KR101509021B1

KR101509021B1 - 합성가스 대량생산을 위한 개질장치

Info

Publication number: KR101509021B1
Application number: KR20130035145A
Authority: KR
Inventors: 오두환
Original assignee: 주식회사 싸이텍
Priority date: 2013-04-01
Filing date: 2013-04-01
Publication date: 2015-04-07
Also published as: KR20140119464A

Abstract

본 발명은 합성가스 대량생산을 위한 개질장치에 관한 것으로써, 그 목적으로는 다수개의 개질기를 받침틀에 고정 설치하여 정량공급기로 부터 고상성분을 연속 공급받을 수 있도록 하고, 상기 각각의 개질기로부터 생성된 혼합가스는 가스포집탱크로 이동시켜 저장하며, 동시에 다수개의 개질기로 부터 배출되는 사용된 고상성분을 컨테이너로 배출시키는 구조를 실현함으로써, 다수개의 개질기로 부터 혼합가스를 대량으로 생산할 수 있도록 하는 데에 있다.
이를 실현하기 위한 본 발명은, 산소(O₂)와 수소(H₂)의 산화반응으로 수증기(H₂O)를 생성하고, 고상성분(14)을 가열하여 탄소(C)를 생성하며, 탄소(C)와 수증기(H₂O)의 환원반응으로 일산화탄소(CO)와 수소(H₂)로 된 합성가스를 생성하는 개질기(10); 상기 개질기(10) 다수개를 고정 설치하면서 칼럼(4)에 수평으로 설치되는 받침틀(6); 상기 받침틀(6) 아래에 설치되면서 배출되는 고상성분(14)을 수거하는 컨테이너(16); 상기 개질기(10) 상부에 설치되어 이동하면서, 각각의 개질기(10)에 고상성분(14)을 정량 공급하는 공급부재(38); 상기 개질기(10)에 연결되는 수소탱크(78)와 산소탱크(80) 및 가스포집탱크(82);로 된 것을 특징으로 한다.

Description

합성가스 대량생산을 위한 개질장치{Reformer device for synthesis gas mass production}

본 발명은 합성가스 대량생산을 위한 개질장치에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 다수개의 개질기를 받침틀에 고정 설치하여 정량공급기로 부터 고상성분을 연속 공급받을 수 있도록 하고, 상기 각각의 개질기로부터 생성된 혼합가스는 가스포집탱크로 이동시켜 저장하며, 동시에 다수개의 개질기로 부터 배출되는 사용된 고상성분을 컨테이너로 배출시킬 수 있도록 함으로써, 다수개의 개질기로 부터 혼합가스를 대량으로 생산할 수 있도록 한다.

또한, 개질기의 개질로 내부에 설치되는 열분해탱크의 내부벽면에 다수개의 열전달판을 설치하여, 열분해탱크로 투입된 고상성분이 전체적으로 골고루 탄화 되게 함으로써, 개질기의 열분해가스 생산효율이 획기적으로 향상 되도록 한다.

또한, 개질기의 열분해탱크에 연결된 입구관에 히터부재가 장착된 건조탱크를 설치하여, 고상성분이 항상 건조된 상태로 열분해탱크로 투입되도록 함으로써, 고상성분의 신속한 탄화와 함께 고순도의 열분해가스를 생산할 수 있도록 하는 합성가스 대량생산을 위한 개질장치에 관한 것이다.

일반적으로, 바이오매스폐기물(가연성 폐기물 및 유기성 폐기물)을 밀폐상태에서 400℃∼900℃로 가열하게 되면 열분해가스가 발생하게 되는데, 이러한 열분해가스는 다량의 탄소를 포함하고 있으며, 이는 개질로에서 환원반응을 통하여 합성가스(CO+H₂)로 만들어지게 된다.

상기와 같은 합성가스 생산방식은 보통 1개의 개질로에서 생산하는 방식을 선택하는데, 따라서 합성가스 수요가 증가하면 공급에는 한계가 있게 됨으로, 합성가스를 대량으로 생산하기 위한 구조 개선책이 요구되고 있다.

한편, 종래의 기술인 KR 10-0637340 B1 2006.10.16. "고온 개질기"를 도 1에서 살펴보면, 먼저 개질기(100)에는 합성가스(CO+H₂)와 산소(O₂)를 연소시켜서 고온의 수증기(H₂O)와 이산화탄소(CO₂)를 생성하는 산화반응실(110)과, 상기 산화반응실(110)로 부터 수증기와 이산화탄소를 공급받아 고체 유기물을 환원반응시킴으로써 합성가스를 생성하는 환원반응실(120)과, 환원반응실(120) 하부에 수직 설치되면서 고체 유기물을 공급하는 유기물 투입장치(130),로 구성되고, 상기 환원반응실(120) 출구에는 가스 저장탱크가 연결된다.

상기와 같이 구성되는 종래의 기술을 작용에 대해 설명하면, 먼저 산화반응실(110)로 부터 수증기와 이산화탄소가 환원반응실(120)로 유입되고, 동시에 유기물 투입장치(130)로 부터 고체 유기물이 환원반응실(120)로 유입되면, 상기 환원반응실(120)에서는 개질반응(환원반응)이 일어나면서 고분자 유기물을 일산화탄소와 수소가스로 환원하게 된다.

상기와 같은 종래의 합성가스 생산방식은 보통 1개의 개질기(100)를 통하여 생산하는 방식을 주로 선택하게 되는데, 이러한 방식은 합성가스를 대량으로 생산하게 될 경우 한계가 따르는 문제점을 지닌다.

다른 문제점으로는, 건조되지 않은 고체 유기물을 곧바로 공급하는 방식인 관계로, 환원반응이 불안정 하면서 저순도의 합성가스를 생산하게 되는 문제점을 지닌다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해소하기 위해 안출한 것으로써, 그 목적은 다음과 같다.

첫째, 다수개의 개질기를 받침틀에 고정 설치하여 정량공급기로 부터 고상성분을 연속 공급받을 수 있도록 하고, 상기 각각의 개질기로부터 생성된 혼합가스는 가스포집탱크로 이동시켜 저장하며, 동시에 다수개의 개질기로 부터 배출되는 사용된 고상성분을 컨테이너로 배출시키는 구조를 실현함으로써, 다수개의 개질기로 부터 혼합가스를 대량으로 생산할 수 있도록 하는 데에 있다.

둘째, 개질기의 개질로 내부에 설치되는 열분해탱크의 내부벽면에 다수개의 열전달판을 설치하여, 열분해탱크로 투입된 고상성분이 전체적으로 골고루 탄화 되게 함으로써, 개질기의 열분해가스 생산효율이 획기적으로 향상 되도록 하는 데에 있다.

