KR101504113B1 - Hydrogen gas manufacturing method and manufacturing reactor apparatus of hydrogen gas using the same - Google Patents
Hydrogen gas manufacturing method and manufacturing reactor apparatus of hydrogen gas using the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR101504113B1 KR101504113B1 KR1020130036095A KR20130036095A KR101504113B1 KR 101504113 B1 KR101504113 B1 KR 101504113B1 KR 1020130036095 A KR1020130036095 A KR 1020130036095A KR 20130036095 A KR20130036095 A KR 20130036095A KR 101504113 B1 KR101504113 B1 KR 101504113B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- hydrogen
- carbon
- reactor
- separation vessel
- fine particles
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
- C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
- C01B3/22—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by decomposition of gaseous or liquid organic compounds
- C01B3/24—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by decomposition of gaseous or liquid organic compounds of hydrocarbons
- C01B3/26—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by decomposition of gaseous or liquid organic compounds of hydrocarbons using catalysts
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
- C01B2203/04—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
- C01B2203/0405—Purification by membrane separation
- C01B2203/041—In-situ membrane purification during hydrogen production
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
- C01B2203/10—Catalysts for performing the hydrogen forming reactions
- C01B2203/1041—Composition of the catalyst
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
- C01B2203/16—Controlling the process
- C01B2203/1614—Controlling the temperature
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
Abstract
본 발명은 수소가스 제조 반응장치 및 이를 이용한 수소가스 제조방법에 관한 것으로 탄화수소가 포함된 메탄가스, 프로판가스, 부탄가스로 이루어진 군에서 1종 또는 2종 이상이 각각 혼합되어 이루어지는 반응원료가 공급되는 유입관과, 상기 유입관 상에 구비되어 반응원료를 공급 또는 차단하는 제어밸브와, 상기 유입관에 연결되어 반응원료를 공급받으며, 내측에는 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 루테늄(Ru), 로듐(Rh), 철(Fe), 니켈(Ni), 코발트(Co), 카본 블랙(Carbon black)으로 이루어진 군에서 1종 또는 2종 이상이 각각 혼합되어 이루어져 반응원료를 고체상의 탄소와 수소로 분해하는 촉매가 구비되고, 외측에는 내측에서 반응원료가 고체상의 탄소와 수소로 분해되면서 발생 되는 열이 외부로 손실되는 것을 방지하기 위한 단열재가 구비되는 반응기와, 상기 반응기의 외측에 구비되며, 반응기에서 반응원료가 고체상의 탄소와 수소로 분해되도록 반응기에 반응열을 공급하는 히터와, 상기 반응기와 연결되어 반응기 내에서 반응원료가 분해된 고체상의 탄소와 수소를 공급받으며, 상부에는 수소를 배출하는 수소배출구가 형성되고, 하부에는 고체상의 탄소를 배출하는 탄소배출구가 형성되며, 탄소배출구에는 고체상의 탄소를 배출할 시에 수소가 유출되는 것을 방지하는 밸브가 형성되는 원통형의 분리용기와, 상기 분리용기의 상부에 구비되어 일측에 연결되는 수소배출구로부터 수소를 공급받아 수소 내에 포함된 소량의 탄소 미립자를 분리하며, 상부에는 소량의 탄소 미립자가 분리된 수소가 배출되는 수소배출관로가 구비되고, 하부에는 분리용기의 상부와 연결되어 수소로부터 분리된 소량의 탄소 미립자가 분리용기로 배출되는 탄소배출관로가 구비되는 원통형의 소형분리용기와, 상기 소형분리용기의 수소배출관로와 일측이 연결되어 수소를 공급받으며, 내측에는 수소배출관로에서 공급받은 수소에서 소량의 탄소 미립자를 분리하도록 탄소 미립자보다 작은 개구부가 형성된 실크망 또는 SUS(Steel use stainless)망으로 이루어진 군에서 어느 하나로 형성되는 필터가 구비되고, 타측에는 수소에 포함된 소량의 탄소 미립자가 분리된 수소가 배출되는 배출관로가 형성되는 필터부와, 상기 히터와 연결되어 히터의 온도를 800~1200℃로 제어하는 제어부와, 상기 분리용기의 탄소배출구 하부에 구비되어 탄소배출구를 통해 배출되는 탄소를 회수하는 회수용기를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 수소가스 제조 반응장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 탄화수소가 포함된 메탄가스, 프로판가스, 부탄가스로 이루어진 군에서 1종 또는 2종 이상이 각각 혼합되어 이루어지는 반응원료를 유입관을 통하여 원통형의 반응기로 공급하는 제1단계와, 상기 반응기에 공급된 반응원료를 반응기의 외측에 구비되어 반응기에 800~1200℃의 반응열을 공급하는 히터 및 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 루테늄(Ru), 로듐(Rh), 철(Fe), 니켈(Ni), 코발트(Co), 카본 블랙(Carbon black)으로 이루어진 군에서 1종 또는 2종 이상이 각각 혼합되어 이루어진 촉매를 이용하여 고체상의 탄소와 수소로 분해하여 원통형의 분리용기로 공급하는 제2단계와, 상기 반응기에서 공급받은 고체상의 탄소와 수소를 분리용기에서 분리하여 고체상의 탄소는 분리용기의 하부에 형성되는 탄소배출구로 배출하여 탄소배출구의 하부에 구비되는 회수용기로 회수하며, 수소는 분리용기의 상부에 구비되는 수소배출구로 원통형의 소형분리용기에 공급하는 제3단계와, 상기 분리용기에서 소형분리용기로 공급되는 수소 내에 포함된 소량의 탄소 미립자를 분리하여 분리된 소량의 탄소 미립자를 소형분리용기의 하부 및 분리용기 상부에 연결 형성된 탄소배출관로를 사용하여 분리용기로 배출하며, 소량의 탄소 미립자가 분리된 수소는 소형분리용기 상부에 형성된 수소배출관로를 사용하여 수소배출관로의 일측에 연결 구비된 필터부로 공급하는 제4단계와, 상기 소형분리용기에서 필터부로 공급되는 수소 내에 포함된 소량의 탄소 미립자를 필터부 내측에 구비된 탄소 미립자보다 작은 개구부가 형성된 실크망 또는 SUS(Steel use stainless)망으로 이루어진 군에서 어느 하나로 형성되는 필터를 사용하여 수소 내에 포함된 소량의 탄소 미립자를 완전히 분리하여 배출관로를 통하여 수소만을 배출하는 제5단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수소가스 제조 반응장치를 이용한 수소가스 제조방법을 제공한다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hydrogen gas production reactor and a method for producing hydrogen gas using the same, and more particularly, (Pt), palladium (Pd), and ruthenium (Ru) are supplied to the inlet pipe and the reaction pipe, respectively. The control valve is connected to the inlet pipe, (Rh), iron (Fe), nickel (Ni), cobalt (Co), and carbon black (Carbon black) A reactor having an outer side provided with a heat insulating material for preventing the heat generated by decomposition of the reaction raw material into solid carbon and hydrogen from the inside to the outside, A heater disposed on the outer side of the reactor for supplying reaction heat to the reactor to decompose the reaction raw material into solid carbon and hydrogen in the reactor, and a solid-state carbon and hydrogen reactor connected to the reactor, A carbon discharge port for discharging solid carbon is formed in the lower part, a hydrogen discharge port for discharging hydrogen in the upper part is formed, and a cylindrical valve for preventing discharge of hydrogen when discharging the solid carbon is formed in the carbon discharge port. A separating vessel for separating a small amount of carbon fine particles contained in the hydrogen by receiving hydrogen from a hydrogen outlet connected to one side of the separating vessel and separating a small amount of carbon fine particles contained in the hydrogen, And a lower portion is connected to the upper portion of the separation vessel, and