KR101632633B1 - 이중관 구조의 플라즈마/촉매 일체형 가스 개질 장치 및 가스 개질 방법 - Google Patents

이중관 구조의 플라즈마/촉매 일체형 가스 개질 장치 및 가스 개질 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이중관 구조의 플라즈마/촉매 일체형 가스 개질 장치 및 가스 개질 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 이산화탄소와 탄화수소를 포함하는 혼합가스를 수소와 일산화탄소를 포함하는 합성가스로 개질하는 가스 개질 장치에 있어서, 상기 혼합가스를 공급하는 가스공급부; 상기 가스공급부의 하부 중앙축에 설치된 플라즈마 토치; 상기 가스공급부의 하단에 하부가 개방된 형상으로 설치되고, 상기 플라즈마 토치에 의하여 플라즈마 화염이 하방향으로 형성되어, 플라즈마 반응에 의하여 상기 가스공급부로부터 공급된 혼합가스를 1차 가스개질하는 플라즈마 반응기; 상기 플라즈마 반응기의 외부를 둘러싸도록 설치되고, 상기 플라즈마 반응기 에서 생성된 1차 개질가스 및 고열이 상방향으로 유입되어 촉매반응에 의하여 2차 가스개질하는 촉매반응챔버; 및 상기 촉매반응챔버의 상부에 형성되어, 2차 개질가스를 배출하는 가스배출부;를 포함하고, 상기 개질가스는 수소와 일산화탄소를 포함하는 합성가스인 것을 특징으로 하는, 이중관 구조의 플라즈마/촉매 일체형 가스 개질 장치를 개시한다.

Description

이중관 구조의 플라즈마/촉매 일체형 가스 개질 장치 및 가스 개질 방법{PLASMA/CATALYST-INTEGRATED GAS REFORMING DEVICE HAVING DOUBLE-PIPE STRUCTURE AND METHOD FOR REFORMING THE GAS}
본 발명은 이중관 구조의 플라즈마/촉매 일체형 가스 개질 장치 및 가스 개질 방법에 관한 것으로, 이산화탄소와 탄화수소를 포함하는 혼합가스를 수소와 일산화탄소를 포함하는 합성가스로 개질할 수 있도록 하는 이중관 구조의 플라즈마/촉매 일체형 가스 개질 장치와, 이를 이용하는 가스 개질 방법에 관한 것이다.
이산화탄소는 규제 가능한 가스(controllable gas)로써 전체 온실가스 배출량 중 약 80%를 차지하고 있어 온실가스 처리의 주요 대상이 되고 있다. 또한 메탄은 온실효과를 일으키는 두 번째로 중요한 기체로 약 12%의 온실효과를 점하고 있다. 메탄의 긴 소멸주기로 단위 질량당 메탄의 온난화지수는 이산화탄소보다 크다.
따라서 지구 온난화문제와 도쿄의정서 온실가스감축 의무에 의한 이산화탄소 감축 목표 달성을 위해 CCS(Carbon Capture and Storage) 기술 개발이 추진되어 왔으나 경제적 측면과 포집 후 저장관련 문제 등의 CCS 기술의 한계로 인해 이산화탄소를 재활용할 수 있는 CCU(Carbon Capture and Utility) 기술이 각광받고 있다.
이에, 대표적인 CCU 기술로서 환경적인 측면과 경제적인 측면에서 메탄과 이산화탄소의 전환반응(CH4 + CO2 → 2H2 + 2CO)을 통한 합성가스(syngas)의 제조가 크게 주목을 받고 있다. 이러한 합성가스는 수소(H2)와 일산화탄소(CO)의 혼합가스를 말하는 것으로, 천연가스, 석탄, 석유, 바이오매스(biomass)로부터 얻을 수 있고, 화학산업과 자동차 연료 등으로 매우 가치가 높은 것으로 평가된다. 이는 온실가스 저감을 목적으로 하는 지구온난화 문제를 해결해 나가는 동시에 합성가스 생산을 통한 경제적 효과로 인해 다방면에서 연구되고 있다.
이러한 CCU 기술로서 메탄-이산화탄소 촉매 반응을 통한 CO2 개질 방법인 CDR (Carbondioxide Dry Reforming) 방법은, 매우 안정한 물질인 메탄과 이산화탄소가 높은 반응온도가 요구됨에 따라 촉매와 함께 1073 K 이상의 운전온도를 사용하여야 하고, 촉매의 탄소 침적 문제가 있어서 수증기 공급이 필요하여 에너지 효율 및 운전 조건 제한 등의 개선점이 필요한 실정이다.