셋째, 개질기의 열분해탱크에 연결된 입구관에 히터부재가 장착된 건조탱크를 설치하여, 고상성분이 항상 건조된 상태로 열분해탱크로 투입되도록 함으로써, 고상성분의 신속한 탄화와 함께 고순도의 열분해가스를 생산할 수 있도록 하는 데에 있다.

본 발명은, 산소(O₂)와 수소(H₂)의 산화반응으로 수증기(H₂O)를 생성하고, 고상성분(14)을 가열하여 탄소(C)를 생성하며, 탄소(C)와 수증기(H₂O)의 환원반응으로 일산화탄소(CO)와 수소(H₂)로 된 합성가스를 생성하는 개질기(10);

상기 개질기(10) 다수개를 동일한 간격으로 고정 설치하면서 칼럼(4)에 수평으로 설치되는 받침틀(6);

상기 받침틀(6) 아래에 설치되면서 개질기(10)로 부터 사용되어 배출되는 고상성분(14)을 수거하는 컨테이너(16);

상기 개질기(10) 상부에 설치되어 수평으로 왕복 이동하면서, 각각의 개질기(10)에 고상성분(14)을 정량 공급하는 공급부재(38);

상기 개질기(10)에 연결되는 수소탱크(78)와 산소탱크(80) 및 가스포집탱크(82);로 된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 공급부재(38)는 칼럼(4) 상단부에 수평으로 고정 설치되면서 래크(42)와 레일(44)을 전면과 하부에 각각 형성하는 프레임(40)과,

상기 레일(44)에 미끄럼 결합 되면서 피니언(48)을 래크(42)에 치차 결합하는 이송모터(46)와,

상기 이송모터(46) 하부에 결합 되면서 고상성분(14)을 개질기(10)로 공급하는 정량공급기(50)와,

상기 정량공급기(50)에 호스로 연결되면서 다량의 고상성분(14)을 저장하고 있는 저장탱크(52),로 된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 개질기(10)는, 탄소(C)와 수증기(H₂O)의 환원반응으로 일산화탄소(CO)와 수소(H₂)로 된 합성가스를 생성하여 가스포집탱크(82)로 공급하는 중공형 개질로(54);

상기 개질로(54)의 하부 일측에 위치하면서 공급되는 산소(O₂)와 수소(H₂)의 산화반응으로 수증기(H₂O)를 생성하여 개질로(54) 측으로 공급하는 버너(56);

상기 개질로(54)와 버너(56)의 외부 둘레에 설치되면서 단열재(60)를 포함하는 외부쉘(58);

상기 개질로(54)의 내부공간에 설치되면서 투입된 고상성분(14)을 열분해시켜 탄소(C)를 생성하는 중공형 열분해탱크(62);

상기 열분해탱크(62)의 상단부와 개질로(54)의 바닥면에 양단부가 각각 관통 결합 되면서 열분해 된 탄소의 흐름을 안내하는 안내파이프(86);

상기 열분해탱크(62)의 상,하단부에 수직으로 연결되면서 외부쉘(58)을 관통하여 돌출되는 입구관(66) 및 배출관(68);

상기 입구관(66)과 배출관(68)에 각각 고정 설치되면서 고상성분(14)의 출입을 단속하는 입,출구밸브(70,74);로 된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 효과는 다음과 같다.

첫째, 다수개의 개질기(10)가 받침틀(6)에 고정 설치되면서 정량공급기(50)로 부터 고상성분(14)을 연속 공급받을 수 있고, 상기 각각의 개질기(10)로 부터 생성되는 혼합가스가 가스포집탱크(82)로 이동하여 저장되며, 동시에 다수개의 개질기(10)로 부터 배출되는 사용된 고상성분(14)을 컨테이너(16)로 배출시키면서 처리하는 구조로 된 관계로, 다수개의 개질기(10)로 부터 혼합가스를 대량으로 생산할 수 있게 되는 효과가 있다.

둘째, 개질기(10)의 개질로(54) 내부에 설치되는 열분해탱크(62)의 내부벽면에 다수개의 열전달판(64)이 설치되는 구조로 되어 있어서, 열분해탱크(62)로 투입된 고상성분(14)은 전체적으로 골고루 탄화 되는데, 따라서 개질기(10)의 열분해가스 생산효율은 획기적으로 향상되는 효과가 있다.

셋째, 개질기(10)의 열분해탱크(62)에 연결된 입구관(66)에 히터부재(108)가 장착된 건조탱크(106)가 설치되는 구조로 되어 있어서, 고상성분(14)은 건조탱크(106)에서 건조된 후 공급 되는데, 따라서 열분해탱크(62)로 투입되는 건조된 고상성분(14)은 신속히 탄화되면서 고순도의 열분해가스를 생산하게 되는 효과가 있다.

도 1 은 종래의 기술을 나타낸 개질기의 단면도.
도 2 는 본 발명에 따른 개질장치의 전체 상태도.
도 3 은 본 발명의 제 1실시 예를 구성하는 개질기가 받침틀에 설치된
상태도.
도 4 는 본 발명의 제 1 실시 예를 구성하는 개질기의 단면도.
도 5 는 본 발명의 제 1 실시 예를 구성하는 개질기의 열 전달 상태도.
도 6 은 본 발명의 제 1 실시 예를 구성하는 제어부의 구성 블록도.
도 7 은 본 발명의 제 2 실시 예를 구성하는 개질기의 단면도.
도 8 은 본 발명의 제 3 실시 예를 구성하는 개질기의 단면도.
도 9 는 본 발명의 제 4 실시 예를 구성하는 개질기의 단면도.
도 10 은 본 발명의 제 5 실시 예를 구성하는 개질기의 단면도.

본 발명을 구성하는 개질장치(2)는 대량의 혼합가스를 연속적으로 생산하기 위한 것으로 그 구조를 도 2,3 에서 살펴 보면, 먼저 지면에 수직으로 설치되는 칼럼(4)(도2참조) 중간부에는 받침틀(6)이 수평으로 배치되면서 양단부가 고정 설치되고, 상기 받침틀(6)(도3참조)에는 5개의 결합공(8)이 동일한 간격을 두면서 관통 형성되며, 상기 결합공(8)에는 개질기(10)가 안치되면서 고정나사(12)로 분리 가능하게 결합된다.

상기 받침틀(6) 아래에는 개질기(10)(도2참조)로 부터 배출되는 사용된 고상성분(14)을 수거하는 컨테이너(container)(16)가 설치되는데, 상기 컨테이너(16) 후미에는 지지대(18)가 수직으로 설치되면서 받침대(20)에 힌지핀(22)으로 결합되고, 상기 컨테이너(16) 중간부에는 지지대(24)가 수직으로 설치되면서 실린더(26)의 로드(28) 선단부에 힌지핀(30)으로 결합된다.

