의 중첩영역이 나타나지 않을 수 있는데, 이러한 경우에는 호형 개구부의 개수를 증가시킴으로써, 가스의 혼합 비율을 조절할 수 있다.On the contrary, when the area of the arc opening is less than 33%, overlapping regions of the openings may not appear. In this case, the mixing ratio of the gas may be adjusted by increasing the number of arc openings.

또한, 각 호형 개구부의 면적이 배플 전체 면적의 25%의 크기를 갖는 경우에는 하기 도 6과 같이 도시될 수 있다.
In addition, when the area of each arc-shaped opening has a size of 25% of the total area of the baffle, it may be shown as shown in FIG. 6.

도 6은 본 발명에 따른 호형 개구부를 나타낸 평면도이다.6 is a plan view showing the arc-shaped opening according to the present invention.

도 6을 참조하면, 일산화탄소 제거 반응기의 하부에서부터, 시계 방향을 따라서 제1호형 개구부(550a), 제2호형 개구부(550b), 제3호형 개구부(550c) 및 제4호형 개구부(550d)의 순서로 배치된 것을 볼 수 있다.Referring to Figure 6, from the bottom of the carbon monoxide removal reactor, the order of the first arc type opening 550a, the second arc opening 550b, the third arc opening 550c and the fourth arc opening 550d along the clockwise direction You can see that arranged.

따라서, 개질가스 및 공기도 상기 각 호형 개구부의 위치를 따라서 지그재그 형태로 흐르면서, 그 혼합율을 증가시킬 수 있다.Therefore, the reformed gas and air also flow in a zigzag form along the positions of the arc-shaped openings, thereby increasing the mixing rate.

이때, 일산화탄소 제거 반응 촉매는 각 배플 사이에 충진 될 수 있다. At this time, the carbon monoxide removal reaction catalyst may be filled between each baffle.

아울러, 최하부의 배플 하부에는 상기 도 2에서 설명한 유로게이트 및 유로공을 더 설치하여서, 개질가스 및 공기의 혼합율을 극대화시킬 수 있다.
In addition, the lower portion of the baffle is further provided with a flow path and a flow path described in FIG. 2, it is possible to maximize the mixing ratio of the reformed gas and air.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 일산화탄소 제거 반응기를 나타낸 개략도이다.7 is a schematic view showing a carbon monoxide removal reactor according to another embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 상기 도 2에서와 같이 원통형의 일산화탄소 제거 반응기(600)를 구비시키되, 하부에서 상부로 개질가스 및 공기가 혼합되어 흐를 수 있도록 한다.Referring to FIG. 7, a cylindrical carbon monoxide removal reactor 600 is provided, as shown in FIG. 2, so that the reformed gas and air may flow from the bottom to the top.

여기서, 외부 몸체(610)와 내부 몸체(620) 사이에 도넛 형태의 배플(650a, 650b, 650c, 650d)들을 삽입하되, 각 배플(650a, 650b, 650c, 650d)은 미세 유로관통공(630a, 630b, 630c, 630d)를 포함하도록 하여 하부에서부터 공급되는 개질가스 및 공기가 미세하게 분산될 수 있도록 배치한다.Here, the donut-shaped baffles 650a, 650b, 650c, and 650d are inserted between the outer body 610 and the inner body 620, and each of the baffles 650a, 650b, 650c, and 650d has a fine flow passage hole 630a. , 630b, 630c, and 630d, so that the reformed gas and air supplied from the bottom can be finely dispersed.

따라서, 개질가스 및 공기의 혼합되는 비율을 증가시키고, 반응이 이루어지지 않는 데드존(Dead zone)을 최소화시킬 수 있다.Therefore, it is possible to increase the mixing ratio of the reformed gas and air and to minimize the dead zone in which the reaction does not occur.

이때, 배플은 원형 또는 타원형으로 넷 이상 삽입되도록 하는 것이 바람직하다. 배플이 원형일 경우 도시된 바와 같이 수평으로 삽입될 수 있는데, 타원형으로 구비되어 경사진 형태로 삽입될 수도 있다.At this time, it is preferable that the baffle be inserted into four or more in a circular or elliptical shape. When the baffle is circular, it may be inserted horizontally as shown, and may be provided in an elliptical shape and inserted in an inclined form.

이와 같은 배플은 특히 넷 이상 삽입되는 경우 가스 혼합 성능이 현저하게 증가되었으며, 넷 미만일 경우 혼합 성능의 증가가 미흡하였다.Such baffles have a marked increase in gas mixing performance, especially when more than four are inserted, and less than four increase in mixing performance.