또한 플라즈마기술에 의한 가스개질 기술들이 개발되어 왔으나 플라즈마 가스 개질 장치는 에너지 효율, 처리 용량 및 낮은 전환율 등의 문제로 단일 가스개질 상용 장비로의 적용에 한계를 나타내고 있다.
이에, 대한민국 특허등록 제10-1401423호는 마이크로웨이브 플라즈마-촉매 하이브리드 공정을 이용한 이산화탄소로부터 가연성 합성가스제조 장치 및 방법에 관한 것으로, 플라즈마발생장치와 촉매반응장치가 직렬로 연결된 형태의 합성가스 제조장치로서, 가스의 흐름 또한 유입과 배출 과정이 직선적으로 이루어지는 합성가스 제조장치가 개시된 바 있다.
이에 본 발명자들은, 상기와 같은 점에 착안하여 플라즈마 반응기와 촉매반응챔버가 이중관 구조를 갖도록 하는 가스 개질 장치를 개발함으로써, 촉매반응챔버의 촉매반응이 플라즈마 반응기와 병렬적인 위치에서 이루어지도록 하여 장치의 크기를 감소시킴은 물론, 플라즈마에서 발생된 열이 촉매의 열원으로 작용하도록 하여, 에너지 효율을 현저하게 향상시키면서 순차적으로 개질반응을 하여 고순도의 합성가스를 제조할 수 있음을 확인하고 본 발명을 완성하였다.
1. S. L. Yao, M. Okumoto, A. Nakayama, and E. Suzuki, Energy Fuels, 15, 1295 (2001). 2. U. Roland, F. Holzer, and F.-D. Kopinke, Appl. Catal. B, 58, 217 (2005).
따라서 본 발명은, 이산화탄소와 탄화수소를 포함하는 혼합가스를 수소와 일산화탄소를 포함하는 합성가스로 개질하는, 이중관 구조의 플라즈마/촉매 일체형 가스 개질 장치를 제공하는 것을 그 해결과제로 한다.
또한 본 발명은, 이중관 구조의 가스 개질 장치를 이용한 가스 개질 방법을 제공하는 것을 다른 해결과제로 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면,
이산화탄소와 탄화수소를 포함하는 혼합가스를 수소와 일산화탄소를 포함하는 합성가스로 개질하는 가스 개질 장치에 있어서,
상기 혼합가스를 공급하는 가스공급부;
상기 가스공급부의 하부 중앙축에 설치된 플라즈마 토치;
상기 가스공급부의 하단에 하부가 개방된 형상으로 설치되고, 상기 플라즈마 토치에 의하여 플라즈마 화염이 하방향으로 형성되어, 플라즈마 반응에 의하여 상기 가스공급부로부터 공급된 혼합가스를 1차 가스개질하는 플라즈마 반응기;
상기 플라즈마 반응기의 외부를 둘러싸도록 설치되고, 상기 플라즈마 반응기 에서 생성된 1차 개질가스 및 고열이 상방향으로 유입되어 촉매반응에 의하여 2차 가스개질하는 촉매반응챔버; 및
상기 촉매반응챔버의 상부에 형성되어, 2차 개질가스를 배출하는 가스배출부;를 포함하고,
상기 개질가스는 수소와 일산화탄소를 포함하는 합성가스인 것을 특징으로 하는, 이중관 구조의 플라즈마/촉매 일체형 가스 개질 장치가 제공된다.