따라서, 상기 실린더(26)의 작용력에 의해 컨테이너(16)는 후미의 힌지핀(22)을 지지점으로 하여 선단부가 승,하강하게 된다.

그리고, 상기 컨테이너(16) 선단부에는 사용된 고상성분(14)의 배출통로인 슈트(chute)(32)가 형성되고, 상기 슈트(32)에는 스크루(34)가 회전 가능하게 설치되면서 모터(36)의 축에 연결되며, 상기 모터(36)는 컨테이너(16)의 저면에 고정 설치된다.

상기 개질기(10)의 상부에는 고상성분(14)을 정량 공급하는 공급부재(38)가 설치되는데, 상기 공급부재(38)에는 수평으로 배치되면서 양단부가 칼럼(4) 상단부에 고정 설치되는 프레임(40)이 구성되고, 상기 프레임(40)의 전면과 저면에는 래크(42)와 레일(44)이 각각 형성되며, 상기 레일(44)에는 이송모터(46)가 미끄럼 결합 되면서 피니언(48)을 래크(42)에 치차 결합하며 설치된다.

상기 이송모터(46)의 하부에는 고상성분(14)을 개질기(10)로 공급하는 정량공급기(50)가 결합되고, 상기 정량공급기(50)에는 다량의 고상성분(14)을 저장하고 있는 저장탱크(52)가 호스로 연결된다. 이때, 상기 고상성분(가연성 폐기물 및 유기성 폐기물)(14)은 바이오매스(bio mass) 폐기물을 주요 성분으로 한다.

상기와 같이 설치되는 개질기(10)는 고상성분(14)을 가열하여 가스화한 다음, 열분해한 가스를 산화반응과 환원반응을 통하여 합성가스(CO+H₂)로 만드는 장치로서, 상기와 같은 개질기(10)의 제 1 실시 예를 도 4, 5 에서 살펴 보면 다음과 같다.

먼저, 상기 개질기(10)에는 탄소(C)와 수증기(H₂O)의 환원반응으로 일산화탄소(CO)와 수소(H₂)로 된 합성가스를 생성하는 중공형 개질로(54)(도4참조)가 구성되고, 상기 개질로(54)의 하부 일측에는 산소(O₂)와 수소(H₂)의 산화반응으로 수증기(H₂O)를 생성하여 개질로(54) 측으로 공급하는 버너(56)가 점화플러그(57)를 장착하면서 형성되며, 상기 개질로(54)와 버너(56)의 외부 둘레에 외부쉘(58)이 단열재(60)를 포함하면서 설치된다.

그리고, 상기 개질로(54)의 내부공간에는 고상성분(14)을 열분해시켜 탄소(C)를 생성하는 중공형 열분해탱크(62)가 설치되고, 상기 열분해탱크(62) 내부의 벽면 양측에는 고상성분(14)의 탄화를 촉진시키는 열전달판(64)이 각각 대칭하여 설치되는데, 상기 열전달판(64)은 열분해탱크(62)의 내부벽면 양측에 대칭하여 설치되면서 상호 높이를 달리하여 엇갈리게 배치되고, 동시에 상기 열전달판(64)은 각각 하방으로 기울어지게 설치된다.

상기 열분해탱크(62)의 상,하단부에는 입구관(66)과 배출관(68)이 각각 수직으로 연결되면서 외부쉘(58)을 관통하여 돌출되고, 상기 입구관(66)은 입구밸브(70)를 결합하면서 상단부에 호퍼(72)를 형성하며, 상기 배출관(68)에는 출구밸브(74)가 결합된다.

또한, 상기 개질기(10)의 외부쉘(58) 하부 둘레에는 플렌지(76)를 형성하여 받침틀(6)에 안치시킬 수 있도록 하는데, 이때 상기 개질기(10)를 받침틀(6)에 결합하거나 분리시킬 수 있도록 하기 위해서 상기 플렌지(76)를 받침틀(6)에 고정나사(12)로 결합하여 고정한다.

상기와 같이 구성되는 개질로(54)의 버너(56)에는 수소탱크(78)와 산소탱크(80)가 연결되고, 상기 개질로(54)의 상단부에는 합성가스를 포집하는 가스포집탱크(82)가 안내파이프(84)로 연결되며, 상기 열분해탱크(62)의 상단부와 개질로(54)의 바닥면에는 탄소의 흐름을 안내하는 안내파이프(86) 양단부가 각각 관통 결합된다. 또한, 상기 열분해탱크(62) 상단부에는 고상성분(14)을 신속히 배출시키기 위한 용도의 에어펌프(88)가 보조파이프(90)로 연결된다.

계속하여, 상기 개질기(10)에 설치되는 입구밸브(70), 출구밸브(74), 에어펌프(88), 점화플러그(57), 이송모터(46), 모터(36), 실린더(26), 정량공급기(50)에는 도 6 에 도시된 바와 같이 제어부(92)가 연결된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 제 1 실시 예에 대한 작용을 설명하면, 먼저 작업자가 제어부(92)(도2참조)에서 운전모드를 선택하면 이송모터(46)가 작동하면서 정량공급기(50)를 1번 개질기(10)로 이동시키게 되고, 동시에 제어부(92)의 명령에 의해 정량공급기(50)가 작동하면서 저장탱크(52)에 있는 고상성분(14)을 1번 개질기(10)의 호퍼(72)로 투출시키게 된다.

상기 1번 개질기(10)에 대한 고상성분(14) 공급을 완료하면, 제어부(92)는 이송모터(46)에 작동명령을 전달하여 정량공급기(50)를 2,3,4,5번 개질기(10) 순으로 이동시키면서 고상성분(14)을 공급한다.

상기 개질기(10)를 구성하는 열분해탱크(62)의 용량은 200ℓ를 적용하지만 한정되는 것은 아니며, 상기 열분해탱크(62)로 투입되는 고상성분(14)은 보통 80% 채워지게 되고, 상기와 같이 열분해탱크(62)에 고상성분(14)이 채워진 개질기(10)는 12시간 운전되면 열분해가스의 생성이 저하된다.

따라서, 사용된 고상성분(14)은 배출시키고 새로운 고상성분(14)을 개질기(10)의 열분해탱크(62)에 공급하게 된다.