그리고, 각 미세 유로관통공(630a, 630b, 630c, 630d) 들은 각 배플들의 전면적에 걸쳐서 균일하게 분포되도록 형성하는 것이 바람직하다.In addition, each of the minute flow path through holes 630a, 630b, 630c, 630d is preferably formed to be uniformly distributed over the entire area of each baffle.

또한, 이와 같은 경우 외부 몸체(610) 및 내부 몸체(620)의 지름을 최소화하고, 그 높이를 최대한 길게 형성하여서 가스들의 혼합비율이 극대화될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
In this case, it is preferable to minimize the diameters of the outer body 610 and the inner body 620 and to form the height as long as possible to maximize the mixing ratio of the gases.

도 8은 본 발명에 따른 미세 유로관통공을 포함하는 배플을 나타낸 평면도이다.8 is a plan view showing a baffle including a micro passage through holes according to the present invention.

도 8을 참조하면, 배플(650)의 전면에 걸쳐서 미세 유로관통공(630)들이 균일하게 형성된 것을 볼 수 있다. 따라서, 개질가스 및 공기가 상기 미세 유로관통공(630)을 통과하면서 미세하게 분산될 수 있고, 이 분산 과정에서 개질가스 및 공기의 혼합이 균일하게 이루어지고, 일산화탄소의 제거가 용이해 질 수 있도록 하는 것이다.Referring to FIG. 8, it can be seen that the fine flow passage holes 630 are uniformly formed over the entire surface of the baffle 650. Therefore, the reformed gas and air can be finely dispersed while passing through the fine flow passage hole 630, so that the reformed gas and air can be uniformly mixed in this dispersion process, and carbon monoxide can be easily removed. It is.

이때, 일산화탄소 제거 반응 촉매는 각 배플과 배플 사이에 충진 될 수 있다.At this time, the carbon monoxide removal reaction catalyst may be filled between each baffle and the baffle.

아울러, 최하부의 배플 하부에는 상기 도 2에서 설명한 유로게이트 및 유로공을 더 설치하여서, 개질가스 및 공기의 혼합율을 극대화시킬 수 있다.In addition, the lower portion of the baffle is further provided with a flow path and a flow path described in FIG. 2, it is possible to maximize the mixing ratio of the reformed gas and air.

이상에서 설명한 도 6 내지 도 8의 실시예에 의하면, 특히 개질가스 및 공기는 하부에서 공급되도록 하는 것이 바람직하다. 따라서, 일산화탄소 제거 반응이 일어나면서, 일산화탄소 제거 반응기의 최상부로 갈 수로 반응가스들의 온도가 증가될 수 있다. 이 경우 본 발명에서는 일산화탄소 제거 반응기의 상단부에 별도의 열교환기를 설치함으로써, 물(H2O)을 예열시키는데 활용할 수 있다.According to the embodiment of FIGS. 6 to 8 described above, it is particularly preferred that the reformed gas and air be supplied from the bottom. Thus, as the carbon monoxide removal reaction occurs, the temperature of the reaction gases can be increased to the top of the carbon monoxide removal reactor. In this case, in the present invention, by installing a separate heat exchanger at the upper end of the carbon monoxide removal reactor, it can be utilized to preheat the water (H 2 O).

또한, 반응기의 상부에 냉각을 위한 공기 또는 물순환 채널을 형성하는 것이 용이해지므로, 일산화탄소 제거 효율을 극대화시키면서도, 전체 연료전지 개질 시스템의 효율을 향상시킬 수 있다.
In addition, since it becomes easier to form an air or water circulation channel for cooling in the upper portion of the reactor, while maximizing the carbon monoxide removal efficiency, it is possible to improve the efficiency of the entire fuel cell reforming system.

상술한 바와 같이, 본 발명은 원통형의 일산화탄소 제거 반응기 내부에 개질가스 및 공기의 혼합 및 분산 효율과, 촉매와의 반응 시간을 증가시킬 수 있도록 하는 배플을 배치시킴으로써, 반응기의 크기를 감소시키면서도 개질가스와 공기의 혼합이 균일하고 용이하게 이루어질 수 있도록 하고, 촉매와의 접촉 시간을 증가시켜서, 반응성을 극대화시킬 수 있도록 하고, 데드존(Dead zone)을 최소화시키고, 반응기 상부에서 반응 가스의 냉각을 용이하게 수행할 수 있도록 한다.As described above, the present invention is to reduce the size of the reactor while reducing the size of the reactor by placing a baffle to increase the mixing and dispersion efficiency of the reformed gas and air, and the reaction time with the catalyst inside the cylindrical carbon monoxide removal reactor The mixing of air and air can be made uniformly and easily, increase the contact time with the catalyst, maximize the reactivity, minimize the dead zone, and facilitate the cooling of the reaction gas at the top of the reactor Make it work.