a small amount of carbon fine particles And a carbon discharge pipe through which the hydrogen is discharged from the hydrogen separation pipe to the separation vessel, and a small separation vessel which is connected to one side of the hydrogen discharge pipe of the small separation vessel to receive hydrogen, A filter formed of any one of the group consisting of a silk screen or a stainless steel use screen having an opening smaller than that of the carbon fine particles so as to separate the fine particles from each other and a hydrogen separator for discharging a small amount of carbon fine particles contained in the hydrogen A control unit connected to the heater to control the temperature of the heater to 800 to 1200 DEG C; a recovery unit disposed below the carbon discharge port of the separation vessel for recovering carbon discharged through the carbon discharge port; And a container. The hydrogen gas production reactor comprises:
According to another aspect of the present invention, there is provided a process for producing a hydrocarbon-containing reaction product, comprising: a first step of supplying a reaction raw material composed of one or more kinds of hydrocarbon-containing methane gas, propane gas, The reaction material supplied to the reactor is provided outside the reactor to supply a reaction heat of 800 to 1200 ° C to the reactor and a heater for supplying a reaction heat of platinum Pt, palladium (Pd), ruthenium (Ru), rhodium (Rh) ), Nickel (Ni), cobalt (Co), and carbon black (Carbon black). The catalyst is decomposed into solid carbon and hydrogen and separated into a cylindrical separating vessel And separating the solid carbon and hydrogen supplied from the reactor in the separation vessel so that the solid carbon is discharged to the carbon discharge port formed in the lower part of the separation vessel, A third step of supplying hydrogen to the cylindrical small separating vessel through a hydrogen outlet provided in the upper part of the separating vessel; and a third step of separating a small amount of carbon fine particles contained in the hydrogen supplied to the small separating vessel from the separating vessel A small amount of carbon fine particles are discharged to a separation vessel by using a carbon discharge line connected to the bottom of the small separation vessel and the upper part of the separation vessel. The hydrogen separated by a small amount of carbon particles is discharged through a hydrogen discharge line A step of supplying a small amount of carbon fine particles contained in hydrogen supplied from the small separation vessel to the filter unit through an opening smaller than the carbon fine particles provided inside the filter unit, A filter formed of any one of the group consisting of a formed silk screen or a steel use stainless (SUS) And a fifth step of completely separating the small amount of carbon fine particles contained in the hydrogen gas producing device and discharging only hydrogen through the discharge pipe.
Description
본 발명은 수소가스 제조 반응장치 및 이를 이용한 수소가스 제조방법에 관한 것으로서 보다 상세하게는 수소가스를 제조하기 위해 반응원료로 사용되는 탄화수소를 포함하고 있는 메탄가스, 프로판가스, 부탄가스를 히터에서 발생 되는 반응열 및 반응기 내측에 구비된 촉매를 사용하여 탄소와 수소가스로 분해하는 수소가스 제조 반응장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hydrogen gas production reactor and a hydrogen gas production method using the same, and more particularly, to a hydrogen gas production reactor using methane gas, propane gas and butane gas, And a hydrogen gas production reactor which decomposes into carbon and hydrogen gas using a catalyst provided inside the reactor.
또한, 본 발명은 수소가스를 제조하기 위해 반응원료로 사용되는 탄화수소를 포함하고 있는 메탄가스, 프로판가스, 부탄가스를 수소가스 제조 반응장치를 이용하여 수소가스를 제조하는 수소가스 제조 반응장치를 이용한 수소가스 제조방법에 관한 것이다.The present invention also relates to a hydrogen gas production reactor for producing hydrogen gas using methane gas, propane gas and butane gas containing hydrocarbon used as a reaction raw material for producing hydrogen gas using a hydrogen gas production reactor And a method for producing hydrogen gas.
일반적으로 수소가스는 수소가스와 산소가 화학 반응하여 발생 되는 에너지를 전기에너지로 변환하는데 사용되며, 국내에서는 반도체산업, 광통신산업 등의 산업체 주로 많이 사용되므로 수소가스와 관련하여 수소가스의 제조, 수소가스의 저장 및 수소가스의 이용과 관련하여 다양한 연구개발이 이루어지고 있다.Generally, hydrogen gas is used to convert the energy generated by the chemical reaction between hydrogen gas and oxygen into electric energy. In domestic, it is widely used in industries such as semiconductor industry and optical communication industry. Therefore, Various research and development have been carried out in relation to the storage of gas and the utilization of hydrogen gas.
상기와 같은 수소가스를 얻기 위해 종래에는 전기분해법으로 물을 분해하여 수소가스를 제조하는 방법을 사용하였으나 이러한 제조방법은 수소가스를 제조하기 위해 과도한 전기가 소모되므로 경제성이 떨어지는 문제점이 있었다.In order to obtain hydrogen gas as described above, conventionally, a method of producing hydrogen gas by decomposing water by electrolysis has been used. However, such a manufacturing method has a problem in that economical efficiency is low because excessive electricity is consumed to produce hydrogen gas.
한편, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 천연가스를 이용한 수증기 개질법으로 수소를 제조하여 사용하였으나 이러한 제조방법은 경제성은 확보되었으나 천연가스에서 수소를 제조하는 과정에서 천연가스의 주성분인 메탄이 수증기와 반응하여 메탄에 있는 수소와 수증기에 있는 수소가 분해되어 수소와 부산물인 일산화탄소가 발생 되어 환경을 오염시키는 문제점이 있었다.In order to solve the above problems, hydrogen was produced and used as a steam reforming method using natural gas. However, in the process of producing hydrogen from natural gas, methane, which is a main component of natural gas, Hydrogen in the methane and hydrogen in the water vapor are decomposed to generate hydrogen and carbon monoxide, which is a by-product, thereby polluting the environment.