바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 촉매반응챔버는,
상기 챔버의 내부에 구획을 형성하도록, 상기 플라즈마 반응기와 수직방향으로 형성된 분산판; 및 상기 분산판에 의하여 구획되고 촉매가 주입되어 촉매반응이 일어나는 촉매반응부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
더욱 바람직하게는, 상기 촉매반응챔버의 하부에 설치되어, 촉매반응챔버로 스팀을 공급하는 스팀공급부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는, 상기 촉매반응부는, 상기 플라즈마 화염이 형성되는 위치의 플라즈마 반응기 외부에 병렬적으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는, 상기 촉매반응부는, 상기 촉매반응부의 상부에 형성된 촉매 주입부와, 상기 촉매반응부 하부에 형성된 촉매 배출부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 다른 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따르면,
이산화탄소와 탄화수소를 포함하는 혼합가스를 수소와 일산화탄소를 포함하는 합성가스로 개질하는 가스 개질 방법으로서,
내부의 플라즈마 반응기 및 상기 플라즈마 반응기의 외부를 둘러싸도록 형성된 촉매반응챔버를 포함하는 이중관 구조의 가스 개질 장치를 이용하고,
상기 혼합가스를 플라즈마 반응기로 공급하는 단계;
상기 플라즈마 반응기 내에서 하방향으로 형성된 플라즈마 화염에 의한 플라즈마 반응으로, 상기 공급된 혼합가스를 1차 가스개질하는 플라즈마 반응단계;
상기 플라즈마 반응단계에서 생성된 1차 개질가스 및 고열이 상기 촉매반응챔버 내에서 상방향으로 유입되어 촉매반응으로 2차 가스개질하는 촉매 반응단계; 및
상기 촉매 반응단계에서 생성된 2차 개질 가스를 배출하는 단계를 포함하여 이루어지고, 상기 개질가스는 수소와 일산화탄소를 포함하는 합성가스인 것을 특징으로 하는, 이중관 구조의 가스 개질 장치를 이용한 가스 개질 방법이 제공된다.
바람직하게는 상기 가스 개질 장치는 상술한 가스 개질 장치인 것을 특징으로 한다.
상술한 본 발명의 가스 개질 장치에 따르면, 플라즈마 반응기와 촉매반응챔버가 이중관 구조로 형성되어 플라즈마 반응과 촉매 반응에 의한 가스 개질 반응을 순차적으로 수행할 수 있어 플라즈마나 촉매에 의한 개별 반응과 비교하여 이산화탄소와 탄화수소를 포함하는 혼합 가스를 수소와 일산화탄소를 포함하는 합성가스로 전환하는 효율을 현저하게 향상시킬 수 있다. 더욱이, 상기 플라즈마 반응에 의한 1차 가스 개질 반응을 거친 후, 플라즈마 반응에 의해 생성되는 반응성이 높은 이온, 라디칼 등이 고열과 함께 촉매반응챔버로 유입되게 함으로써 촉매 반응에서 개질 효율을 현저하게 향상시킬 수 있고, 촉매의 피독 억제 및 반응속도도 향상시킬 수 있다.
또한 본 발명의 가스 개질 장치는 이중관 구조로 형성되어 플라즈마 반응과 촉매반응이 병렬적 위치에서 이루어질 수 있어, 촉매반응에 필요한 열원으로서 플라즈마 반응에 의하여 발생된 열을 이용할 수 있어 가스 개질 반응에 필요한 에너지 효율을 현저하게 향상시킬 수 있고, 촉매 반응에 필요한 스팀의 사용량도 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이중관 구조의 가스 개질 장치의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 이중관 구조의 가스 개질 장치를 이용한 가스 개질 방법을 나타내는 구성도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나 첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상의 내용과 범위를 쉽게 설명하기 위한 예시일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적 범위가 한정되거나 변경되는 것은 아니다. 또한 이러한 예시에 기초하여 본 발명의 기술적 사상의 범위 안에서 다양한 변형과 변경이 가능함은 당업자에게는 당연할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이중관 구조의 가스 개질 장치의 단면도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 의한 이중관 구조의 가스 개질 장치를 이용한 가스 개질 방법을 나타내는 구성도이다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 가스 개질 장치(100)는, 이산화탄소와 탄화수소를 포함하는 혼합가스를 수소와 일산화탄소를 포함하는 합성가스로 개질하는 가스 개질 장치로, 플라즈마 반응기(30)와 촉매반응챔버(40)를 일체형으로 하는 이중관 구조의 가스 개질 장치(100)이다. 상기 이중관 구조의 가스 개질 장치(100)는 상기 혼합가스를 내부의 플라즈마 반응기(30)로 유입하여 1차적으로 개질반응을 수행하고, 상기 플라즈마 반응기(30)에서 생성된 개질가스를 플라즈마 반응에 의한 고열과 함께 상기 플라즈마 반응기 외부의 촉매반응챔버(40)로 역방향으로 유입되도록 함으로써 2차 개질반응이 이루어지게 되어, 순차적으로 가스 개질 반응을 수행하게 된다.