따라서, 본 발명에 따른 일산화탄소 제거 반응기는 일산화탄소 제거를 위한 비용을 최소화시킬 수 있으며, 각 상황에 따라서 다양한 형태의 배플을 활용할 수 있으므로, 다양한 형식의 연료전지 개질 시스템에 적용할 수 있는 활용성을 제공한다.
Therefore, the carbon monoxide removal reactor according to the present invention can minimize the cost for carbon monoxide removal, and can utilize various types of baffles according to each situation, thereby providing usability applicable to various types of fuel cell reforming systems. do.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be understood by those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive.

10, 100, 400, 600 : 일산화탄소 제거 반응기
20 : 주입구
30 : 격벽
40 : 배출구
110, 410, 510, 610 : 외부 몸체
120, 420, 520, 620 : 내부 몸체
120a, 130a : 촉매 충진부
130, 650 : 배플
140, 240, 340 : 유로게이트
150, 250, 350 : 유로공
160 : 배플부
170 : 유로게이트부
440a, 650a : 제1배플
440b, 650b : 제2배플
440a, 650c : 제3배플
650d : 제4배플
450a, 550a : 제1호형 개구부
450b, 550b : 제2호형 개구부
450c, 550c : 제3호형 개구부
630 : 미세 유로관통공
630a : 제1미세 유로관통공
630b : 제2미세 유로관통공
630c : 제3미세 유로관통공
630d : 제4미세 유로관통공 10, 100, 400, 600: carbon monoxide removal reactor
20: injection hole
30: bulkhead
40: outlet
110, 410, 510, 610: outer body
120, 420, 520, 620: inner body
120a, 130a: catalyst filling unit
130, 650: baffle
140, 240, 340: Eurogate
150, 250, 350: Euro ball
160: baffle portion
170: euro gate portion
440a, 650a: first baffle
440b, 650b: second baffle
440a, 650c: third baffle
650d: 4th baffle
450a, 550a: No. 1 opening
450b, 550b: Second type opening
450c, 550c: No. 3 type opening
630: fine passage through
630a: through the first fine euro
630b: through the second fine euro
630c: through the third fine euro
630d: 4th fine euro through

Claims (18)