이에, 상기와 같은 전기분해법 및 수증기 개질법의 문제점을 해결하기 위해 메탄가스와 수증기를 반응시켜 합성가스를 생성하는 수증기개질반응부와, 상기 수증기개질반응부를 통해 생성된 합성가스 내의 일산화탄소를 수증기와 반응시켜 이산화탄소 및 수소로 전환 시키며, 고온전환반응기와 저온전환반응기로 이루어지는 수성가스전환반응부와, 상기 수성가스전환반응부를 통해 배출되는 합성가스 내의 일산화탄소를 산화시키는 선택적산화반응부와, 상기 선택적산화반응부를 냉각시키는 쿨링부 및 상기 수증기개질반응부와, 수성가스전환반응부, 쿨링부 및 선택적산화반응부가 순서대로 수납되는 본체부를 포함하여 이루어지며, 상기 수성가스전환반응부는 상기 수증기개질반응부의 폐열을 이용하되, 상기 선택적산화반응부는 합성가스의 이동통로가 되는 유입구 및 배출구가 구비된 반응챔버와, 상기 유입구와 연통하여 상기 반응챔버 내부의 하단에 좌우방향으로 설치되는 가스유도관 및 상기 가스유도관과 연통하여 상하방향으로 설치되는 복수의 가스분사관을 포함하여 이루어지며, 상기 가스유도관 및 가스분사관은 말단부가 마감처리되고, 상기 가스분사관에는 방향을 달리하여 천공된 다수의 분사공을 포함하여 구성되는 기술이 등록특허공보 제10-1243767호에서와 같이 공지된바 있다.In order to solve the problems of the electrolysis method and the steam reforming method as described above, there is a steam reforming reaction unit for reacting methane gas with water vapor to generate a synthesis gas, and a reforming unit for reforming the carbon monoxide in the synthesis gas produced through the steam reforming reaction unit, A selective oxidation reaction unit for oxidizing carbon monoxide in the synthesis gas discharged through the water gas conversion reaction unit; and a selective oxidation reaction unit for converting the carbon monoxide into carbon dioxide and hydrogen, Wherein the water gas reforming reaction unit comprises a cooling unit for cooling the water reforming reaction unit, a cooling unit for cooling the water reforming reaction unit, a water reforming reaction unit, a water gas conversion reaction unit, a cooling unit and a selective oxidation reaction unit, Wherein the selective oxidation reaction unit comprises a synthesis gas- A gas induction pipe communicating with the inlet port and provided in the left and right direction at the lower end of the reaction chamber, and a plurality of gas chambers communicating with the gas induction pipe and vertically installed in the reaction chamber, Wherein the gas introducing tube and the gas introducing tube are end-finished and the gas introducing tube is provided with a plurality of injection holes which are perforated in different directions, Lt; RTI ID = 0.0 > 1243767. < / RTI >
하지만, 상기와 같은 기술은 구성이 복잡하여 장치를 제작하는 비용이 많이 발생 되며, 장치를 운용하는데에도 숙련된 작업자가 운용하여야하는 문제점이 있는 것이다.However, the above-described technology is complicated in construction, so that it is costly to manufacture the apparatus, and there is a problem that a skilled worker must operate the apparatus even when operating the apparatus.
따라서, 상기와 같은 종래의 문제점을 해결한 수소가스 제조 반응장치 및 이를 이용한 수소가스 제조방법이 요구되고 있는 실정이다.Accordingly, there is a need for a hydrogen gas production reaction apparatus and a hydrogen gas production method using the hydrogen gas production reaction apparatus which solve the above conventional problems.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 종래에 전기분해법 및 수증기 개질법을 사용하여 수소가스를 제조할 시에 과도한 전기가 사용되거나 일산화탄소 등이 발생 되는 것을 방지하면서도 기술의 구성을 간단하게 하여 장치를 제작하는 비용을 저렴하게 하며, 장치를 운용하는데에도 용이하게 하는 수소가스 제조 반응장치 및 이를 이용한 수소가스 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Disclosure of Invention Technical Problem [8] Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide a method for producing hydrogen gas by using an electrolysis method and a steam reforming method, And it is an object of the present invention to provide a hydrogen gas production reaction apparatus and a hydrogen gas production method using the hydrogen gas production reaction apparatus.
상기와 같은 목적을 실현하기 위하여, 본 발명은 수소가스 제조 반응장치 및 이를 이용한 수소가스 제조방법에 관한 것으로 탄화수소가 포함된 메탄가스, 프로판가스, 부탄가스로 이루어진 군에서 1종 또는 2종 이상이 각각 혼합되어 이루어지는 반응원료가 공급되는 유입관과, 상기 유입관 상에 구비되어 반응원료를 공급 또는 차단하는 제어밸브와, 상기 유입관에 연결되어 반응원료를 공급받으며, 내측에는 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 루테늄(Ru), 로듐(Rh), 철(Fe), 니켈(Ni), 코발트(Co), 카본 블랙(Carbon black)으로 이루어진 군에서 1종 또는 2종 이상이 각각 혼합되어 이루어져 반응원료를 고체상의 탄소와 수소로 분해하는 촉매가 구비되고, 외측에는 내측에서 반응원료가 고체상의 탄소와 수소로 분해되면서 발생 되는 열이 외부로 손실되는 것을 방지하기 위한 단열재가 구비되는 반응기와, 상기 반응기의 외측에 구비되며, 반응기에서 반응원료가 고체상의 탄소와 수소로 분해되도록 반응기에 반응열을 공급하는 히터와, 상기 반응기와 연결되어 반응기 내에서 반응원료가 분해된 고체상의 탄소와 수소를 공급받으며, 상부에는 수소를 배출하는 수소배출구가 형성되고, 하부에는 고체상의 탄소를 배출하는 탄소배출구가 형성되며, 탄소배출구에는 고체상의 탄소를 배출할 시에 수소가 유출되는 것을 방지하는 밸브가 형성되는 원통형의 분리용기와, 상기 분리용기의 상부에 구비되어 일측에 연결되는 수소배출구로부터 수소를 공급받아 수소 내에 포함된 소량의 탄소 미립자를 분리하며, 상부에는 소량의 탄소 미립자가 분리된 수소가 배출되는 수소배출관로가 구비되고, 하부에는 분리용기의 상부와 연결되어 수소로부터 분리된 소량의 탄소 미립자가 분리용기로 배출되는 탄소배출관로가 구비되는 원통형의 소형분리용기와, 상기 소형분리용기의 수소배출관로와 일측이 연결되어 수소를 공급받으며, 내측에는 수소배출관로에서 공급받은 수소에서 소량의 탄소 미립자를 분리하도록 탄소 미립자보다 작은 개구부가 형성된 실크망 또는 SUS(Steel use stainless)망으로 이루어진 군에서 어느 하나로 형성되는 필터가 구비되고, 타측에는 수소에 포함된 소량의 탄소 미립자가 분리된 수소가 배출되는 배출관로가 형성되는 필터부와, 상기 히터와 연결되어 히터의 온도를 800~1200℃로 제어하는 제어부와, 상기 분리용기의 탄소배출구 하부에 구비되어 탄소배출구를 통해 배출되는 탄소를 회수하는 회수용기를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 수소가스 제조 반응장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 탄화수소가 포함된 메탄가스, 프로판가스, 부탄가스로 이루어진 군에서 1종 또는 2종 이상이 각각 혼합되어 이루어지는 반응원료를 유입관을 통하여 원통형의 반응기로 공급하는 제1단계와, 상기 반응기에 공급된 반응원료를 반응기의 외측에 구비되어 반응기에 800~1200℃의 반응열을 공급하는 히터 및 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 루테늄(Ru), 로듐(Rh), 철(Fe), 니켈(Ni), 코발트(Co), 카본 블랙(Carbon black)으로 이루어진 군에서 1종 또는 2종 이상이 각각 혼합되어 이루어진 촉매를 이용하여 고체상의 탄소와 수소로 분해하여 원통형의 분리용기로 공급하는 제2단계와, 상기 반응기에서 공급받은 고체상의 탄소와 수소를 분리용기에서 분리하여 고체상의 탄소는 분리용기의 하부에 형성되는 탄소배출구로 배출하여 탄소배출구의 하부에 구비되는 회수용기로 회수하며, 수소는 분리용기의 상부에 구비되는 수소배출구로 원통형의 소형분리용기에 공급하는 제3단계와, 상기 분리용기에서 소형분리용기로 공급되는 수소 내에 포함된 소량의 탄소 미립자를 분리하여 분리된 소량의 탄소 미립자를 소형분리용기의 하부 및 분리용기 상부에 연결 형성된 탄소배출관로를 사용하여 분리용기로 배출하며, 소량의 탄소 미립자가 분리된 수소는 소형분리용기 상부에 형성된 수소배출관로를 사용하여 수소배출관로의 일측에 연결 구비된 필터부로 공급하는 제4단계와, 상기 소형분리용기에서 필터부로 공급되는 수소 내에 포함된 소량의 탄소 미립자를 필터부 내측에 구비된 탄소 미립자보다 작은 개구부가 형성된 실크망 또는 SUS(Steel use stainless)망으로 이루어진 군에서 어느 하나로 형성되는 필터를 사용하여 수소 내에 포함된 소량의 탄소 미립자를 완전히 분리하여 배출관로를 통하여 수소만을 배출하는 제5단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수소가스 제조 반응장치를 이용한 수소가스 제조방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention relates to a hydrogen gas production reactor and a method for producing hydrogen gas using the same, wherein one or more of the hydrocarbon gas-containing methane gas, propane gas, A control valve provided on the inflow pipe to supply or block a reaction raw material, and a control valve connected to the inflow pipe to receive a reaction raw material, and a platinum (Pt) At least one of them is mixed with each other in the group consisting of palladium (Pd), ruthenium (Ru), rhodium (Rh), iron (Fe), nickel (Ni), cobalt (Co) and carbon black A catalyst for decomposing the reaction