따라서 본 발명의 일 측면에 따르면, 이산화탄소와 탄화수소를 포함하는 혼합가스를 수소와 일산화탄소를 포함하는 합성가스로 개질하는 가스 개질 장치로서, 상기 혼합가스를 공급하는 가스공급부(10); 상기 가스공급부의 하부 중앙축에 설치된 플라즈마 토치(20); 상기 가스공급부(10)의 하단에 하부가 개방된 형상으로 설치되고, 상기 플라즈마 토치(20)에 의하여 플라즈마 화염이 하방향으로 형성되어, 플라즈마 반응에 의하여 상기 가스공급부로부터 공급된 혼합가스를 1차 가스개질하는 플라즈마 반응기(30); 상기 플라즈마 반응기(30)의 외부를 둘러싸도록 설치되고, 상기 플라즈마 반응기에서 생성된 1차 개질가스 및 고열이 상방향으로 유입되어 촉매반응에 의하여 2차 가스개질하는 촉매반응챔버(40); 및 상기 촉매반응챔버(40)의 상부에 형성되어, 2차 개질가스를 배출하는 가스배출부(50)를 포함하는 이중관 구조의 플라즈마/촉매 일체형 가스 개질 장치가 제공된다.
본 발명에 있어서, 상기 가스공급부(10)는 이산화탄소와 탄화수소를 포함하는 혼합가스를 하방향으로 공급하여 상기 가스 개질 장치의 플라즈마 반응기로 공급되도록 한다. 여기에 공급되는 탄화수소는 메탄, LPG등의 경질탄화수소류 일 수 있다.
이 때, 상기 가스공급부(10)의 하부 중앙축에는 플라즈마 토치(20)가 설치되어 상기 가스공급부(10)의 하단에 설치되는 플라즈마 반응기로 플라즈마 화염을 형성하게 된다.
또한 상기 플라즈마 토치(20)는 상기 혼합가스를 연료로 하여 플라즈마 화염을 형성하되, 상기 플라즈마 화염은 플라즈마 반응기(3) 내에서 하방향으로 형성되어 플라즈마 반응에 의하여 상기 혼합가스를 수소와 일산화탄소를 포함하는 합성가스로 개질하는 1차 개질반응이 이루어지게 된다.
또한 상기 플라즈마 반응기(30)에서 개질된 1차 개질가스는, 상기 플라즈마 반응에 의하여 발생된 고열과 함께 상기 플라즈마 반응기(30)의 개방된 하부로 공급된다.
또한 상기 촉매반응챔버(40)는, 상기 플라즈마 반응기(30)의 외부를 둘러싸도록 이중관 구조로 설치되어, 상기 플라즈마 반응기의 개방된 하부로 공급되는 1차 개질가스 및 고열이 상기 촉매반응챔버(40)의 하면과 충돌하여 역방향인 상방향으로 유입되어 촉매반응에 의하여 2차 개질반응이 이루어지게 된다. 즉, 이중관 구조에 의하여 상기 촉매반응챔버(40)가 플라즈마 반응기(30)와 병렬적으로 위치하게 되고, 상기 1차 개질가스 및 고열이 상방향으로 유입되어 촉매반응을 수행함으로써 상기 플라즈마 반응기에서 발생되는 열을 에너지원으로 이용하여 에너지 효율을 높이면서 촉매반응에 의한 2차 개질반응이 이루어지게 된다. 이에, 본 발명의 가스 개질 장치(100)에 따르면, 플라즈마 반응 및 촉매반응에 의하여 순차적으로 개질반응이 일어나게 되어 합성가스로의 전환율을 현저하게 향상시키게 되고, 에너지 효율을 높이게 된다.
또한, 상기 촉매반응챔버(40)에서는 플라즈마 반응에 의하여 1차적으로 가스 개질 반응을 거친 후, 플라즈마 반응에서 발생된 고열과 함께 촉매반응챔버로 유입됨으로써 촉매 피독을 억제하고, 반응의 속도를 향상시키게 된다.
이 때, 상기 촉매반응챔버(40)는 상기 챔버의 내부에 구획을 형성하도록 상기 플라즈마 반응기와 수직방향으로 형성된 분산판(41)과, 상기 분산판(41)에 의하여 구획되고 촉매가 주입되어 촉매반응챔버로 유입된 가스가 촉매반응에 의하여 개질되도록 하는 촉매반응부(42)로 이루어진다. 즉, 상기 촉매반응챔버(40)에서 상방향으로 유입되는 1차 개질가스 및 고열은 분산판(41)을 통해 촉매반응부(42)로 유입되어 촉매반응부(42)에 주입된 촉매(421)에 의하여 촉매반응이 일어남으로써 2차 가스개질이 일어나게 되므로, 촉매피독을 억제하고 플라즈마 반응에서 생성된 고열이 같이 공급됨으로써 촉매반응의 상승효과를 얻을 수 있게 된다.
또한 상기 촉매반응챔버(40)의 하부에 촉매반응챔버로 스팀을 공급하는 스팀공급부(60)을 더 포함하여, 상기 스팀공급부(60)에 의하여 스팀을 공급함으로서 상기 1차 개질가스 및 고열의 상방향 유입을 촉진하고, 촉매반응부(42)에 유입됨으로서 촉매의 탄소침적에 의한 촉매피독을 방지할 수 있다.
또한, 상기 촉매반응부(42)는 상기 플라즈마 화염이 형성되는 위치의 플라즈마 반응기 외부에 병렬적으로 형성되어, 촉매반응부(42)에서 촉매반응을 수행하는데 필요한 열을 공급하기 위한 에너지원으로서 플라즈마 반응기에서 발생하는 열을 보다 효과적으로 사용할 수 있도록 하고, 상기 스팀공급부(60)에서 공급되는 스팀의 양을 감소시킬 수 있다. 이로써 플라즈마 반응기에서 발생하는 열을 이용하고 스팀공급양을 감소시키게 되므로, 기존의 SMR(Steam Methan Reformer)에 비하여 현저하게 에너지 효율을 향상시킬 수 있게 된다.
또한 상기 촉매반응부(42)는 상부에 촉매 주입부(43)가 형성되고, 하부에는 촉매 배출부(44)를 더 포함할 수 있다.
이와같이 본 발명에 따른 이중관 구조의 가스 개질 장치를 이용하면, 도 2에 도시한 바와 같이, 이산화탄소와 탄화수소를 포함하는 혼합가스는 내부관을 형성하는 플라즈마 반응기로 유입되어 1차 개질되고, 이후 상기 플라즈마 반응기 외부의 촉매반응챔버에서 촉매반응에 의하여 2차 개질이 이루어지게 된다.
따라서 본 발명의 다른 측면에 따르면, 이산화탄소와 탄화수소를 포함하는 혼합가스를 수소와 일산화탄소를 포함하는 합성가스로 개질하는 가스 개질 방법으로서, 내부의 플라즈마 반응기(30) 및 상기 플라즈마 반응기의 외부를 둘러싸도록 형성된 촉매반응챔버(40)를 포함하는 이중관 구조의 가스 개질 장치를 이용하고, 상기 혼합가스를 플라즈마 반응기(30)로 공급하는 단계; 상기 플라즈마 반응기 내에서 하방향으로 형성된 플라즈마 화염에 의한 플라즈마 반응으로, 상기 공급된 혼합가스를 1차 가스개질하는 플라즈마 반응단계; 상기 플라즈마 반응단계에서 생성된 1차 개질가스 및 고열이 상기 촉매반응챔버(40) 내에서 상방향으로 유입되어 촉매반응으로 2차 가스개질하는 촉매 반응단계; 및 상기 촉매 반응단계에서 생성된 2차 개질 가스를 배출하는 단계를 포함하여 이루어지고, 상기 개질가스는 수소와 일산화탄소를 포함하는 합성가스인 것을 특징으로 하는, 이중관 구조의 가스 개질 장치를 이용한 가스 개질 방법이 제공된다. 이 때, 상기 가스 개질 장치는 상술한 가스 개질 장치를 이용하는 것이 바람직하다.
상기 본 발명의 가스 개질 방법은, 플라즈마 반응기(30)가 촉매반응챔버(40)의 내부에 형성되는 이중관 구조로 형성되어, 혼합가스가 상기 플라즈마 반응기(30)로 유입되어 1차 가스개질이 이루어지고, 상기 1차 개질가스와 플라즈마 반응기에서 발생된 고열이 함께 촉매반응챔버(40)로 유입되어 촉매반응이 일어나도록 하여 순차적으로 가스개질반응이 일어나게 되어 가스개질에 의한 합성가스 전환율을 높이면서 촉매피독을 억제하게 된다. 또한 상기 이중관 구조의 가스 개질 장치(100)는 플라즈마 반응기와 촉매반응챔버가 병렬적으로 구성됨으로서 플라즈마 반응기에서 발생되는 열을 촉매반응에 필요한 열을 공급하는 에너지원으로 활용할 수 있어 에너지 효율을 높이고 반응속도를 향상시킬 수 있다.