개질가스에 포함된 일산화탄소(CO)를 제거하기 위하여, 상기 개질가스와 공기를 혼합하고 촉매와의 반응영역을 제공하되, 원통형의 외부 몸체 및 내부 몸체를 포함하는 몸체부;
상기 반응영역을 형성하는 원통형의 외부 몸체 및 내부 몸체 사이에 동심원을 이루는 형태로 배치되는 원통형의 배플(Baffle)을 포함하여, 상기 반응영역 중 상기 촉매와 상기 개질가스가 반응하는 면적 및 시간을 증가시키는 배플부; 및
상기 배플부를 제외한 상기 반응영역에 개질가스와 공기의 혼합 성능을 향상시키기 위한 유로게이트부;를 포함하며,
상기 배플부는 상기 내부 몸체와 상기 배플 사이의 영역을 통하여 상기 개질가스 및 공기가 상부에서 하부 방향으로 유입되도록 하고, 유입된 상기 개질가스 및 공기가 촉매와 반응하도록 하면서, 상기 배플과 상기 외부 몸체 사이의 영역을 통하여 하부에서 상부 방향으로 배출되도록 하는 경로를 제공하는 것을 특징으로 하는 일산화탄소 제거 반응기.
In order to remove the carbon monoxide (CO) contained in the reformed gas, the reformed gas and air is mixed and provide a reaction zone with the catalyst, the body portion including a cylindrical outer body and the inner body;
Including a cylindrical baffle disposed in a concentric manner between the cylindrical outer body and the inner body forming the reaction zone, the area and time of the reaction of the catalyst and the reforming gas in the reaction zone increases Baffle portion to make; And
And a flow path portion for improving a mixing performance of reformed gas and air in the reaction region except for the baffle portion.
The baffle portion allows the reformed gas and air to flow from the upper side to the lower side through a region between the inner body and the baffle, and allows the introduced reformed gas and air to react with a catalyst, between the baffle and the outer body. Carbon monoxide removal reactor, characterized in that to provide a path to be discharged from the bottom to the upper direction through the region of.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 배플부 상부에는 개질기 내에 순환되는 물(H2O) 및 버너(Burner)에 공급되는 공기(Air)가 예열 가능하도록 하는 열교환기를 장착하여 발열반응인 일산화탄소 제거 반응의 온도를 유지하며, 예열로 인한 개질기 열효율의 상승을 갖는 것을 특징으로 하는 일산화탄소 제거 반응기.
The method of claim 1,
The upper part of the baffle is equipped with a heat exchanger to preheat the water (H 2 O) and air supplied to the burner (H 2 O) circulated in the reformer to maintain the temperature of the carbon monoxide removal reaction exothermic reaction, Carbon monoxide removal reactor, characterized in that having a rise in the reformer thermal efficiency.
제1항에 있어서,
상기 유로게이트부는 상기 배플부 하부에 배치되며, 상기 몸체부 사이를 가로지르는 격벽 형태로 이루어지는 복수개의 유로게이트;를 포함하되, 상기 유로게이트는 횡방향으로 가스가 이동하는 경로를 제공하는 유로공;을 포함하는 것을 특징으로 하는 일산화탄소 제거 반응기.
The method of claim 1,
The flow path portion is disposed under the baffle portion, a plurality of flow path gates formed in the form of a partition crossing between the body portion; including, the flow path is a flow path hole for providing a path for gas flow in the transverse direction; Carbon monoxide removal reactor comprising a.
제1항에 있어서,
상기 배플부와 상기 유로게이트부는 일체형 또는 분리형으로 포함되는 것을 특징으로 하는 일산화탄소 제거 반응기.
The method of claim 1,
The baffle portion and the flow path portion carbon monoxide removal reactor, characterized in that it is included in one piece or separate.
제1항에 있어서,
상기 배플(Baffle)은
상기 외부 몸체의 높이를 기준으로 80 ~ 90%에 대응되는 높이인 것을 특징으로 하는 일산화탄소 제거 반응기.
The method of claim 1,
The baffle
Carbon monoxide removal reactor, characterized in that the height corresponding to 80 to 90% based on the height of the outer body.
제4항에 있어서,
상기 유로게이트는
상기 몸체부의 높이를 기준으로 20%이하에 대응되는 높이인 것을 특징으로 하는 일산화탄소 제거 반응기.
The method of claim 4, wherein
The eurogate is
Carbon monoxide removal reactor, characterized in that the height corresponding to 20% or less based on the height of the body portion.
제4항에 있어서,
상기 유로게이트는
상기 외부 몸체 및 상기 내부 몸체 사이의 영역에 4개이상 포함되며, 각각 3개 이상의 상기 유로공을 포함하는 것을 특징으로 하는 일산화탄소 제거 반응기.
The method of claim 4, wherein
The eurogate is
4 or more included in the region between the outer body and the inner body, each carbon monoxide removal reactor characterized in that it comprises three or more of the passage hole.
제4항에 있어서,
상기 유로공은
사각형 또는 원형인 것을 특징으로 하는 일산화탄소 제거 반응기.
The method of claim 4, wherein
The euro ball is
Carbon monoxide removal reactor, characterized in that the square or round.
개질가스에 포함된 일산화탄소(CO)를 제거하기 위하여, 상기 개질가스에 공기를 혼합하고, 촉매 반응시킬 수 있는 유로를 제공하는 원통형의 외부 몸체와 내부 몸체; 및