material into solid carbon and hydrogen, and a catalyst for preventing the heat generated by decomposition of the reaction raw material into solid carbon and hydrogen from the inside to the outside, A heater disposed on the outer side of the reactor to supply a reaction heat to the reactor so that the reaction raw material is decomposed into solid carbon and hydrogen in the reactor and a heater connected to the reactor to decompose the reaction raw material in the reactor, In the upper part, a hydrogen outlet for generating hydrogen is formed. In the lower part, a carbon discharge port for discharging solid-state carbon is formed. At the carbon discharge port, hydrogen is discharged for discharging solid-state carbon. And a small amount of carbon fine particles contained in the hydrogen are separated from the hydrogen outlet through a hydrogen outlet connected to one side of the separation vessel and a small amount of carbon fine particles And a hydrogen discharge pipe through which the separated hydrogen is discharged, A small separation vessel of a cylindrical type having a carbon discharge pipe through which a small amount of carbon fine particles separated from hydrogen are discharged to a separation vessel, and a hydrogen discharge pipe connected to one side of the small separation vessel to receive hydrogen, A filter formed of any one of the group consisting of a silk screen or a steel use stainless (SUS) screen having an opening smaller than that of the carbon fine particles so as to separate a small amount of carbon particles from the supplied hydrogen, and a small amount A control unit connected to the heater and controlling the temperature of the heater to 800 to 1200 DEG C; a control unit connected to the heater to control the temperature of the heater to 800 to 1200 DEG C, And a recovery vessel for recovering the carbon discharged through the hydrogen recovery unit. It provides an apparatus.
According to another aspect of the present invention, there is provided a process for producing a hydrocarbon-containing reaction product, comprising: a first step of supplying a reaction raw material composed of one or more kinds of hydrocarbon-containing methane gas, propane gas, The reaction material supplied to the reactor is provided outside the reactor to supply a reaction heat of 800 to 1200 ° C to the reactor and a heater for supplying a reaction heat of platinum Pt, palladium (Pd), ruthenium (Ru), rhodium (Rh) ), Nickel (Ni), cobalt (Co), and carbon black (Carbon black). The catalyst is decomposed into solid carbon and hydrogen and separated into a cylindrical separating vessel And separating the solid carbon and hydrogen supplied from the reactor in the separation vessel so that the solid carbon is discharged to the carbon discharge port formed in the lower part of the separation vessel, A third step of supplying hydrogen to the cylindrical small separating vessel through a hydrogen outlet provided in the upper part of the separating vessel; and a third step of separating a small amount of carbon fine particles contained in the hydrogen supplied to the small separating vessel from the separating vessel A small amount of carbon fine particles are discharged to a separation vessel by using a carbon discharge line connected to the bottom of the small separation vessel and the upper part of the separation vessel. The hydrogen separated by a small amount of carbon particles is discharged through a hydrogen discharge line A step of supplying a small amount of carbon fine particles contained in hydrogen supplied from the small separation vessel to the filter unit through an opening smaller than the carbon fine particles provided inside the filter unit, A filter formed of any one of the group consisting of a formed silk screen or a steel use stainless (SUS) And a fifth step of completely separating the small amount of carbon fine particles contained in the hydrogen gas producing device and discharging only hydrogen through the discharge pipe.
삭제delete
이와 같이 이루어지는 본 발명에 의한 수소가스 제조 반응장치 및 이를 이용한 수소가스 제조방법은 반응기 내부로 반응원료 외에 별도의 다른 반응물이 유입되지 않으므로 수소가스의 제조 시에 일산화탄소 또는 이산화탄소 등의 부산물이 발생 되지 않아 고순도의 수소가스를 제조할 수 있으며, 수성가스전환반응공정이 없으므로 수소가스 제조 반응장치의 소형화가 가능하여 수소가스 제조 반응장치를 제작하는 비용이 저렴하고, 장치가 간단하므로 장치를 운용하는데에도 용이한 이점이 있는 것이다.In the hydrogen gas production reactor and the hydrogen gas production method using the same according to the present invention, no other reactant is introduced into the reactor except for the reaction raw material, so that by-products such as carbon monoxide or carbon dioxide are not generated during the production of the hydrogen gas It is possible to manufacture a high purity hydrogen gas, and since there is no water gas conversion reaction process, it is possible to downsize the hydrogen gas production reaction device, and the cost for manufacturing the hydrogen gas production reaction device is low, There is one advantage.
도 1은 본 발명에 의한 수소가스 제조 반응장치의 개략도,
도 2는 본 발명에 의한 수소가스 제조 반응장치를 이용한 수소가스 제조방법의 순서도이다.1 is a schematic view of a hydrogen gas production reactor according to the present invention,
2 is a flowchart of a hydrogen gas production method using a hydrogen gas production reactor according to the present invention.
이하 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1 내지 도 2를 참조하여 보면 본 발명에 의한 수소가스 제조 반응장치는 반응원료(4)가 공급되는 유입관(10)과, 상기 유입관(10)에 연결되어 반응원료(4)를 공급받는 반응기(20)와, 상기 반응기(20)의 외측에 구비되어 반응열을 공급하는 히터(30)와, 상기 반응기(20)와 연결되어 반응기(20) 내에서 반응원료(4)가 분해된 고체상의 탄소와 수소를 공급받는 원통형의 분리용기(40)와, 상기 분리용기(40)의 상부에 구비되어 분리용기(40)로부터 수소를 공급받아 수소 내에 포함된 소량의 탄소 미립자를 분리하는 원통형의 소형분리용기(50)와, 상기 소형분리용기(50)와 연결되어 수소를 공급받으며, 내측에는 필터(62)가 구비되고, 타측에는 수소가 배출되는 배출관로(64)가 형성되는 필터부(60)로 이루어진다.1 and 2, the reaction apparatus for producing hydrogen gas according to the present invention comprises an
상기 탄화수소가 포함된 반응원료(4)가 공급되는 유입관(10)이 구비된다.And an
이때, 상기 반응원료(4)는 메탄가스, 프로판가스, 부탄가스와 같은 액화천연가스 또는 액화석유가스가 사용되는 것이며, 메탄가스, 프로판가스, 부탄가스가 개별적으로 반응원료(4)로 사용되는 것이 바람직하나 메탄가스, 프로판가스, 부탄가스 군에서 1종 또는 2종 이상이 각각 혼합되어 반응원료(4)로 사용되어도 무방한 것이다.At this time, the reaction raw material (4) is a liquefied natural gas such as methane gas, propane gas, butane gas, or liquefied petroleum gas. Methane gas, propane gas and butane gas are separately used as the reaction raw material (4) But it may be used as a reaction raw material (4) by mixing one or more of methane gas, propane gas and butane gas.