상기 고상성분(14)을 공급하는 방식에 있어서는 정량공급기(50)를 통하여 1,2,3,4,5번 개질기(10)에 고상성분(14)을 순차적이면서 곧바로 공급하는 방식과, 상기 1,2,3,4,5번 개질기(10)에 대해 2시간 정도의 시간차를 두고서 고상성분(14)을 순서대로 공급하는 방식을 선택하여 적용할 수 있다.

상기와 같이 제어부(92)에서 고상성분(14)을 순차적이면서 곧바로 공급하는 방식을 적용하여 운전할 경우에는 상기 1,2,3,4,5번 개질기(10)의 입구밸브(70)에 온 명령을 전달하여 입구를 개방시키고, 동시에 상기 1,2,3,4,5번 개질기(10)의 출구밸브(74)에는 오프 명령을 전달하여 출구를 닫힘상태가 되도록 한다.

상기 이후로, 제어부(92)는 정량공급기(50)에 명령을 전달하여 1,2,3,4,5번 개질기(10)의 호퍼(72) 각각에 고상성분(14)을 순차적으로 연속 투출시켜서 열분해탱크(62)를 채운 다음, 상기 입구밸브(70)에 오프명령을 전달하여 입구를 닫는다.

상기와는 달리 제어부(92)에서 2시간 정도의 시간차를 두고서 고상성분(14)을 공급하는 방식을 적용하여 운전할 경우에는, 상기 1번 개질기(10)의 입구밸브(70)에 온 명령을 전달하여 입구를 개방시키고, 동시에 상기 1번 개질기(10)의 출구밸브(74)에 오프 명령을 전달하여 출구를 닫힘상태가 되도록 한 다.

상기 이후로, 제어부(92)는 정량공급기(50)에 명령을 전달하여 1번 개질기(10)의 호퍼(72)에 고상성분(14)을 투출시켜서 열분해탱크(62)를 채운 다음, 상기 입구밸브(70)에 오프명령을 전달하여 입구를 닫는다.

이때, 상기 2,3,4,5번 개질기(10)의 입,출구밸브(70,74)는 대기상태로 있다가 2시간 정도 경과하면, 상기 제어부(92)는 2번 개질기(10)의 입구밸브(70)에 온 명령을 전달하면서 출구밸브(74)에 오프 유지 명령을 전달하고, 동시에 제어부(92)는 정량공급기(50)에 명령을 전달하여 고상성분(14)을 연분해탱크(62)에 공급한다.

이때, 상기 1,3,4,5번 개질기(10)는 대기상태로 유지시킨다.

상기 이후로 3,4,5번 개질기(10)는 2시간 정도의 시간차를 두고서 전술한 바와 같이 동일한 방식으로 고상성분(14)을 순차적으로 공급한다.

상기와 같이 정량공급기(50)를 통하여 공급되는 고상성분(14)은 개질기(10)의 입구관(66)을 따라 열분해탱크(62)로 유입 되는데, 이때 상기 고상성분(14)은 열분해탱크(62) 내부에서 경사지게 설치된 열전달판(64)으로 낙하 하면서 흘러내려 내부에 쌓이게 된다.

상기 이후로, 고상성분(14) 공급을 완료한 개질기(10)가 운전되면, 상기 1,2,3,4,5번 개질기(10)로 부터 각각 생성되는 혼합가스는 안내파이프(84)를 따라 이동하면서 가스포집탱크(82)에 연속적으로 저장 되는데, 따라서 혼합가스를 대량생산할 수 있게 된다.

계속하여, 상기와 같이 개질기(10)를 12시간 동안 운전하면 사용된 고상성분(14)을 배출시키게 되는데, 이때 고상성분(14)을 순차적이면서 곧바로 공급하는 방식에서는 상기 1,2,3,4,5번 개질기(10)의 출구밸브(74)에 온 명령을 동시에 전달하여 출구를 개방시킴으로써, 상기 1,2,3,4,5번 개질기(10)에 있는 사용된 고상성분(14)이 컨테이너(16)로 배출되게 한다.

상기와는 달리 2시간 정도의 시간차를 두고서 고상성분(14)을 공급하는 방식에서는 상기 1번 개질기(10)의 출구밸브(74)에 온 명령을 전달하여 출구를 개방시킴으로써, 상기 1번 개질기(10)에 있는 사용된 고상성분(14)이 컨테이너(16)로 배출시키게 되고, 상기 2,3,4,5번 개질기(10)는 계속 운전상태로 유지시킨다.

상기 이후로, 2,3,4,5번 개질기(10)는 2시간 정도의 시차를 두고서 순차적으로 1번 개질기(10)와 같이 동일한 과정으로 사용된 고상성분(14)을 컨테이너(16)로 배출시킨다.

이때, 상기 제어부(92)는 에어펌프(88)에 작동명령을 전달하여 고압공기를 열분해탱크(62)로 공급함으로써, 상기 열분해탱크(62)에 있는 사용된 고상성분(14)을 신속히 배출시킨다.

상기와 같이 사용된 고상성분(14)이 컨테이너(16)로 투출되면 제어부(92)는 실린더(26)에 작동명령을 전달하여 로드(28)를 후진키게 되는데, 이로 인해 상기 컨테이너(16)는 받침대(20)의 힌지핀(22)을 지지점으로 하여 선단부가 하향하게 되고, 동시에 상기 컨테이너(16)로 투출된 고상성분(14)은 슈트(32) 쪽으로 몰리게 된다.

상기 이후로, 제어부(92)는 모터(36)에 작동명령을 전달하여 스크루(34)를 회전시킴으로써, 상기 슈트(32)에 있는 고상성분(14)을 반출수레로 투출시킨다.

상기와 같이 컨테이너(16)에 있는 고상성분(14)을 모투 반출수레로 투출시키면, 상기 제어부(92)는 모터(36)에 작동 중지명령을 전달하여 스크루(34)의 회전을 정지시키고, 동시에 상기 실린더(26)에 재차 작동명령을 전달하여 로드(28)를 전진시키게 되는데, 이로 인해 상기 컨테이너(16)는 받침대(20)의 힌지핀(22)을 지지점으로 하여 선단부가 상향하면서 수평상태를 유지하며 대기하게 된다.

상기 이후로, 전술한 바와 같이 새로운 고상성분(14)을 개질기(10)에 공급하는 과정을 반복한다.

한편, 상기와 같이 개질기(10)(도4참조)를 구성하는 열분해탱크(62)로 고상성분(14)이 공급되면, 제어부(92)는 산소탱크(80)의 산소(O₂)와 수소탱크(78) 수소(H₂)를 버너(56)로 공급하면서 점화플러그(57)를 점화시키는데, 이로 인해 상기 버너(56) 내부에서는 (화학식1)과 같은 산화반응이 일어나게 된다.