상기 외부 몸체 및 상기 내부 몸체의 사이에 삽입되는 도넛 형태의 배플(Baffle)을 포함하며,
상기 배플은 하부에서부터 공급되는 상기 개질가스 및 공기를 통과시키되, 하부에서부터 0 ~ 120°, 90 ~ 210°, 180 ~ 300°, 270 ~ 30° 사이의 영역에 순차적으로 위치하는 호형(弧形) 개구부를 포함하여, 상기 개질가스 및 공기가 상기 외부 몸체의 하부에서부터 상부로 흐르면서 지그재그 형태로 흐를 수 있도록 배치되는 것을 특징으로 하는 일산화탄소 제거 반응기.
In order to remove the carbon monoxide (CO) contained in the reformed gas, the cylindrical outer body and the inner body to provide a flow path for mixing and catalytic reaction with the reformed gas; And
A donut-shaped baffle inserted between the outer body and the inner body,
The baffle is passed through the reformed gas and air supplied from the bottom, and arc-shaped sequentially located in the region between 0 ~ 120 °, 90 ~ 210 °, 180 ~ 300 °, 270 ~ 30 ° from the bottom Including an opening, the carbon monoxide removal reactor characterized in that the reformed gas and air is arranged to flow in a zigzag form while flowing from the bottom to the top of the outer body.
제10항에 있어서,
상기 배플(Baffle)은
원형 또는 타원형으로 넷 이상 삽입되는 것을 특징으로 하는 일산화탄소 제거 반응기.
The method of claim 10,
The baffle
Carbon monoxide removal reactor characterized in that at least four inserted into a circular or elliptical.
제11항에 있어서,
상기 배플(Baffle) 사이의 영역에
촉매가 충진되는 것을 특징으로 하는 일산화탄소 제거 반응기.
The method of claim 11,
In the area between the baffles
Carbon monoxide removal reactor characterized in that the catalyst is filled.
삭제delete 제10항에 있어서,
상기 일산화탄소 제거 반응기는
최하부에 구비되는 상기 배플의 하부에 구비되며, 상기 외부 몸체와 상기 내부 몸체 사이를 가로지르는 격벽 형태로 이루어지는 복수개의 유로게이트;를 포함하되, 상기 유로게이트는 횡방향으로 가스가 이동하는 경로를 제공하는 유로공;을 포함하여, 상기 배플을 통과하기 이전에 먼저 상기 개질가스 및 공기의 혼합이 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 일산화탄소 제거 반응기.
The method of claim 10,
The carbon monoxide removal reactor
And a plurality of flow paths provided in a lower portion of the baffle provided at a lowermost portion, the plurality of flow paths having a partition wall shape intersecting between the outer body and the inner body, wherein the flow paths provide a path through which gas moves in the transverse direction. Including a flow path; Carbon monoxide removal reactor characterized in that the mixture of the reforming gas and air is made before passing through the baffle.
개질가스에 포함된 일산화탄소(CO)를 제거하기 위하여, 상기 개질가스에 공기를 혼합 반응시킬 수 있는 유로를 제공하는 원통형의 외부 몸체와 내부 몸체;
하부에서부터 공급되는 상기 개질가스 및 공기를 분산시키는 복수개의 미세 유로관통공을 포함하여, 상기 외부 몸체 및 상기 내부 몸체의 사이에 삽입되는 도넛 형태의 배플(Baffle); 및
최하부에 구비되는 상기 배플의 하부에 구비되며, 상기 외부 몸체와 상기 내부 몸체 사이를 가로지르는 격벽 형태로 이루어지는 복수개의 유로게이트;를 포함하며,
상기 유로게이트는 횡방향으로 가스가 이동하는 경로를 제공하는 유로공을 포함하여, 상기 배플을 통과하기 이전에 먼저 상기 개질가스 및 공기의 혼합이 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 일산화탄소 제거 반응기.
In order to remove carbon monoxide (CO) contained in the reformed gas, the cylindrical outer body and the inner body to provide a flow path for mixing and reacting the air to the reformed gas;
A donut-shaped baffle inserted between the outer body and the inner body, including a plurality of fine flow passage holes for dispersing the reformed gas and air supplied from a lower part; And
And a plurality of flow path gates provided at a lower portion of the baffle provided at a lowermost portion, the plurality of flow passages having a partition wall formed between the outer body and the inner body.
The flow path gate comprises a flow path hole for providing a gas flow in the transverse direction, carbon monoxide removal reactor characterized in that the mixture of the reforming gas and the air is made before passing through the baffle.
제15항에 있어서,
상기 배플(Baffle)은
원형 또는 타원형으로 넷 이상 삽입되는 것을 특징으로 하는 일산화탄소 제거 반응기.
16. The method of claim 15,
The baffle
Carbon monoxide removal reactor characterized in that at least four inserted into a circular or elliptical.
제16항에 있어서,
상기 배플(Baffle) 사이의 영역에
촉매가 충진되는 것을 특징으로 하는 일산화탄소 제거 반응기.
17. The method of claim 16,
In the area between the baffles
Carbon monoxide removal reactor characterized in that the catalyst is filled.
삭제delete
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