또한, 상기 유입관(10)에는 반응원료(4)가 공급 또는 차단될 수 있도록 제어밸브(12)가 구비되며, 제어밸브(12)는 필요 이상의 반응원료(4)가 후술 되는 반응기(20)에 공급되어 반응기(20)가 오작동 되는 것을 방지하는 역할을 하는 것이다.A
상기 유입관(10)에 연결되어 반응원료(4)를 공급받으며, 내측에는 반응원료(4)를 고체상의 탄소와 수소로 분해하는 촉매(22)가 구비되고, 외측에는 내측에서 반응원료(4)가 고체상의 탄소와 수소로 분해되면서 발생 되는 열이 외부로 손실되는 것을 방지하기 위한 단열재(24)가 구비되는 반응기(20)가 구비된다.A
이때, 상기 촉매(22)는 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 루테늄(Ru), 로듐(Rh) 등과 같은 성분으로 형성되는 귀금속촉매나 철(Fe), 니켈(Ni), 코발트(Co) 등과 같은 성분으로 형성되는 금속촉매 또는 카본 블랙(Carbon black) 등과 같은 성분으로 형성되는 탄소계촉매 등이 사용됨이 바람직하나 반응원료(4)로 사용되는 메탄가스, 프로판가스 및 부탄가스와 같은 액화천연가스 또는 액화석유가스를 분해하여 반응원료(4)를 고체상의 탄소와 수소로 분해할 수 있는 촉매(22)라면 어떠한 촉매(22)를 사용하여도 무방한 것이다.At this time, the
또한, 상기 반응기(20)의 외측에 구비되는 단열제(24)는 반응원료(4)가 반응기(20)의 내부에서 촉매(22) 및 후술 되는 히터(30)에서 공급되는 반응열로 인하여 고체상의 탄소와 수소로 분해될 시에 발생 되는 열 및 히터(30)에서 공급되는 반응열이 외부로 유출되어 손실되는 것을 방지하여 에너지가 낭비되는 것을 방지하는 역할을 하는 것이다.The
한편, 상기 반응기(20) 내부에서 반응원료(4)가 히터(30)에 의한 반응열 및 촉매(22)에 의해 일어나는 화학반응은 아래와 같다.The reaction heat of the reaction
CmHn → m C + 1/2n H2 CmHn → m C + 1 / 2n
또한, 상기 반응원료(4)를 액화천연가스로 사용할 경우 액화천연가스는 주성분이 메탄으로 이루어져 있으므로 반응기(20) 내부에서 반응원료(4)가 히터(30)에 의한 반응열 및 촉매(22)에 의해 일어나는 화학반응은 아래와 같다.When the reaction
CH4 → C + 2H2 CH 4 → C + 2H 2
상기 반응기(20)의 외측에 구비되며, 반응기(20)에서 반응원료(4)가 고체상의 탄소와 수소로 분해되도록 반응기(20)에 반응열을 공급하는 히터(30)가 구비된다.A
이때, 상기 히터(30)는 히터(30)의 온도를 800~1200℃로 제어하는 제어부(70) 및 히터(30)에 전원을 공급하는 히터전원공급기(80)와 연결되어 작동되게 되며, 히터(30)의 온도가 800℃ 이하로 내려갈 시에는 반응원료(4)가 반응기(20) 내에서 탄소와 수소로 분해가 거의 되지 않으며, 히터(30)의 온도가 1200℃ 이상으로 올라갈 시에는 반응원료(4)가 반응기(20) 내에서 탄소와 수소로 분해되는 효율이 낮아지는 문제가 있는 것이다.The
상기 반응기(20)와 연결되어 반응기(20) 내에서 반응원료(4)가 분해된 고체상의 탄소와 수소를 공급받으며, 상부에는 수소를 배출하는 수소배출구(42)가 형성되고, 하부에는 고체상의 탄소를 배출하는 탄소배출구(44)가 형성되며, 탄소배출구(44)에는 고체상의 탄소를 배출할 시에 수소가 유출되는 것을 방지하는 밸브(46)가 형성되는 원통형의 분리용기(40)가 구비된다.The
이때, 상기 분리용기(40)의 상부에 원통형으로 구비되는 수소배출구(42)는 반응원료(4)가 분해된 고체상의 탄소와 수소 중에 공기보다 가벼운 수소가 상승 되는 성질을 이용하여 수소를 상부로 배출하는 것이다.At this time, the
또한, 상기 분리용기(40)의 하부에 구비되는 원통형의 탄소배출구(44)는 반응원료(4)가 분해된 고체상의 탄소와 수소 중에 공기보다 무거운 탄소가 하강 되는 성질을 이용하여 탄소를 하부로 배출하는 것이며, 탄소배출구(44)에는 밸브(46)가 구비되어 수소가 먼저 상부로 배출될 때까지 탄소의 배출을 차단하여 탄소가 탄소배출구(44)를 통하여 하부로 배출될 시에 분리용기(40)에 남아있는 수소가 탄소와 함께 배출되는 것을 방지한다.The cylindrical
한편, 상기 탄소배출구(44)의 하부에는 탄소배출구(44)를 통하여 배출되는 탄소를 회수하는 회수용기(90)가 구비되며, 회수용기(90)에 회수되는 탄소는 미세한 탄소 분말로 규칙성이 작은 결정성 물질인 카본 블랙(Carbon black)이며, 주로 자동차 타이어, 다른 고무 제품의 강화제, 인쇄용 잉크, 페인트 및 먹지 등에 재활용하여 사용할 수 있는 것이다.Meanwhile, the lower part of the
상기 분리용기(40)의 상부에 구비되어 일측에 연결되는 수소배출구(42)로부터 수소를 공급받아 수소 내에 포함된 소량의 탄소 미립자를 분리하며, 상부에는 소량의 탄소 미립자가 분리된 수소가 배출되는 수소배출관로(52)가 구비되고, 하부에는 분리용기(40)의 상부와 연결되어 수소로부터 분리된 소량의 탄소 미립자가 분리용기(40)로 배출되는 탄소배출관로(54)가 구비되는 원통형의 소형분리용기(50)가 구비된다.A small amount of carbon fine particles contained in the hydrogen is supplied to the
이때, 상기 소형분리용기(50)는 1차적으로 분리용기(40)에서 수소와 탄소가 분리되어 공급된 수소에 남아있는 소량의 탄소 미립자를 2차적으로 분리하는 역할을 하는 것이며, 소량의 탄소 미립자가 분리된 수소는 공기보다 가벼운 수소가 상승 되는 성질을 이용하여 수소배출관로(52)를 통하여 상부로 배출되고, 소량의 탄소 미립자는 공기보다 무거운 성질을 이용하여 분리용기(40)와 연결된 탄소배출관로(54)를 통하여 하부로 배출되게 되는 것이다.At this time, the
상기 소형분리용기(50)의 수소배출관로(52)와 일측이 연결되어 수소를 공급받으며, 내측에는 수소배출관로(52)에서 공급받은 수소에 남아있는 소량의 탄소 미립자를 완전히 분리하는 필터(62)가 구비되고, 타측에는 수소에 포함된 소량의 탄소 미립자가 완전히 분리된 수소가 배출되는 배출관로(64)가 형성되는 필터부(60)가 구비된다.A
이때, 상기 필터(62)는 탄소 미립자보다 작은 개구부가 형성된 실크망 또는 SUS(Steel use stainless)망 등으로 형성되는 것이며, 소형분리용기(50)에서 공급된 수소에 남아있는 소량의 탄소 미립자가 완전히 분해될 수 있는 것이면 어떠한 형태든 무방한 것이다.At this time, the
또한, 상기 필터부(60)의 배출관로(64)를 통하여 배출되는 수소는 반응원료(4)에서 탄소가 완전히 제거된 고순도의 수소만을 배출하는 것이다.The hydrogen discharged through the
상기와 같이 이루어지는 수소가스 제조 반응장치(2)는 간단한 구조만으로도 고순도의 수소를 제조할 수 있으며, 반응원료(4)가 분해되면서 발생 되는 탄소인 소량의 카본 블랙(Carbon black)을 제외하고는 대부분이 수소만 생성되기 때문에 일산화탄소가 발생 되지 않아 별도로 수성가스 전환반응 공정이 생략될 수 있으므로 수소가스 제조 반응장치(2)의 소형화가 가능한 이점이 있는 것이다.The hydrogen
한편, 본 발명에 의한 수소가스 제조 반응장치를 이용한 수소가스 제조방법은 하기와 같다.The hydrogen gas production method using the hydrogen gas production reactor according to the present invention is as follows.