100: 가스 개질 장치
10: 가스공급부 20: 플라즈마 토치
30: 플라즈마 반응기 40: 촉매반응챔버
41: 분산판 42: 촉매반응부
421: 촉매 43: 촉매 주입부
44: 촉매 배출부 50: 가스배출부
60: 스팀공급부

Claims (7)

  1. 이산화탄소와 탄화수소를 포함하는 혼합가스를 수소와 일산화탄소를 포함하는 합성가스로 개질하는 가스 개질 장치에 있어서,
    상기 혼합가스를 공급하는 가스공급부;
    상기 가스공급부의 하부 중앙축에 설치된 플라즈마 토치;
    상기 가스공급부의 하단에 하부가 개방된 형상으로 설치되고, 상기 플라즈마 토치에 의하여 플라즈마 화염이 하방향으로 형성되어, 플라즈마 반응에 의하여 상기 가스공급부로부터 공급된 혼합가스를 1차 가스개질하는 플라즈마 반응기;
    상기 플라즈마 반응기의 외부를 둘러싸도록 설치되고, 상기 플라즈마 반응기 에서 생성된 1차 개질가스 및 고열이 상방향으로 유입되어 촉매반응에 의하여 2차 가스개질하는 촉매반응챔버; 및
    상기 촉매반응챔버의 상부에 형성되어, 2차 개질가스를 배출하는 가스배출부;를 포함하고,
    상기 개질가스는 수소와 일산화탄소를 포함하는 합성가스인 것을 특징으로 하며,
    이중관 구조에 의하여 상기 플라즈마 반응기가 상기 촉매반응챔버와 병렬적으로 위치하게 되는, 이중관 구조의 플라즈마/촉매 일체형 가스 개질 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 촉매반응챔버는,
    상기 챔버의 내부에 구획을 형성하도록, 상기 플라즈마 반응기와 수직방향으로 형성된 분산판; 및
    상기 분산판에 의하여 구획되고 촉매가 주입되어 촉매반응이 일어나는 촉매반응부로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 가스 개질 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 촉매반응챔버의 하부에 설치되어, 촉매반응챔버로 스팀을 공급하는 스팀공급부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 가스 개질 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 촉매반응부는, 상기 플라즈마 화염이 형성되는 위치의 플라즈마 반응기 외부에 병렬적으로 형성되는 것을 특징으로 하는, 가스 개질 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 촉매반응부는, 상기 촉매반응부의 상부에 형성된 촉매 주입부와, 상기 촉매반응부 하부에 형성된 촉매 배출부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 가스 개질 장치.
  6. 이산화탄소와 탄화수소를 포함하는 혼합가스를 수소와 일산화탄소를 포함하는 합성가스로 개질하는 가스 개질 방법으로서,
    내부의 플라즈마 반응기 및 상기 플라즈마 반응기의 외부를 둘러싸도록 형성된 촉매반응챔버를 포함하는 이중관 구조의 가스 개질 장치를 이용하고,
    내부의 플라즈마 반응기 및 상기 플라즈마 반응기의 외부를 둘러싸도록 형성된 촉매반응챔버를 포함하여, 상기 플라즈마 반응기가 상기 촉매반응챔버와 병렬적으로 위치하게 되는 이중관 구조의 가스 개질 장치를 이용하고,
    상기 혼합가스를 플라즈마 반응기로 공급하는 단계;
    상기 플라즈마 반응기 내에서 하방향으로 형성된 플라즈마 화염에 의한 플라즈마 반응으로, 상기 공급된 혼합가스를 1차 가스개질하는 플라즈마 반응단계;
    상기 플라즈마 반응단계에서 생성된 1차 개질가스 및 고열이 상기 촉매반응챔버 내에서 상방향으로 유입되어 촉매반응으로 2차 가스개질하는 촉매 반응단계; 및
    상기 촉매 반응단계에서 생성된 2차 개질 가스를 배출하는 단계를 포함하여 이루어지고, 상기 개질가스는 수소와 일산화탄소를 포함하는 합성가스인 것을 특징으로 하는, 이중관 구조의 가스 개질 장치를 이용한 가스 개질 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 가스 개질 장치는 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 가스 개질 장치인 것을 특징으로 하는, 가스 개질 방법.

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