이때, 상기 버너(56)의 내부온도는 적어도 1300℃ 이상에 도달하게 되고, 상기 버너(56)에서 생성된 고온 수증기는 개질로(54) 쪽으로 진입하면서 열분해탱크(62)를 가열하게 된다.

이때, 상기 고온 수증기의 열은 열분해탱크(62)의 측벽면을 통하여 직접 고상성분(14)으로 전달되어 탄화를 진행시키게 되고, 동시에 고온 수증기의 일부 열은 열전달판(64)으로 전달되면서 열분해탱크(62) 내부에 있는 고상성분(14)을 탄화시키게 된다.

따라서, 상기 열분해탱크(62)에 투입된 고상성분(14)으로 부터 탄소(C)를 다량 포함한 열분해가스가 생성되고, 이러한 열분해가스는 안내파이프(86)를 따라 개질로(54) 내부로 공급된다.

상기 이후로, 개질로(54) 내부로 공급되는 수증기와 열분해가스는 믹싱 되면서 적어도 1200℃ 이상의 분위기에서 (화학식2)와 같은 환원반응이 일어나면서 합성가스(CO+H₂)가 만들어지게 된다.

상기 개질로(54)에서 만들어진 1200℃ 정도의 합성가스(CO+H₂)는 안내파이프(84)를 따라 가스포집탱크(82)로 이동하여 저장된다.

상기와 같이 개질로(54)에서 산화,환원반응이 진행되는 과정에서, 초기에는 버너(56)측으로 산소와 수소를 동시에 공급하다가 이후로 개질로(54)에서 합성가스가 생산되면 수소탱크(78)의 수소 공급을 차단한 다음, 가스포집탱크(82)에 저장된 합성가스와 산소탱크(80)에 저장된 산소를 버너(56)측으로 공급한다.

한편, 본 발명의 제 2 실시 예를 구성하는 개질기(10)를 도 7 에서 살펴보면, 먼저 전술한 바와 같은 구조로 만들어지는 개질기(10)의 개질로(54) 내부에 열분해탱크(62)가 설치되고, 상기 열분해탱크(62)의 상,하부에는 입구밸브(70)가 결합된 입구관(66)과 출구밸브(74)를 결합한 배출관(68)이 연결된다.

상기 입구밸브(70)의 입구에는 정량공급기(50)로 부터 투출된 고상성분(14)을 일시적으로 저장하는 공급탱크(102)가 설치되고, 상기 공급탱크(102)의 상단부에 형성된 입구에는 고상성분(14)의 유입을 단속하는 조절밸브(104)가 설치되며, 상기 조절밸브(104) 입구에는 고상성분(14)에 포함된 수분을 제거하기 위해 사용되는 건조탱크(106)가 설치되고, 상기 건조탱크(106) 상단부에는 정량공급기(50)로 부터 투출되는 고상성분(14)의 유입을 안내하는 호퍼(72)가 설치된다.

그리고, 상기 건조탱크(106)에는 고상성분(14)에 포함된 수분을 제거하기 위한 용도의 히터부재(108)가 설치된다.

상기와 같이 설치된 히터부재(108)는 건조탱크(106)의 외주둘레에 감겨지는 가열관(110)으로 구성되며, 상기 가열관(110)의 입구는 개질로(54)의 상단부를 관통하는 안내파이프(84)가 연결되고, 상기 가열관(110)의 출구는 가스포집탱크(82)에 안내파이프(84)로 연결되는데, 이로 인해 상기 개질로(54)로부터 빠져나오는 고온의 합성가스는 가열관(110)을 통과하여 가스포집탱크(82)로 이동하게 된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 제 2 실시 예에 대한 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 제어부(92)는 조절밸브(104)와 입구밸브(70)에 온 명령을 전달하여 입구관(66)의 통로를 개방한 상태에서, 상기 정량공급기(50)를 통하여 고상성분(14)을 호퍼(72)로 투출시키면, 상기 고상성분(14)은 건조탱크(106), 조절밸브(104), 공급탱크(102), 입구밸브(70)를 순차적으로 지나 열분해탱크(62)로 유입된다.

상기 이후로 개질기(10)를 전술한 바와 같이 운전하는 상태에서 입구밸브(70)에 오프 명령을 전달하여 닫힘 상태로 유지시킨 다음, 상기 정량공급기(50)를 통하여 고상성분(14)을 호퍼(72)로 투출시키면, 상기 고상성분(14)은 건조탱크(106), 조절밸브(104)를 순차적으로 지나 공급탱크(102)로 유입되어 저장된다.

계속하여, 상기 제어부(92)는 조절밸브(104)에 오프 명령을 전달하여 닫힘상태로 유지시킨 다음, 상기 정량공급기(50)를 통하여 고상성분(14)을 호퍼(72)로 투출시키면, 상기 고상성분(14)은 건조탱크(106)로 유입되어 저장된다.

상기와 같은 상태에서 전술한 바와 같이 운전되는 개질기(10)의 개질로(54)로부터 고온의 혼합가스가 생성되는데, 이러한 혼합가스는 안내파이프(84)를 따라 이동하면서 건조탱크(106)에 설치된 가열관(110)을 지나 가스포집탱크(82)로 유입되어 저장된다.

상기와 같이 고온의 합성가스가 가열관(110)을 통과하면 건조탱크(106)는 전달되는 열에 의해 가열되는데, 이로 인해 상기 건조탱크(106)에 저장된 고상성분(14)은 전달되는 열에 의해 포함되어 있는 수분이 증발되면서 건조한 상태가 된다.

이때, 상기와 같이 건조된 고상성분(14)이 열분해탱크(62)로 공급되어 탄화되면, 상기 고상성분(14)은 신속히 탄화되면서 고순도의 열분해가스를 생산할 수 있게 된다.

상기와 같은 상태에서 전술한 바와 같이 2시간 동안 개질로(10)가 운전되면, 상기 열분해탱크(62)로 투입된 고상성분(14)의 열분해가스 생성능력은 현저히 저하됨으로, 상기 제어부(92)는 출구밸브(74)에 온 명령을 전달하여 출구를 개방시킴으로써, 상기 열분해탱크(62)에 있는 고상성분(14)이 배출관(68)을 통하여 배출되게 한다.

상기 이후로, 제어부(92)는 출구밸브(74)에 오프명령을 전달하면서 입구밸브(70)에 온 명령을 전달함으로써, 공급탱크(102)에 저장된 새로운 고상성분(14)을 열분해탱크(62)로 공급한다.

상기 이후로, 제어부(92)는 입구밸브(70)에 오프 명령을 전달하면서 조절밸브(104)에 온 명령을 전달함으로써, 상기 건조탱크(106)에 저장된 고상성분(14)이 공급탱크(102)로 유입되게 한 다음, 상기 제어부(92)는 재차 조절밸브(104)에 오프 명령을 전달하면서 전술한 바와 같이 정량공급기(50)를 통하여 고상성분(14)을 건조탱크(106)로 공급하는 과정을 반복한다.

한편, 본 발명의 제 3 실시 예를 구성하는 개질기(10)를 도 8 에서 살펴보면, 먼저 전술한 바와 같은 구조로 만들어지는 개질기(10)의 개질로(54) 내부에 열분해탱크(62)가 설치되고, 상기 열분해탱크(62)의 상,하부에는 입구밸브(70)가 결합된 입구관(66)과 출구밸브(74)를 결합한 배출관(68)이 연결된다.

상기와 같이 설치된 열분해탱크(62)의 측벽면에는 고상성분(14)의 탄화로 생성된 열분해가스가 통과할 수 있도록 한 통기공(112) 다수개가 관통 형성되고, 상기 열분해탱크(62)의 외부에는 열분해가스를 포집하는 보조재킷(114)이 설치되며, 상기 보조재킷(114)의 상단부와 개질로(54)의 하부 바닥에는 안내파이프(86)의 선,후단부가 각각 관통 결합된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 제 3 실시 예에 대한 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 전술한 바와 같이 열분해탱크(62)로 고상성분(14)이 투입된 상태에서 개질기(10)가 운전되면, 상기 개질기(10)의 개질로(54)에서는 산화반응과 환원반응이 일어나면서 고온의 혼합가스가 생성되는데, 이러한 혼합가스의 고온 열은 보조재킷(114)을 통하여 열분해탱크(62)로 전달됨으로써 고상성분(14)을 탄화시키게 된다.

따라서, 상기 고상성분(14)으로 부터 생성되는 열분해가스는 통기공(112)을 통하여 열분해탱크(62)를 빠져나와 보조재킷(114)에 포집되고, 이후로 열분해가스는 안내파이프(86)를 따라 이동하여 개질로(54)로 유입된다.

상기와 같이 개질로(54)로 유입된 열분해가스는 전술한 바와 같이 버너(56)에서 산화반응으로 생성된 고온 수증기와 환원반응을 하면서 혼합가스로 생성되고, 이후로 혼합가스는 안내파이프(84)를 따라 가스포집탱크(82)로 이동하여 저장된다.

한편, 본 발명의 제 4 실시 예를 구성하는 개질기(10)를 도 9 에서 살펴보면, 먼저 전술한 바와 같은 구조로 만들어지는 개질기(10)의 개질로(54) 내부에 열분해탱크(62)가 설치되고, 상기 열분해탱크(62)의 상,하부에는 입구밸브(70)가 결합된 입구관(66)과 출구밸브(74)를 결합한 배출관(68)이 연결된다.

상기와 같이 설치되는 열분해탱크(62)의 측벽면에는 고상성분(14)의 탄화로 생성된 열분해가스가 통과할 수 있도록 한 통기공(122) 다수개가 관통 형성된다.

따라서, 상기 개질기(10)는 열분해탱크(62)에서 생성된 열분해가스가 개질로(54) 내부로 직접 공급되는 구조를 가지게 된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 제 4 실시 예에 대한 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 전술한 바와 같이 열분해탱크(62)로 고상성분(14)이 투입된 상태에서 개질기(10)가 운전되면, 상기 개질기(10)의 개질로(54)에서는 산화반응과 환원반응이 일어나면서 고온의 혼합가스가 생성되는데, 이러한 혼합가스의 고온열은 열분해탱크(62)로 전달됨으로써 고상성분(14)을 탄화시키게 된다.

상기와 같이 고상성분(14)으로 부터 생성되는 열분해가스는 통기공(112)을 통하여 열분해탱크(62)에서 직접 개질로(10) 내부로 빠져나오게 된다.

따라서, 상기 개질로(54) 내부로 빠져나온 열분해가스는 전술한 바와 같이 버너(56)에서 산화반응으로 생성된 고온 수증기와 환원반응을 하면서 혼합가스로 생성되고, 이후로 혼합가스는 안내파이프(84)를 따라 가스포집탱크(82)로 이동하여 저장된다.

한편, 본 발명의 제 5 실시 예를 구성하는 개질기(200)를 도 10 에서 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 상기 개질기(200)에는 탄소(C)와 수증기(H₂O)의 환원반응으로 합성가스(CO+H₂)를 생성하는 중공형 개질로(202)가 구성되고, 상기 개질로(202)의 하부 일측에는 산소(O₂)와 수소(H₂)의 산화반응으로 수증기(H₂O)를 생성하여 공급하는 버너(204)가 형성되며, 상기 버너(204)에는 점화플러그(206)가 고정 설치되면서 산소탱크(208)와 수소탱크(210)가 각각 연결된다.

상기 개질로(202)의 내부에는 투입된 고상성분(212)을 열분해시키는 중공형 열분해탱크(214)가 고정 설치되고, 상기 열분해탱크(214)에는 고상성분(212)을 교반하는 교반기(216)가 설치되며, 상기 열분해탱크(214)의 상단부와 개질로(202)의 하부에는 열분해 된 탄소(C) 가스의 이동통로인 안내파이프(218)가 연결된다.

상기 열분해탱크(214)의 상,하단부에는 공급스크루(220)와 배출스크루(222)가 연결되는데, 이때 전술한 바와 같은 정량공급기(50)로 부터 고상성분(212)을 공급스크루(220)로 공급받게 된다.

그리고, 상기 개질로(202)와 버너(204)의 외부 둘레에는 단열재(224)를 포함하는 외부쉘(226)이 설치되고, 상기 개질로(202)의 상단부에는 합성가스를 포집하는 가스포집탱크(228)가 연결된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 제 5 실시 예에 대한 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 산소탱크(208)의 산소(O₂)와 수소탱크(210)의 수소(H₂)를 버너(204)로 공급하면서 점화플러그(206)를 점화시키면, 상기 버너(204) 내부에서는 산화반응이 일어나면서 1300℃ 이상의 수증기가 개질로(202) 내부로 공급되고, 이후로 수증기는 상향하여 열분해탱크(214)를 가열하며 외부로 빠져나가게 된다.

상기와 같은 상태에서 교반기(216)가 동시에 작동하면서 고상성분(212)을 교반시키게 되는데, 이로 인해 상기 고상성분(212)은 골고루 섞이면서 전달되는 열에 의해 탄화된다.

상기와 같이 열분해탱크(214)가 가열되면 투입된 고상성분(212)으로부터 열분해가스인 탄소(C)가스가 생성되고, 이러한 열분해가스는 안내파이프(218)를 따라 개질로(202)로 이동하게 되며, 이후로 개질로(202) 내부에서는 1200℃ 이상의 분위기에서 열분해가스와 수증기가 반응하는 환원반응이 일어나게 되고, 동시에 합성가스(CO+H₂)가 만들어지게 된다.

상기 개질로(202)에서 만들어진 합성가스(CO+H₂)는 안내파이프를 따라 가스포집탱크(228)로 이동하여 저장된다.

상기와 같은 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하였지만, 본 발명은 여기에 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변형할 수 있음을 이해할 수 있다.

2:개질장치 4:칼럼
6:받침틀 8:결합공
10,200:개질기 12:고정나사
14,212:고상성분 16:컨테이너
18,24:지지대 20:받침대
22,30:힌지핀 26:실린더
28:로드 32:슈트
34:스크루 36:모터
38:공급부재 40:프레임
42:래크 44:레일
46:이송모터 48:피니언
50:정량공급기 52:저장탱크
54,202:개질로 56,204:버너
57,206:점화플러그 58,226:외부쉘
60,224:단열재 62,214:열분해탱크
64:열전달판 66:입구관
68:배출관 70:입구밸브
72:호퍼 74:출구밸브
76:플렌지 78,210:수소탱크
80,208:산소탱크 82,228:가스포집탱크
84,86,218:안내파이프 88:에어펌프
90:보조파이프 92:제어부
102:공급탱크 104:조절밸브
106:건조탱크 108:히터부재
110:가열관 112,122:통기공
114:보조재킷 216:교반기
220:공급스크루 222:배출스크루

Claims

산소(O₂)와 수소(H₂)의 산화반응으로 수증기(H₂O)를 생성하고, 고상성분(14)을 가열하여 탄소(C)를 생성하며, 탄소(C)와 수증기(H₂O)의 환원반응으로 일산화탄소(CO)와 수소(H₂)로 된 합성가스를 생성하는 개질기(10);
상기 개질기(10) 다수개를 동일한 간격으로 고정 설치하면서 칼럼(4)에 수평으로 설치되는 받침틀(6);
상기 받침틀(6) 아래에 설치되면서 개질기(10)로 부터 사용되어 배출되는 고상성분(14)을 수거하는 컨테이너(16);
상기 개질기(10) 상부에 설치되어 수평으로 왕복 이동하면서, 각각의 개질기(10)에 고상성분(14)을 정량 공급하는 공급부재(38);
상기 개질기(10)에 연결되는 수소탱크(78)와 산소탱크(80) 및 가스포집탱크(82);로 된 것을 특징으로 하는 합성가스 대량생산을 위한 개질장치.
제 1 항에 있어서,
상기 공급부재(38)는
칼럼(4) 상단부에 수평으로 고정 설치되면서 래크(42)와 레일(44)을 전면과 하부에 각각 형성하는 프레임(40)과,
상기 레일(44)에 미끄럼 결합 되면서 피니언(48)을 래크(42)에 치차 결합하는 이송모터(46)와,
상기 이송모터(46) 하부에 결합 되면서 고상성분(14)을 개질기(10)로 공급하는 정량공급기(50)와,
상기 정량공급기(50)에 호스로 연결되면서 다량의 고상성분(14)을 저장하고 있는 저장탱크(52),로 된 것을 특징으로 하는 합성가스 대량생산을 위한 개질장치.
제 1 항에 있어서,
상기 개질기(10)는,
탄소(C)와 수증기(H₂O)의 환원반응으로 일산화탄소(CO)와 수소(H₂)로 된 합성가스를 생성하여 가스포집탱크(82)로 공급하는 중공형 개질로(54);
상기 개질로(54)의 하부 일측에 위치하면서 공급되는 산소(O₂)와 수소(H₂)의 산화반응으로 수증기(H₂O)를 생성하여 개질로(54) 측으로 공급하는 버너(56);
상기 개질로(54)와 버너(56)의 외부 둘레에 설치되면서 단열재(60)를 포함하는 외부쉘(58);
상기 개질로(54)의 내부공간에 설치되면서 투입된 고상성분(14)을 열분해시켜 탄소(C)를 생성하는 중공형 열분해탱크(62);
상기 열분해탱크(62)의 상단부와 개질로(54)의 바닥면에 양단부가 각각 관통 결합 되면서 열분해 된 탄소의 흐름을 안내하는 안내파이프(86);
상기 열분해탱크(62)의 상,하단부에 수직으로 연결되면서 외부쉘(58)을 관통하여 돌출되는 입구관(66) 및 배출관(68);
상기 입구관(66)과 배출관(68)에 각각 고정 설치되면서 고상성분(14)의 출입을 단속하는 입,출구밸브(70,74);로 된 것을 특징으로 하는 합성가스 대량생산을 위한 개질장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 컨테이너(16) 후미에는 지지대(18)가 수직으로 설치되면서 받침대(20)에 힌지핀(22)으로 결합되고,
상기 컨테이너(16) 중간부에는 지지대(24)가 수직으로 설치되면서 실린더(26)의 로드(28) 선단부에 힌지핀(30)으로 결합되며,
상기 컨테이너(16)는 후미에 위치한 힌지핀(22)을 지지점으로 하여 실린더(26)에 의해 선단부측이 승,하강하는 것을 특징으로 한 합성가스 대량생산을 위한 개질장치.
제 4 항에 있어서,
상기 컨테이너(16)의 선단부에는 사용된 고상성분(14)의 배출통로인 슈트(32)가 형성되고,
상기 슈트(32)에는 스크루(34)가 회전가능하게 설치되면서 모터(36)의 축에 연결되며,
상기 모터(36)는 컨테이너(16)의 저면에 고정 설치되는 것을 특징으로 한 합성가스 대량생산을 위한 개질장치.
제 5 항에 있어서,
상기 입,출구밸브(70,74), 이송모터(46), 정량공급기(50), 실린더(26), 모터(36)에 제어부(92)를 연결하고,
상기 제어부(92)가 출구밸브(74)에 온 명령을 전달하여 사용된 고상성분(14)을 개질기(10)로 부터 배출시키면, 이후로 제어부(92)는 실린더(26)에 작동명령을 전달하여 로드(28)를 후진시킴으로써 컨테이너(16)의 선단부가 하강하게 하며, 동시에 제어부(92)는 모터(36)에 작동명령을 전달하여 스크루(34)를 회전시킴으로써 사용된 고상성분(14)이 슈트(32)를 통하여 배출되게 하는 것을 특징으로 한 합성가스 대량생산을 위한 개질장치.
제 6 항에 있어서,
상기 제어부(92)는 1,2,3,4,5번 개질기(10)를 12시간 동안 운전시키고, 동시에 제어부(92)는 1,2,3,4,5번 개질기(10) 각각의 입,출구밸브(70,74)를 동시에 온,오프시키거나, 1,2,3,4,5번 개질기(10) 각각의 입,출구밸브(70,74)를 2시간의 시간차를 두고서 순차적으로 온,오프시킴으로써 고상성분(14)이 공급 및 배출되게 하는 것을 특징으로 한 합성가스 대량생산을 위한 개질장치.
제 3 항에 있어서,
상기 열분해탱크(62)의 내부 벽면 양측에는 투입된 고상성분(14)의 탄화를 촉진시키는 열전달판(64)이 각각 대칭하여 설치되는 것을 특징으로 한 합성가스 대량생산을 위한 개질장치.
제 8 항에 있어서,
상기 열분해탱크(62)의 내부벽면 양측에 대칭 설치된 열전달판(64)은 상호 높이를 달리하여 엇갈리게 배치되면서 하방으로 기울어져 설치되는 것을 특징으로 한 합성가스 대량생산을 위한 개질장치.
제 3 항에 있어서,
상기 개질기(10)의 외부쉘(58) 하부 둘레에는 플렌지(76)가 형성되고,
상기 받침틀(6)에는 외부쉘(58)의 하부가 삽입되는 결합공(8)이 형성되며,
상기 플렌지(76)는 받침틀(6)에 분리 가능하게 고정나사(12)로 결합되는 것을 특징으로 한 합성가스 대량생산을 위한 개질장치.
제 3 항 또는 제 9 항에 있어서,
상기 입구밸브(70) 입구에는 정량공급기(50)로 부터 투출된 고상성분(14)을 일시적으로 저장하는 공급탱크(102)가 설치된 것을 특징으로 하는 합성가스 대량생산을 위한 개질장치.
제 11 항에 있어서,
상기 공급탱크(102) 입구에는 고상성분(14)의 유입을 단속하는 조절밸브(104)가 설치되고,
상기 조절밸브(104) 입구에는 고상성분(14)에 포함된 수분을 제거하기 위해 사용되는 건조탱크(106)가 설치되며,
상기 건조탱크(106) 상단부에는 정량공급기(50)로 부터 투출되는 고상성분(14)의 유입을 안내하는 호퍼(72)가 설치되고,
상기 건조탱크(106)의 외주 둘레에는 고상성분(14)에 포함된 수분을 제거하기 위한 용도의 히터부재(108)가 설치되는 것을 특징으로 한 합성가스 대량생산을 위한 개질장치.
제 12 항에 있어서,
상기 히터부재(108)는 건조탱크(106)의 외주둘레에 감겨지는 가열관(110)으로 구성되며, 상기 가열관(110)의 입구는 개질로(54)의 상단부를 관통하는 안내파이프(84)가 연결되고, 상기 가열관(110)의 출구는 가스포집탱크(82)에 안내파이프(84)로 연결됨으로써, 상기 개질로(54)로 부터 빠져나오는 고온의 합성가스가 가열관(110)을 통과하여 가스포집탱크(82)로 이동하도록 한 것을 특징으로 하는 합성가스 대량생산을 위한 개질장치.
제 3 항 또는 제 9 항에 있어서,
상기 열분해탱크(62)의 측벽면에는 열분해가스가 통과할 수 있도록 한 다수개의 통기공(112)이 관통 형성되고,
상기 열분해탱크(62) 외부에는 열분해가스를 포집하는 보조재킷(114)이 설치되며,
상기 보조재킷(114) 상단부에는 안내파이프(86)가 관통하여 결합되는 것을 특징으로 한 합성가스 대량생산을 위한 개질장치.
제 1 항에 있어서,
상기 개질기(10)는,
탄소(C)와 수증기(H₂O)의 환원반응으로 일산화탄소(CO)와 수소(H₂)로 된 합성가스를 생성하여 가스포집탱크(82)로 공급하는 중공형 개질로(54);
상기 개질로(54)의 하부 일측에 위치하면서 공급되는 산소(O₂)와 수소(H₂)의 산화반응으로 수증기(H₂O)를 생성하여 개질로(54) 측으로 공급하는 버너(56);
상기 개질로(54)와 버너(56)의 외부 둘레에 설치되면서 단열재(60)를 포함하는 외부쉘(58);
상기 개질로(54)의 내부공간에 설치되면서 투입된 고상성분(14)을 열분해시켜 탄소(C)를 생성하는 중공형 열분해탱크(62);
상기 열분해탱크(62)의 측벽면에 관통 형성되면서 생성된 탄소가 개질로(54) 내부로 직접 공급되게 하는 통기공(122);
상기 열분해탱크(62)의 상,하단부에 수직으로 연결되면서 외부쉘(58)을 관통하여 돌출되는 입구관(66) 및 배출관(68);
상기 입구관(66)과 배출관(68)에 각각 고정 설치되면서 고상성분(14)의 출입을 단속하는 입,출구밸브(70,74);로 된 것을 특징으로 하는 합성가스 대량생산을 위한 개질장치.
탄소(C)와 수증기(H₂O)의 환원반응으로 일산화탄소(CO)와 수소(H₂)로 된 합성가스를 생성하는 중공형 개질로(202)와;
상기 개질로(202)의 하부 일측에 위치하면서 산소(O₂)와 수소(H₂)의 산화반응으로 수증기(H₂O)를 생성하여 개질로(202) 측으로 공급하는 버너(204)와;
상기 개질로(202)와 버너(204)의 외부 둘레에 설치되면서 단열재(224)를 포함하는 외부쉘(226)과;
상기 버너(204)에 연결되면서 산소(O₂)와 수소(H₂)를 공급하는 산소탱크(208) 및 수소탱크(210)와;
상기 개질로(202)의 상단부에 연결되면서 합성가스를 포집하는 가스포집탱크(228);로 된 합성가스 대량생산을 위한 개질장치에 있어서,
상기 개질로(202)의 내부에는 투입된 고상성분(212)을 열분해시키는 중공형 열분해탱크(214)가 고정 설치되고,
상기 열분해탱크(214)의 상단부와 개질로(202)의 하부에는 열분해 된 탄소(C)가스의 이동통로인 안내파이프(218)가 연결되는 것을 특징으로 한 합성가스 대량생산을 위한 개질장치.
제 16 항에 있어서,
상기 열분해탱크(214)에는 고상성분(212)을 교반하는 교반기(216)가 설치된 것을 특징으로 하는 합성가스 대량생산을 위한 개질장치.