탄화수소가 포함된 반응원료(4)를 유입관(10)을 통하여 원통형의 반응기(20)로 공급하는 제1단계(S1)와, 상기 반응기(20)에 공급된 반응원료(4)를 반응기(20)의 외측에 구비되어 반응기(20)에 800~1200℃의 반응열을 공급하는 히터(30) 및 촉매(22)를 이용하여 고체상의 탄소와 수소로 분해하여 원통형의 분리용기(40)로 공급하는 제2단계(S2)와, 상기 반응기(20)에서 공급받은 고체상의 탄소와 수소를 분리용기(40)에서 분리하여 고체상의 탄소는 분리용기(40)의 하부에 형성되는 탄소배출구(44)로 배출하며, 수소는 분리용기(40)의 상부에 구비되는 수소배출구(42)로 원통형의 소형분리용기(50)에 공급하는 제3단계(S3)와, 상기 분리용기(40)에서 소형분리용기(50)로 공급되는 수소 내에 포함된 소량의 탄소 미립자를 분리하여 분리된 소량의 탄소 미립자를 소형분리용기(50)의 하부 및 분리용기(40) 상부에 연결 형성된 탄소배출관로(54)를 사용하여 분리용기(40)로 배출하며, 소량의 탄소 미립자가 분리된 수소는 소형분리용기(50) 상부에 형성된 수소배출관로(52)를 사용하여 수소배출관로(52)의 일측에 연결 구비된 필터부(60)로 공급하는 제4단계(S4)와, 상기 소형분리용기(50)에서 필터부(60)로 공급되는 수소 내에 포함된 소량의 탄소 미립자를 필터부(60) 내측에 구비된 필터(62)를 사용하여 수소 내에 포함된 소량의 탄소 미립자를 완전히 분리하여 배출관로(64)를 통하여 수소만을 배출하는 제5단계(S5)로 이루어진다.A first step S1 of supplying a reaction
상기한 제1단계(S1)~제5단계(S5)가 완료되면 반응원료(4)에 포함된 고체상의 탄소가 수소와 완전히 분리되게 되며, 분리된 수소는 필터부(60)의 일측에 연결 구비된 배출관로(64)를 통하여 배출되어 사용되며, 분리된 탄소는 분리용기(40)의 하부에 연결 구비된 탄소배출구(44)로 배출되어 재활용되는 것이다.When the first step (S1) to the fifth step (S5) is completed, the solid carbon contained in the reaction raw material (4) is completely separated from hydrogen, and the separated hydrogen is connected to one side of the filter unit The separated carbon is discharged to the
한편, 상기 수소가스 제조 반응장치를 이용한 수소가스 제조방법은 상술 된 본 발명에 의한 수소가스 제조 반응장치(2)를 사용하며, 그 사용동작 설명은 상술 된 바와 같으므로 이를 생략한다.Meanwhile, the hydrogen gas production method using the hydrogen gas production reaction apparatus uses the above-described hydrogen gas
상기와 같이 이루어지는 수소가스 제조 반응장치를 이용한 수소가스 제조방법은 간단한 구조로 이루어지는 본 발명에 따른 수소가스 제조 반응장치(2)를 사용함으로써, 고순도의 수소를 제조할 수 있으며, 반응원료(4)가 분해되면서 발생 되는 탄소인 소량의 카본 블랙(Carbon black)을 제외하고는 대부분이 수소만 생성되기 때문에 일산화탄소가 발생 되지 않아 별도로 수성가스 전환반응 공정이 생략될 수 있는 이점이 있는 것이다.The hydrogen gas production method using the hydrogen gas production reactor as described above can produce high purity hydrogen by using the hydrogen
2 : 수소가스 제조 반응장치 4 : 반응원료
10 : 유입관 20 : 반응기
22 : 촉매 24 : 단열재
30 : 히터 40 : 분리용기
42 : 수소배출구 44 : 탄소배출구
46 : 밸브 50 : 소형분리용기
52 : 수소배출관로 54 : 탄소배출관로
60 : 필터부 62 : 필터
64 : 배출관로 70 : 제어부
80 : 히터전원공급기2: hydrogen gas production reactor 4: reaction raw material
10: inlet pipe 20: reactor
22: Catalyst 24: Insulation
30: heater 40: separation vessel
42: hydrogen outlet 44: carbon outlet
46: valve 50: small separation vessel
52: hydrogen discharge line 54: carbon discharge line
60: filter part 62: filter
64: exhaust pipe 70:
80: Heater power supply
Claims (5)
상기 유입관(10) 상에 구비되어 반응원료(4)를 공급 또는 차단하는 제어밸브(12);
상기 유입관(10)에 연결되어 반응원료(4)를 공급받으며, 내측에는 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 루테늄(Ru), 로듐(Rh), 철(Fe), 니켈(Ni), 코발트(Co), 카본 블랙(Carbon black)으로 이루어진 군에서 1종 또는 2종 이상이 각각 혼합되어 이루어져 반응원료(4)를 고체상의 탄소와 수소로 분해하는 촉매(22)가 구비되고, 외측에는 내측에서 반응원료(4)가 고체상의 탄소와 수소로 분해되면서 발생 되는 열이 외부로 손실되는 것을 방지하기 위한 단열재(24)가 구비되는 반응기(20);
상기 반응기(20)의 외측에 구비되며, 반응기(20)에서 반응원료(4)가 고체상의 탄소와 수소로 분해되도록 반응기(20)에 반응열을 공급하는 히터(30);
상기 반응기(20)와 연결되어 반응기(20) 내에서 반응원료(4)가 분해된 고체상의 탄소와 수소를 공급받으며, 상부에는 수소를 배출하는 수소배출구(42)가 형성되고, 하부에는 고체상의 탄소를 배출하는 탄소배출구(44)가 형성되며, 탄소배출구(44)에는 고체상의 탄소를 배출할 시에 수소가 유출되는 것을 방지하는 밸브(46)가 형성되는 원통형의 분리용기(40);
상기 분리용기(40)의 상부에 구비되어 일측에 연결되는 수소배출구(42)로부터 수소를 공급받아 수소 내에 포함된 소량의 탄소 미립자를 분리하며, 상부에는 소량의 탄소 미립자가 분리된 수소가 배출되는 수소배출관로(52)가 구비되고, 하부에는 분리용기(40)의 상부와 연결되어 수소로부터 분리된 소량의 탄소 미립자가 분리용기(40)로 배출되는 탄소배출관로(54)가 구비되는 원통형의 소형분리용기(50);
상기 소형분리용기(50)의 수소배출관로(52)와 일측이 연결되어 수소를 공급받으며, 내측에는 수소배출관로(52)에서 공급받은 수소에서 소량의 탄소 미립자를 분리하도록 탄소 미립자보다 작은 개구부가 형성된 실크망 또는 SUS(Steel use stainless)망으로 이루어진 군에서 어느 하나로 형성되는 필터(62)가 구비되고, 타측에는 수소에 포함된 소량의 탄소 미립자가 분리된 수소가 배출되는 배출관로(64)가 형성되는 필터부(60);
상기 히터(30)와 연결되어 히터(30)의 온도를 800~1200℃로 제어하는 제어부(70);
상기 분리용기(40)의 탄소배출구(44) 하부에 구비되어 탄소배출구(44)를 통해 배출되는 탄소를 회수하는 회수용기(90)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 수소가스 제조 반응장치.An inlet pipe (10) for supplying a reaction raw material (4) composed of one or two or more kinds selected from the group consisting of methane gas, propane gas and butane gas containing hydrocarbons;
A control valve (12) provided on the inlet pipe (10) to supply or block the reaction raw material (4);
And is connected to the inflow pipe 10 to receive the reaction raw material 4 and the inner side is provided with at least one of platinum Pt, palladium Pd, ruthenium Ru, rhodium Rh, iron Fe, nickel Ni, (22) for decomposing the reaction raw material (4) into solid carbon and hydrogen, wherein the catalyst (22) is composed of at least one member selected from the group consisting of cobalt (Co) and carbon black A reactor 20 having a heat insulating material 24 for preventing the heat generated when the reaction raw material 4 is decomposed into solid carbon and hydrogen from being lost to the outside;
A heater 30 provided outside the reactor 20 for supplying reaction heat to the reactor 20 so that the reaction raw material 4 is decomposed into solid carbon and hydrogen in the reactor 20;
The reactor 20 is connected to the reactor 20 to receive solid carbon and hydrogen from which the reaction raw material 4 has been decomposed. A hydrogen outlet 42 for discharging hydrogen is formed in the reactor. A carbon discharge port 44 for discharging carbon; a cylindrical separating vessel 40 in which a valve 46 is formed in the carbon discharge port 44 to prevent hydrogen from flowing out when discharging solid carbon;
A small amount of carbon fine particles contained in the hydrogen is supplied to the separating vessel 40 through the hydrogen outlet 42 connected to the separating vessel 40 and hydrogen is separated from the small amount of carbon fine particles And a carbon discharge pipe 54 connected to the upper part of the separation vessel 40 and discharging a small amount of carbon fine particles separated from the hydrogen to the separation vessel 40 A small separation vessel (50);
An opening portion smaller than the carbon fine particles is disposed on the inner side of the small separation vessel 50 so as to separate a small amount of carbon fine particles from the hydrogen supplied from the hydrogen discharge pipe 52 A filter 62 formed of any one selected from the group consisting of a formed silk screen or a steel use stainless steel (SUS) screen, and a discharge pipe path 64 through which a small amount of carbon fine particles contained in hydrogen are discharged is provided on the other side A filter portion 60 formed;
A controller 70 connected to the heater 30 to control the temperature of the heater 30 to 800 to 1200 ° C;
And a recovery container (90) provided below the carbon discharge port (44) of the separation vessel (40) to recover carbon discharged through the carbon discharge port (44).
상기 반응기(20)에 공급된 반응원료(4)를 반응기(20)의 외측에 구비되어 반응기(20)에 800~1200℃의 반응열을 공급하는 히터(30) 및 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 루테늄(Ru), 로듐(Rh), 철(Fe), 니켈(Ni), 코발트(Co), 카본 블랙(Carbon black)으로 이루어진 군에서 1종 또는 2종 이상이 각각 혼합되어 이루어진 촉매(22)를 이용하여 고체상의 탄소와 수소로 분해하여 원통형의 분리용기(40)로 공급하는 제2단계(S2);
상기 반응기(20)에서 공급받은 고체상의 탄소와 수소를 분리용기(40)에서 분리하여 고체상의 탄소는 분리용기(40)의 하부에 형성되는 탄소배출구(44)로 배출하여 탄소배출구(44)의 하부에 구비되는 회수용기(90)로 회수하며, 수소는 분리용기(40)의 상부에 구비되는 수소배출구(42)로 원통형의 소형분리용기(50)에 공급하는 제3단계(S3);
상기 분리용기(40)에서 소형분리용기(50)로 공급되는 수소 내에 포함된 소량의 탄소 미립자를 분리하여 분리된 소량의 탄소 미립자를 소형분리용기(50)의 하부 및 분리용기(40) 상부에 연결 형성된 탄소배출관로(54)를 사용하여 분리용기(40)로 배출하며, 소량의 탄소 미립자가 분리된 수소는 소형분리용기(50) 상부에 형성된 수소배출관로(52)를 사용하여 수소배출관로(52)의 일측에 연결 구비된 필터부(60)로 공급하는 제4단계(S4);
상기 소형분리용기(50)에서 필터부(60)로 공급되는 수소 내에 포함된 소량의 탄소 미립자를 필터부(60) 내측에 구비된 탄소 미립자보다 작은 개구부가 형성된 실크망 또는 SUS(Steel use stainless)망으로 이루어진 군에서 어느 하나로 형성되는 필터(62)를 사용하여 수소 내에 포함된 소량의 탄소 미립자를 완전히 분리하여 배출관로(64)를 통하여 수소만을 배출하는 제5단계(S5)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수소가스 제조 반응장치를 이용한 수소가스 제조방법.(4), which is a mixture of one or more of methane gas, propane gas and butane gas containing hydrocarbon, into a cylindrical reactor (20) through an inlet pipe (10) Step 1 (S1);
A heater 30 provided on the outer side of the reactor 20 to supply the reaction raw material 4 supplied to the reactor 20 to the reactor 20 to supply a reaction heat of 800 to 1200 캜 and a heater 30 for supplying platinum Pt, ), Ruthenium (Ru), rhodium (Rh), iron (Fe), nickel (Ni), cobalt (Co), and carbon black A second step S2 of decomposing the carbon and hydrogen into solid carbon and hydrogen and supplying the carbon and hydrogen to the cylindrical separation vessel 40 using the separator 22;
The solid carbon and the hydrogen supplied from the reactor 20 are separated from the separation vessel 40 so that the solid carbon is discharged to the carbon discharge port 44 formed in the lower part of the separation vessel 40, A third step (S3) of supplying hydrogen to the cylindrical small separation vessel (50) through a hydrogen outlet (42) provided in the upper part of the separation vessel (40);
A small amount of carbon fine particles contained in the hydrogen supplied to the small separation vessel 50 from the separation vessel 40 is separated and a small amount of carbon fine particles is introduced into the lower portion of the small separation vessel 50 and the upper portion of the separation vessel 40 The hydrogen discharged from the small separation vessel 50 is discharged to the hydrogen discharge pipe 50 by using the hydrogen discharge pipe 52 formed in the upper part of the small separation vessel 50. [ To a filter unit 60 connected to one side of the filter unit 52;
A small amount of carbon fine particles contained in the hydrogen supplied from the small separation vessel 50 to the filter unit 60 may be used as a silk screen or steel use resistant stainless steel having an opening smaller than the carbon fine particles provided inside the filter unit 60, And a fifth step S5 of completely separating the small amount of carbon particles contained in the hydrogen by using the filter 62 formed of any one of the group consisting of the hydrogen and the hydrogen and discharging only hydrogen through the discharge pipe 64 And the hydrogen gas is supplied to the hydrogen gas producing reactor.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020130036095A KR101504113B1 (en) | 2013-04-03 | 2013-04-03 | Hydrogen gas manufacturing method and manufacturing reactor apparatus of hydrogen gas using the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020130036095A KR101504113B1 (en) | 2013-04-03 | 2013-04-03 | Hydrogen gas manufacturing method and manufacturing reactor apparatus of hydrogen gas using the same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20140120443A KR20140120443A (en) | 2014-10-14 |
KR101504113B1 true KR101504113B1 (en) | 2015-03-19 |
Family
ID=51992306
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020130036095A KR101504113B1 (en) | 2013-04-03 | 2013-04-03 | Hydrogen gas manufacturing method and manufacturing reactor apparatus of hydrogen gas using the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101504113B1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20180010604A (en) * | 2016-07-21 | 2018-01-31 | 대우조선해양 주식회사 | Reactor for experiment of hydrogen generation using metallic fuel |
KR102639053B1 (en) * | 2023-01-27 | 2024-02-21 | 화이버텍 (주) | Thermal cracking reactor of hydrocarbon |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107213852B (en) * | 2017-07-12 | 2023-05-26 | 衢州市鼎盛化工科技有限公司 | Heat exchange reactor and application thereof |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008115046A (en) * | 2006-11-06 | 2008-05-22 | Tomoki Yamazaki | Hydrocarbon reforming apparatus |
JP2009023859A (en) | 2007-07-18 | 2009-02-05 | Nippon Suiso Kk | Hydrocarbon gas reforming method using oxyhydrogen flame and hydrocarbon gas reforming apparatus |
KR101084666B1 (en) | 2009-06-05 | 2011-11-22 | 한국에너지기술연구원 | Filter Reaction Apparatus for Producing Carbon Nano Tube and Hydrogen Gas and Production Method for Carbon Nano Tube and Hydrogen Gas from Methane Gas using Thereof |
KR101103678B1 (en) | 2009-06-09 | 2012-01-11 | 성균관대학교산학협력단 | Apparatus and process for manufacturing high purity hydrogen by catalytic decomposition of petroleum waste gas |
-
2013
- 2013-04-03 KR KR1020130036095A patent/KR101504113B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008115046A (en) * | 2006-11-06 | 2008-05-22 | Tomoki Yamazaki | Hydrocarbon reforming apparatus |
JP2009023859A (en) | 2007-07-18 | 2009-02-05 | Nippon Suiso Kk | Hydrocarbon gas reforming method using oxyhydrogen flame and hydrocarbon gas reforming apparatus |
KR101084666B1 (en) | 2009-06-05 | 2011-11-22 | 한국에너지기술연구원 | Filter Reaction Apparatus for Producing Carbon Nano Tube and Hydrogen Gas and Production Method for Carbon Nano Tube and Hydrogen Gas from Methane Gas using Thereof |
KR101103678B1 (en) | 2009-06-09 | 2012-01-11 | 성균관대학교산학협력단 | Apparatus and process for manufacturing high purity hydrogen by catalytic decomposition of petroleum waste gas |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20180010604A (en) * | 2016-07-21 | 2018-01-31 | 대우조선해양 주식회사 | Reactor for experiment of hydrogen generation using metallic fuel |
KR102614405B1 (en) | 2016-07-21 | 2023-12-14 | 한화오션 주식회사 | Reactor for experiment of hydrogen generation using metallic fuel |
KR102639053B1 (en) * | 2023-01-27 | 2024-02-21 | 화이버텍 (주) | Thermal cracking reactor of hydrocarbon |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20140120443A (en) | 2014-10-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Lavoie | Review on dry reforming of methane, a potentially more environmentally-friendly approach to the increasing natural gas exploitation | |
Di Marcoberardino et al. | Potentiality of a biogas membrane reformer for decentralized hydrogen production | |
Cormier et al. | Syngas production via methane steam reforming with oxygen: plasma reactors versus chemical reactors | |
US8277631B2 (en) | Methods and devices for the production of hydrocarbons from carbon and hydrogen sources | |
CA2840297C (en) | Method and plant for generating synthesis gas | |
US9133074B2 (en) | Process for the conversion of carbon dioxide to methanol | |
CN107428528B (en) | Comprising CO2Reformer device for membrane | |
US20090205254A1 (en) | Method And System For Converting A Methane Gas To A Liquid Fuel | |
US20160340187A1 (en) | Steam methane reforming reactor with hydrogen selective membrane | |
WO2014111310A1 (en) | Process for the preparation of synthesis gas | |
JP2012530352A5 (en) | ||
KR101377077B1 (en) | Hybrid-type Hydrogen Generator and the hydrogen production method by using the same | |
KR101560266B1 (en) | Method for producing syngas containing carbon monoxide(co) and hydrogen(h2) | |
WO2005005315A1 (en) | Hydrogen generation with efficient byproduct recycle | |
KR101504113B1 (en) | Hydrogen gas manufacturing method and manufacturing reactor apparatus of hydrogen gas using the same | |
WO2007105696A1 (en) | Hydrogen generator and process for producing hydrogen | |
RU2571147C1 (en) | Method of methane conversion | |
US20170210622A1 (en) | Method for producing hydrogen | |
CN109095438B (en) | Biomass multistage conversion combined hydrogen production device and working method thereof | |
KR102080092B1 (en) | Production method of Methane with two-step fluidized bed reactor for improving conversion | |
CN113825722A (en) | From a composition containing C1To C4Equipment and process for producing hydrogen and solid carbon from alkane gas | |
Muradov | Production of hydrogen from hydrocarbons | |
WO2013061040A2 (en) | Gas-to-liquid technology | |
US11649549B1 (en) | Oxidative reforming and electrolysis system and process for hydrogen generation | |
Seiiedhoseiny et al. | Hydrogen production system combined with a membrane reactor from ammonia |
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 | ||
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |