KR101808166B1 - Apparatus for fixing catalyst and circulating sorbent separately - Google Patents

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KR101808166B1 KR1020170029657A KR20170029657A KR101808166B1 KR 101808166 B1 KR101808166 B1 KR 101808166B1 KR 1020170029657 A KR1020170029657 A KR 1020170029657A KR 20170029657 A KR20170029657 A KR 20170029657A KR 101808166 B1 KR101808166 B1 KR 101808166B1
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박영철
문종호
김현욱
이창근
진경태
선도원
박재현
류호정
배달희
조성호
이효진
이종섭
이승용
이동호
이도연
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한국에너지기술연구원
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Abstract

The present invention relates to an apparatus which fixes a catalyst into a reactor, and separates, regenerates, and circulates an absorbent only. The purpose of the present invention is to prevent activity deterioration, abrasion or contamination of the catalyst by fixing the catalyst into a core of a core-annular reactor and circulating the absorbent. The apparatus of the present invention comprises: the core which contains the catalyst and absorbent, into which a reaction gas is supplied, and a top portion of which is opened; a chamber which accommodates the core; and an annular which encircles the core as a space located between the core and the chamber. The supplied reaction gas generates a forming gas and steam within the core while flowing the contained catalyst and absorbent; the generated steam is absorbed by the flowing absorbent; the steam-absorbed absorbent leaves the core through the opened top portion of the core such that the steam-absorbed absorbent is contained in the annular; and the catalyst is fixed to the inside of the core.

Description

촉매 고정 및 흡수제 분리순환 장치{Apparatus for fixing catalyst and circulating sorbent separately}[0001] Apparatus for fixing catalyst and circulating sorbent [

본 발명은 반응 기체를 촉매와 흡수제 분위기에서 반응시키는 반응기를 포함하는 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 촉매를 반응기 내에 고정하고 흡수제만을 분리, 재생, 및 순환시키는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus comprising a reactor for reacting a reactant gas with a catalyst in an absorber atmosphere, and more particularly to an apparatus for securing a catalyst in a reactor and separating, regenerating, and circulating the absorbent only.

일반적으로 두 개의 유동층 반응기를 이용하는 공정으로 수증기 흡수 및 재생 공정, 이산화탄소 흡수 및 재생 공정, 이산화탄소 전환 공정, 매체 순환식 가스연소기(Chemical-looping combustor)의 산화-환원 공정, 흡수증진 천연가스 수증기 개질(Sorption enhanced steam methane reforming of natural gas) 공정, 흡수증진 수성가스화(Sorption enhanced water gas shift) 공정, 매체 순환식 수소생산(Chemical-looping hydrogen generation) 공정 등이 있다.In general, the processes using two fluidized bed reactors include water vapor absorption and regeneration processes, carbon dioxide absorption and regeneration processes, carbon dioxide conversion processes, oxidation-reduction processes of chemical-looping combustors, absorption-promoting natural gas steam reforming Sorption enhanced steam methane reforming of natural gas process, sorption enhanced water gas shift process, and chemical-looping hydrogen generation process.

도 1은 상기 수증기 흡수 및 재생 공정을 위한 장치를 나타낸 예시도이다. 도 1을 참조하면, 상기 장치는 반응기(100) 및 재생 반응기(200)로 구성된다. 상기 반응기(100) 내에는 촉매(93) 및 흡수제(94)가 수용된다. 상기 반응기(100)에는 반응 가스(91)가 유입된다. 상기 유입된 반응 가스는 상기 반응기(100) 내에서 상기 촉매(93) 및 상기 흡수제(94)를 유동시키며, 반응한다. 즉, 상기 반응기(100) 내에서는 촉매-흡수제 유동층이 형성된다. 상기 유입된 반응 가스는 반응하여 생성 가스 및 수증기를 생성한다. 상기 생성된 생성 가스(92)는 상기 반응기(100)로부터 배출되고, 상기 생성된 수증기는 상기 유동하는 흡수제(94)에 의해 흡수된다.FIG. 1 is an illustration showing an apparatus for the water vapor absorption and regeneration process. Referring to FIG. 1, the apparatus comprises a reactor 100 and a regeneration reactor 200. The catalyst (93) and the absorbent (94) are accommodated in the reactor (100). The reaction gas (91) flows into the reactor (100). The introduced reaction gas flows and reacts in the reactor (100) with the catalyst (93) and the absorbent (94). That is, in the reactor 100, a catalyst-absorbent fluidized bed is formed. The introduced reaction gas reacts to generate a product gas and water vapor. The generated product gas 92 is discharged from the reactor 100, and the generated water vapor is absorbed by the flowing absorbent 94.

상기 수증기를 흡수한 상기 흡수제(94)는 재생을 위해 상기 재생 반응기(200)로 이동한다. 그러나 상기 함께 유동하는 촉매(93)로부터 상기 수증기를 흡수한 상기 흡수제(94)만을 분리하는 것은 쉽지 않다. 따라서 도 1에 도시된 종래 기술에 따르면, 상기 촉매(93)와 상기 수증기를 흡수한 상기 흡수제(94)가 함께 상기 재생 반응기(200)로 이동한다. 상기 재생 반응기(200)에는 유동화 가스(95)가 유입되어, 상기 유입된 유동화 가스가 상기 재생 반응기(200) 내에서 상기 이동한 촉매(93) 및 흡수제(94)를 유동시킨다. 그리고 상기 재생 반응기(200) 내에서, 상기 수증기와 상기 흡수제(94)는 분리되어, 각각 재생된 물과 재생된 흡수제(94)가 된다. 이에 따라, 재생된 물 및 유동화 가스(96)는 상기 재생 반응기(200)로부터 배출된다. 그리고 재생된 흡수제(94) 및 촉매(93)는 상기 반응기(100)로 복귀한다.The absorbent 94, which has absorbed the water vapor, moves to the regeneration reactor 200 for regeneration. However, it is not easy to separate only the absorbent 94 that absorbs the water vapor from the catalyst 93 that flows together. Therefore, according to the prior art shown in FIG. 1, the catalyst 93 and the absorbent 94 absorbing the steam move together to the regeneration reactor 200. The fluidized gas 95 flows into the regeneration reactor 200 and flows the flowing catalyst 93 and the absorbent 94 in the regeneration reactor 200. And, in the regeneration reactor 200, the water vapor and the absorbent 94 are separated and become the regenerated water and the regenerated absorbent 94, respectively. Thereby, the regenerated water and the fluidizing gas (96) are discharged from the regeneration reactor (200). Then, the regenerated absorbent 94 and the catalyst 93 return to the reactor 100.

이와 같이, 종래 기술에 따르면 촉매와 흡수제가 함께 순환하므로 흡수제 재생을 위한 환경(재생 반응기)에 촉매가 노출된다. 이에 따라, 촉매는 그 활성을 잃을 수 있다. 또한, 촉매는 순환되는 과정에서 물리적 충격을 받아 마모될 수 있다. 또한, 촉매는 순환되는 과정에서 여러 가지 요인에 의해 오염될 수 있다. 따라서 촉매를 반응기 내에 고정하는 방안이 다각도로 연구되고 있다.Thus, according to the prior art, since the catalyst and the absorbent circulate together, the catalyst is exposed to the environment for regenerating the absorbent (regeneration reactor). Accordingly, the catalyst may lose its activity. In addition, the catalyst may be subjected to a physical impact during its circulation to wear. In addition, the catalyst may be contaminated by various factors during the circulation. Therefore, various methods for fixing the catalyst in the reactor have been studied.

미국 등록특허 제9314760호(2016. 04. 19. 등록)US Patent No. 9314760 (registered on April 19, 2016)

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 코어-애뉼라(Core-Annular) 반응기의 코어 내에 촉매를 고정하고 흡수제는 순환시켜, 촉매의 활성 저하, 마모, 오염 등을 방지하는 것이다.In order to solve the above problems, an object of the present invention is to fix a catalyst in a core of a core-annular reactor and to circulate the absorbent to prevent catalyst deactivation, wear and contamination.

그러나 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 위에서 기술된 과제로 제한되지 않으며, 기술되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the problems to be solved by the present invention are not limited to the above-described problems, and other problems that are not described can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 다음과 같다.In order to achieve the above object, the present invention is constructed as follows.

촉매와 흡수제를 수용하고, 내부로 반응 가스를 공급받으며, 상부가 개방된 코어; 상기 코어를 수용하는 챔버; 및 상기 코어와 상기 챔버 사이에 위치한 공간으로서, 상기 코어를 둘러싸는 애뉼라를 포함하고, 상기 코어 내에서, 상기 공급된 반응 가스는 상기 수용된 촉매와 흡수제를 유동시키면서, 생성 가스 및 수증기를 생성하고; 상기 생성된 수증기는 상기 유동하는 흡수제에 의해 흡수되고; 상기 수증기를 흡수한 상기 흡수제는 상기 개방된 상부를 통해 상기 코어를 이탈하여, 상기 애뉼라에 수용되고; 상기 촉매는 상기 코어 내에 고정되는 것인, 촉매 고정 및 흡수제 분리순환 장치가 제공된다.A core which receives the catalyst and the absorbent, receives the reaction gas into the inside thereof and has an open top; A chamber for receiving the core; And an annulus surrounding the core, the annulus surrounding the core, wherein the supplied reactant gas creates a product gas and water vapor while flowing the accommodated catalyst and the absorbent, ; The generated water vapor is absorbed by the flowing absorbent; Said absorbent absorbing said water vapor escapes said core through said open top and is received in said annular; Wherein the catalyst is fixed within the core.

상기 생성된 생성 가스는 상기 개방된 상부를 통해 상기 코어를 이탈하여, 상기 챔버로부터 배출될 수 있다.The generated product gas may be discharged from the chamber by leaving the core through the open top.

상기 애뉼라에 수용된 상기 흡수제는 상기 챔버로부터 배출되었다가, 재생된 후, 상기 챔버에 재투입될 수 있다.The absorbent contained in the annular may be withdrawn from the chamber, regenerated and then reintroduced into the chamber.

상기 촉매 고정 및 흡수제 분리순환 장치는, 상기 코어 내부로 상기 반응 가스를 공급하는 가스 공급부를 더 포함할 수 있다.The catalyst fixing and absorbent separation and recycling apparatus may further include a gas supply unit for supplying the reaction gas into the core.

상기 가스 공급부는, 상기 촉매는 상기 코어 내에 고정되고 상기 수증기를 흡수한 상기 흡수제만이 상기 코어를 이탈하도록, 상기 반응 가스의 공급 속도를 제어할 수 있다.The gas supply unit may control the supply rate of the reaction gas such that the catalyst is fixed in the core and only the absorbent absorbing the vapor deviates from the core.

상기 촉매 고정 및 흡수제 분리순환 장치는, 상기 수증기를 흡수한 후 상기 챔버로부터 배출된 상기 흡수제를 재생시켜, 재생된 흡수제를 상기 챔버에 재투입하는 재생 반응기를 더 포함할 수 있다.The catalyst fixing and absorbent separation and circulation apparatus may further comprise a regeneration reactor for regenerating the absorbent discharged from the chamber after absorbing the steam and re-introducing the regenerated absorbent into the chamber.

상기 재생 반응기는, 상기 수증기를 흡수한 후 상기 챔버로부터 배출된 상기 흡수제와 유동화 가스가 유입되고, 상기 유입된 흡수제와 유동화 가스를 배출하는 이송 반응기를 포함할 수 있다.The regenerating reactor may include a transfer reactor for absorbing the water vapor, the absorbent discharged from the chamber, and a fluidizing gas, and discharging the introduced absorbent and the fluidizing gas.

상기 유동화 가스는 비활성 가스 또는 공기일 수 있다.The fluidizing gas may be inert gas or air.

상기 유동화 가스가 상기 이송 반응기 내에서 상기 유입된 흡수제를 이송할 수 있다.The fluidized gas may transfer the introduced absorbent in the transfer reactor.

상기 재생 반응기는, 상기 이송 반응기로부터 배출된 상기 흡수제 및 상기 유동화 가스가 유입되고, 재생된 물 및 유동화 가스를 배출하며, 상기 재생된 흡수제를 상기 챔버에 재투입하는 기체-고체 분리기를 더 포함할 수 있다.The regenerating reactor further includes a gas-solid separator for introducing the absorbent and the fluidizing gas discharged from the transferring reactor, discharging regenerated water and fluidizing gas, and recycling the regenerated absorbent into the chamber .

상기 기체-고체 분리기는 사이클론 분리기 또는 충돌 분리기일 수 있다.The gas-solid separator may be a cyclone separator or a collision separator.

상기 재생 반응기는, 상기 기체-고체 분리기에 연결되고, 상기 배출된 재생된 물을 응축하여 응축된 물을 배출하며, 상기 배출된 유동화 가스를 통과시키는 응축기를 더 포함할 수 있다.The regeneration reactor may further include a condenser connected to the gas-solid separator, for discharging the condensed water by condensing the discharged regenerated water, and for passing the discharged fluidized gas.

상기 코어의 상기 개방된 상부는 역원뿔대형일 수 있다.The open top of the core may be inverted conical.

상기 반응 가스는 메탄올 및 이산화탄소를 포함할 수 있다.The reaction gas may include methanol and carbon dioxide.

상기 촉매는 구리계 촉매 또는 철계 촉매를 포함할 수 있다.The catalyst may comprise a copper-based catalyst or an iron-based catalyst.

상기 코어 내에 고정되는 상기 촉매는 상기 흡수제보다 밀도가 클 수 있다.The catalyst fixed in the core may be denser than the absorbent.

상기 코어 내에 고정되는 상기 촉매는 상기 흡수제보다 사이즈가 클 수 있다.The catalyst fixed in the core may be larger in size than the absorbent.

상기 흡수제는 금속산화물을 포함할 수 있다.The absorbent may comprise a metal oxide.

상기 촉매 고정 및 흡수제 분리순환 장치는, 상기 애뉼라에 위치하고, 상기 코어 하부를 둘러싸며, 상기 촉매를 포함하는 촉매 분산판을 더 포함할 수 있다.The catalyst fixing and sorbent separating and circulating device may further include a catalyst dispersing plate located in the annulus, surrounding the core bottom, and containing the catalyst.

상기 배출된 생성 가스 중 미반응 가스는 상기 애뉼라에 재유입될 수 있다.Unreacted gas in the discharged product gas may be reintroduced into the annulus.

상기 촉매 고정 및 흡수제 분리순환 장치는, 상기 미반응 가스가 재유입되도록, 상기 배출된 생성 가스로부터 상기 미반응 가스를 분리하는 미반응 가스 분리기를 더 포함할 수 있다.The catalyst fixing and absorbent separation and recycling apparatus may further include an unreacted gas separator for separating the unreacted gas from the discharged product gas so that the unreacted gas is reintroduced.

상기 재유입된 미반응 가스는 반응하면서 분산되도록 상기 촉매 분산판을 통과할 수 있다.The re-introduced unreacted gas may pass through the catalyst dispersion plate so as to be dispersed while being reacted.

상기 코어를 이탈한 상기 흡수제는 상기 애뉼라에 위치한 상기 촉매 분산판 상에 안착할 수 있다.The absorbent that leaves the core may be seated on the catalyst dispersion plate located in the annulus.

상기 촉매 분산판은 다공형, 메쉬형, 또는 노즐형일 수 있다.The catalyst dispersion plate may be of a porous type, a mesh type, or a nozzle type.

상기 촉매 고정 및 흡수제 분리순환 장치 내에서 이산화탄소 흡수제가 순환될 수 있다.The carbon dioxide absorbent may be circulated in the catalyst fixing and absorbent separation circulation apparatus.

상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 일 실시예에 따르면, 코어-애뉼라 반응기의 코어 내에 밀도 및/또는 사이즈가 큰 촉매가 고정되고 밀도 및/또는 사이즈가 작은 흡수제는 순환되어, 촉매의 활성 저하, 마모, 오염 등을 방지할 수 있다.According to one embodiment of the present invention having such a configuration, a catalyst having a large density and / or a large size is fixed in the core of the core-annular reactor, and the absorbent having a small density and / or a small size is circulated, , Abrasion, contamination, and the like can be prevented.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 코어의 상부가 하부보다 확관되어 있기 때문에 코어의 상부에서 하부보다 촉매와 흡수제의 유속이 느려진다. 이에 따라, 흡수제만 코어를 이탈하고 촉매는 코어 내에 고정되는 효과가 더 커진다.Also, according to one embodiment of the present invention, since the upper portion of the core is expanded more than the lower portion, the flow rate of the catalyst and the absorbent is lower at the upper portion of the core than at the lower portion. Thus, only the absorbent detaches from the core and the effect of fixing the catalyst in the core becomes greater.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 흡수제를 촉매로부터 분리하기 위한 별도의 장치가 필요 없고, 반응 가스의 반응, 흡수제의 수증기(또는 이산화탄소) 흡수, 및 흡수제의 이탈이 동시에 이루어질 수 있다.Further, according to one embodiment of the present invention, there is no need for a separate device for separating the absorbent from the catalyst, and reaction of the reaction gas, absorption of water vapor (or carbon dioxide) of the absorbent, and desorption of the absorbent can be performed at the same time.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 촉매-흡수제 유동층이 코어 내에 집중적으로 형성되고 반응 가스의 반응이 코어 내에서 집중적으로 이루어지기 때문에, 반응 효율이 높다.Further, according to one embodiment of the present invention, the reaction efficiency is high because the catalyst-absorbent fluidized bed is formed intensively in the core and the reaction of the reaction gas is concentrated in the core.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 미반응 가스가 재유입되어 촉매 분산판을 통과하며 반응하므로, 반응 가스가 낭비되지 않아 공정 효율이 높다.Also, according to an embodiment of the present invention, the unreacted gas is re-introduced and reacted through the catalyst dispersion plate, so that the reaction gas is not wasted and the process efficiency is high.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 코어 내부뿐만 아니라 애뉼라에서도 반응 가스의 반응이 이루어지므로, 코어-애뉼라 반응기 내의 전체 공간이 효율적으로 활용된다.In addition, according to an embodiment of the present invention, since the reaction gas is reacted not only in the core but also in the annulus, the entire space in the core-annular reactor is efficiently utilized.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 코어를 이탈한 흡수제가 촉매 분산판 상에 안착하고 미반응 가스가 흡수제가 안착한 촉매 분산판을 통과하며 반응하므로, 코어 내부뿐만 아니라 애뉼라에서도 수증기(또는 이산화탄소) 흡수가 이루어진다. 따라서 애뉼라에서 생성된 수증기 흡수를 위한 흡수제를 코어-애뉼라 반응기에 추가 장입할 필요가 없어, 공정 효율이 높다.According to an embodiment of the present invention, since the absorbent desorbing the core is placed on the catalyst dispersion plate and the unreacted gas passes through the catalyst dispersion plate on which the absorbent is placed, Carbon dioxide) is absorbed. Thus, there is no need to add an absorbent for absorbing water vapor generated in the annular tube to the core-annular reactor, which results in high process efficiency.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1순환펌프가 제2종말속도로 촉매 분산판 상의 흡수제를 챔버로부터 배출하므로, 코어뿐만 아니라 애뉼라에서도 촉매 고정 및 흡수제 분리가 이루어진다. 따라서 촉매 분산판을 포함하는 장치는 촉매 분산판을 포함하지 않는 장치보다 공정 효율이 높으면서도, 촉매의 활성 저하, 마모, 오염 등을 촉매 분산판을 포함하지 않는 장치와 동일한 수준으로 방지할 수 있다.Further, according to an embodiment of the present invention, the first circulation pump discharges the adsorbent on the catalyst dispersion plate at the second terminal speed from the chamber, so that catalyst fixation and sorbent separation is achieved not only in the core but also in the annulus. Therefore, the apparatus including the catalyst dispersion plate can prevent the catalyst deactivation, wear and contamination at the same level as that of the apparatus not including the catalyst dispersion plate, while being higher in process efficiency than the apparatus not including the catalyst dispersion plate .

도 1은 종래의 수증기 흡수 및 재생 공정을 위한 장치를 나타낸 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 촉매 고정 및 흡수제 분리순환 장치를 나타낸 모식도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 촉매는 코어 내에 고정되고 흡수제는 상기 코어를 이탈하는 모습을 나타낸 모식도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 촉매 고정 및 흡수제 분리순환 장치를 나타낸 모식도이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is an illustration showing an apparatus for a conventional water vapor absorption and regeneration process. FIG.
2 is a schematic view showing a circulation apparatus for separating catalyst fixing and absorbent according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic view showing a state where a catalyst is fixed in a core and an absorbent is separated from the core according to an embodiment of the present invention.
4 is a schematic view showing a circulation apparatus for separating catalyst fixing and absorbent according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부된 도면이 참조되어 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예가 상세히 설명될 것이다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있고 여기에서 설명되는 실시예에 한정되어 이해되어서는 안된다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein.

본 발명의 실시예의 명확한 설명을 위해, 첨부된 도면에서 설명과 관계없는 부분은 생략된다. 그리고 본 명세서 전체에서 유사한 부분에는 유사한 도면 부호가 붙는다.For clarity of explanation of the embodiments of the present invention, parts that are not related to the description in the accompanying drawings are omitted. Like parts throughout the specification are labeled with like reference numerals.

본 명세서에서 사용되는 용어는 다양한 실시예를 설명하기 위한 것이지, 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니다. 제1구성요소가 제2구성요소에 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 표현될 때, 이는 상기 제1구성요소가 상기 제2구성요소에 "직접적으로 연결"되거나 또는 제3구성요소를 통해 "간접적으로 연결"될 수 있다는 것을 의미한다. 단수의 표현은, 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현들을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품, 또는 이들을 조합한 것이 존재한다는 것을 의미하지, 하나 또는 그 이상의 다른, 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품, 또는 이들을 조합한 것의 존재 또는 부가 가능성이 배제된다는 것을 의미하지 않는다.The terminology used herein is for the purpose of describing various embodiments and is not intended to be limiting of the present invention. When the first component is said to be "connected (connected, contacted)" to a second component, this means that the first component is "directly connected" to the second component, Quot; indirectly "through < / RTI > The singular forms "a," "an," and "the" include plural referents unless the context clearly dictates otherwise. It is also to be understood that the terms " comprises "or" having ", when used in this specification, mean that there are features, numbers, steps, But does not exclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, parts, or combinations thereof.

이하에서, 실시예 1은 수증기 흡수제 분리순환 장치에 관한 것이고, 실시예 2는 실시예 1의 장치에 촉매 분산판, 미반응 가스 분리기 등이 추가된 장치에 관한 것이다. 또한, 실시예 3은 이산화탄소 흡수제 분리순환 장치에 관한 것이고, 실시예 4는 실시예 3의 장치에 촉매 분산판, 미반응 가스 분리기 등이 추가된 장치에 관한 것이다. 본 발명은 비단 수증기나 이산화탄소만이 아니라, 다른 가스를 흡수하는 흡수제에 대해서도 적용될 수 있다.Hereinafter, Embodiment 1 relates to a water vapor absorbent separation and circulation apparatus, and Embodiment 2 relates to an apparatus in Embodiment 1 in which a catalyst dispersion plate, an unreacted gas separator, and the like are added. The third embodiment relates to a circulation apparatus for separating carbon dioxide absorbent, and the fourth embodiment relates to an apparatus in which a catalyst dispersion plate, an unreacted gas separator, and the like are added to the apparatus of the third embodiment. The present invention can be applied not only to water vapor or carbon dioxide, but also to absorbents that absorb other gases.

[실시예 1][Example 1]

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 촉매 고정 및 흡수제 분리순환 장치를 나타낸 모식도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 촉매 고정 및 흡수제 분리순환 장치는 가스 공급부(20), 코어-애뉼라 반응기(30), 재생 반응기 등을 포함한다. 상기 코어-애뉼라 반응기(30)는 코어(31), 애뉼라(32), 및 챔버(33)를 포함한다. 상기 재생 반응기는 이송 반응기(40), 기체-고체 분리기(50), 및 응축기(69)를 포함한다. 먼저, 도 2가 참조되어, 상기 촉매 고정 및 흡수제 분리순환 장치의 전체적인 구조가 간략히 설명된다.2 is a schematic view showing a circulation apparatus for separating catalyst fixing and absorbent according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2, the apparatus for separating catalyst fixing and absorbent according to an embodiment of the present invention includes a gas supply unit 20, a core-annular reactor 30, a regeneration reactor, and the like. The core-annular reactor 30 includes a core 31, an annular 32, and a chamber 33. The regeneration reactor comprises a transfer reactor (40), a gas-solid separator (50), and a condenser (69). First, referring to Fig. 2, the overall structure of the catalyst fixing and absorbent separation unit will be briefly described.

상기 가스 공급부(20), 상기 이송 반응기(40), 상기 기체-고체 분리기(50), 및 상기 응축기(69)는 모두 상기 챔버(33) 외측에 위치되나, 상기 코어(31)는 상기 챔버(33) 내에 수용된다.The gas supply 20, the transfer reactor 40, the gas-solid separator 50 and the condenser 69 are both located outside the chamber 33, 33).

상기 가스 공급부(20)의 일측은 가스 유입부(61)를 매개로 상기 코어(31) 하부 일측과 연결된다. 상기 가스 유입부(61)는 상기 챔버(33)의 하부 일측을 관통한다.One side of the gas supply part 20 is connected to one side of the lower part of the core 31 via a gas inlet part 61. The gas inlet (61) penetrates the lower side of the chamber (33).

상기 챔버(33)의 상부 일측에는 가스 배출부(62)가 위치된다. 그리고 상기 챔버(33)의 하부 타측에는 제1연결부(63)가 위치된다. 상기 제1연결부(63)는 상기 챔버(33)의 하부 타측과 상기 이송 반응기(40)의 하부 일측을 연결한다. 상기 제1연결부(63)의 중앙부에는 제1순환펌프(64)가 위치된다.A gas discharge portion 62 is positioned at one side of the upper portion of the chamber 33. A first connection part (63) is located on the other side of the lower part of the chamber (33). The first connection portion 63 connects the other side of the lower portion of the chamber 33 with the lower side of the transfer reactor 40. A first circulation pump (64) is located at the center of the first connection part (63).

상기 이송 반응기(40)의 하부 타측에는 가스 유입부(65)가 위치된다. 상기 이송 반응기(40)의 상부에는 제2연결부(66)가 위치된다. 상기 제2연결부(66)는 상기 이송 반응기(40)의 상부와 상기 기체-고체 분리기(50)의 상부 타측을 연결한다. 상기 제2연결부(66)의 중앙부에는 제2순환펌프(67)가 위치된다.The gas inlet 65 is located on the other side of the lower portion of the transfer reactor 40. A second connection part (66) is located above the transfer reactor (40). The second connection unit 66 connects the upper portion of the transfer reactor 40 and the upper end of the gas-solid separator 50. And a second circulation pump 67 is located at the center of the second connection portion 66.

상기 기체-고체 분리기(50)의 상부 일측에는 기체 배출부(68)가 위치된다. 상기 기체-고체 분리기(50)의 하부에는 고체 배출부(71)가 위치된다. 상기 고체 배출부(71)는 상기 기체-고체 분리기(50)의 하부와 상기 챔버(33)의 상부를 연결한다.A gas discharge port 68 is located at one side of the upper portion of the gas-solid separator 50. A solid discharge portion 71 is positioned below the gas-solid separator 50. The solid discharge portion 71 connects the lower portion of the gas-solid separator 50 and the upper portion of the chamber 33.

상기 응축기(69)의 타측은 상기 기체 배출부(68)를 통해 상기 기체-고체 분리기(50)의 상부 일측과 연결된다. 그리고 상기 응축기(69)의 일측에는 배출부(70)가 위치된다. 그러나 상기 촉매 고정 및 흡수제 분리순환 장치의 전체적인 구조는 설계자에 의해 적절히 변경될 수 있다. 이하에서는 도 2가 참조되어, 상기 촉매 고정 및 흡수제 분리순환 장치가 더욱 구체적으로 설명된다.The other side of the condenser 69 is connected to the upper side of the gas-solid separator 50 through the gas discharger 68. A discharge unit 70 is located at one side of the condenser 69. However, the overall structure of the catalyst fixing and absorbent separation circulation apparatus can be appropriately changed by the designer. Hereinafter, referring to Fig. 2, the catalyst fixing and absorbent separation circulation apparatus will be described in more detail.

상기 코어(31)는 촉매(81)와 흡수제(82)를 수용한다. 상기 촉매(81)와 상기 흡수제(82)는 공정 환경에서 항상 고체이고, 구형 또는 펠릿(pellet)형일 수 있다. 상기 촉매(81)는 상기 흡수제(82)보다 밀도 및/또는 사이즈가 더 크다. 사이즈는 흡수제(82)가 구형인 경우 직경을 의미하고, 펠릿형인 경우 단면의 직경을 의미한다.The core 31 receives the catalyst 81 and the absorbent 82. The catalyst 81 and the absorbent 82 are always solid in the process environment and may be spherical or pellet-shaped. The catalyst 81 has a higher density and / or size than the absorbent 82. The size means the diameter when the absorbent 82 is spherical, and the diameter of the section when it is pellet.

상기 코어(31) 내부로는 반응 가스가 공급된다. 상기 코어(31) 내부의 하부에 공급된 반응 가스(2)는 상기 코어(31) 내에서 상승하며, 상기 촉매(81) 및 상기 흡수제(82)를 유동시킨다. 즉, 상기 코어(31) 내에서는 상기 공급된 반응 가스(2)에 의해 촉매-흡수제 유동층이 형성된다. 상기 공급된 반응 가스(2)는 상기 코어(31) 내에서 상대적으로 밀도 및/또는 사이즈가 작은 흡수제(4)는 상기 코어(31)로부터 이탈시키면서 상대적으로 밀도 및/또는 사이즈가 큰 촉매(81)는 이탈시키지 않는 속도(이하, “제1종말속도(terminal velocity)”)로 상승한다. 다시 말해, 상기 공급된 반응 가스(2)는 촉매-흡수제 유동층을 형성하면서도, 촉매(81)는 상기 코어(31) 내에 고정하고, 흡수제(4)만을 상기 코어(31)로부터 이탈시킨다. 이후의 어떤 공정에서도, 상대적으로 밀도 및/또는 사이즈가 큰 상기 촉매(81)는 상기 코어(31) 내에 항상 고정된다. 따라서 종래 기술 대비, 촉매의 활성 저하, 마모, 오염 등이 방지될 수 있다.A reaction gas is supplied into the core (31). Reaction gas 2 supplied to the lower portion of the core 31 rises in the core 31 to flow the catalyst 81 and the absorbent 82. That is, in the core 31, the catalyst-absorbent fluidized bed is formed by the supplied reaction gas 2. The supplied reaction gas 2 is introduced into the core 31 while the absorbent 4 having a relatively small density and / or a small size is removed from the core 31 and the catalyst 81 having relatively high density and / (Hereinafter, referred to as " first terminal velocity "). In other words, the supplied reaction gas 2 forms the catalyst-absorber fluidized bed while the catalyst 81 is fixed in the core 31 and only the absorbent 4 is released from the core 31. In any subsequent process, the catalyst 81 having a relatively high density and / or a large size is always fixed in the core 31. Therefore, degradation of catalyst activity, abrasion, contamination, and the like can be prevented as compared with the prior art.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 촉매(81)는 상기 코어(31) 내에 고정되고 흡수제(4)는 상기 코어(31)를 이탈하는 모습을 나타낸 모식도이다. 도 3(a)를 참조하면, 상기 코어(31) 내부로 반응 가스가 공급되기 전에는, 상기 코어(31) 하부에 촉매(81) 및 흡수제(82)가 뒤섞인 채로 적층되어 있다. 이후, 반응 가스가 상기 코어(31) 내부로 공급되면, 촉매(81) 및 흡수제(82)가 반응 가스에 의해 유동한다(도 3(b)). 이때, 흡수제(82)의 밀도 및/또는 사이즈가 촉매(81)의 밀도 및/또는 사이즈보다 작으므로, 촉매-흡수제 유동층에서 흡수제(82)가 촉매(81)보다 상부에 위치한다(도 3(b)). 상승하는 반응 가스에 의해 흡수제(82)는 계속 밀려 올라간다. 결국 흡수제(4)는 상기 코어(31)를 이탈하고, 촉매(81)는 유동하면서 상기 코어(31) 내에 고정된다(도 3(c)).3 is a schematic view showing that the catalyst 81 is fixed within the core 31 and the absorbent 4 is separated from the core 31 according to an embodiment of the present invention. 3 (a), before the reaction gas is supplied into the core 31, the catalyst 81 and the absorbent 82 are stacked under the core 31 in a mixed state. Thereafter, when the reaction gas is supplied into the core 31, the catalyst 81 and the absorbent 82 flow by the reaction gas (Fig. 3 (b)). At this time, the absorbent 82 is located above the catalyst 81 in the catalyst-absorbent fluidized bed because the density and / or size of the absorbent 82 is less than the density and / or size of the catalyst 81 b)). The absorbing agent 82 is continuously pushed up by the rising reaction gas. As a result, the absorbent 4 leaves the core 31, and the catalyst 81 is fixed in the core 31 while flowing (Fig. 3 (c)).

다시 도 2를 참조하면, 상기 공급된 반응 가스(2)는 상기 코어(31) 내에서 상승하면서 촉매-흡수제 유동층을 형성함과 동시에, 반응하여 생성 가스 및 수증기를 생성한다. 상기 공급된 반응 가스(2)에 의해 유동하는 흡수제(82)는 상기 생성된 수증기를 흡수한다. 상기 수증기를 흡수한 흡수제(4)는 상기 코어(31)를 이탈하여, 상기 애뉼라(32)에 수용된다. 한편, 상기 생성된 생성 가스(3)는 상기 코어(31)를 이탈하여, 상기 가스 배출부(62)를 통해 상기 챔버(33)로부터 배출된다. 따라서 본 발명의 일 실시예에 따르면, 흡수제(82)를 촉매(81)로부터 분리하기 위한 별도의 장치가 필요 없고, 반응 가스(2)의 반응, 흡수제(82)의 수증기 흡수, 및 흡수제(4)의 이탈이 동시에 이루어질 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 촉매-흡수제 유동층이 코어(31) 내에 집중적으로 형성되고 반응 가스(2)의 반응이 코어(31) 내에서 집중적으로 이루어지기 때문에, 반응 효율이 높다.Referring again to FIG. 2, the supplied reaction gas 2 rises in the core 31 to form a catalyst-absorbent fluidized bed, and reacts to generate a product gas and steam. The absorbent 82 flowing by the supplied reaction gas 2 absorbs the generated water vapor. The absorbent 4 absorbing the water vapor is detached from the core 31 and is accommodated in the annulus 32. Meanwhile, the generated product gas 3 is discharged from the chamber 33 through the gas discharge portion 62 after leaving the core 31. Therefore, no separate device for separating the absorbent 82 from the catalyst 81 is required, and the reaction of the reaction gas 2, the water vapor absorption of the absorbent 82, ) Can be made at the same time. Further, according to the embodiment of the present invention, the reaction efficiency is high because the catalyst-absorbent fluidized bed is formed intensively in the core 31 and the reaction of the reaction gas 2 is concentrated in the core 31. [

본 발명의 일 실시예에 따르면, 반응 가스는 메탄올(MeOH) 및 이산화탄소(CO2)를 포함한다. 상기 반응 가스의 반응에 의해 생성 가스 및 수증기(H2O)가 생성되는데, 상기 생성되는 생성 가스는 디메틸카보네이트(dimethylcarbonate, DMC)를 포함한다. 촉매(81)는 구리계 촉매 또는 철계 촉매를 포함한다. 그리고 흡수제(82)는 금속산화물(MO)을 포함한다. 따라서 상기 챔버(33) 내에서 일어나는 반응은 다음 반응식 1과 같다.According to one embodiment of the present invention, the reaction gas includes methanol (MeOH) and carbon dioxide (CO 2 ). By the reaction of the reaction gas, a product gas and water vapor (H 2 O) are produced. The product gas includes dimethylcarbonate (DMC). The catalyst 81 includes a copper-based catalyst or an iron-based catalyst. And the absorbent 82 comprises a metal oxide (MO). Therefore, the reaction occurring in the chamber 33 is expressed by the following reaction formula (1).

[반응식 1][Reaction Scheme 1]

2MeOH + CO2 = DMC + H2O2MeOH + CO 2 = DMC + H 2 O

반응식 1에 의해 생성된 수증기는 흡수제(82)인 금속산화물과 반응하여, 금속수산화물을 생성한다.The water vapor produced by Scheme 1 reacts with the metal oxide, which is the absorbent 82, to produce metal hydroxide.

상기 코어(31)의 상부는 흡수제(4) 및 생성 가스가 이탈할 수 있도록 개방되어 있다. 그리고 상기 코어(31)의 상부는 하부보다 확관되어 있다. 따라서 상기 코어(31)의 상부에서 하부보다 촉매(81)와 흡수제(82)의 유속이 느려진다. 밀도 및/또는 사이즈가 작은 흡수제(4)는 상기 코어(31) 상부에서 유속이 느려지더라도 상기 코어(31)를 이탈할 수 있다. 이에 반해, 밀도 및/또는 사이즈가 큰 촉매(81)는 상기 코어(31) 상부에서 유속이 느려지면, 중력의 영향을 받아 상기 코어(31) 내에 고정된다. 즉, 상부가 확관된 상기 코어(31)의 구조는 촉매(81) 고정 및 흡수제(82) 이탈의 효과를 더 크게 할 수 있다.The upper portion of the core 31 is opened to allow the absorbent 4 and the generated gas to escape. The upper portion of the core 31 is expanded more than the lower portion. Therefore, the flow rate of the catalyst 81 and the absorbent 82 is lower at the upper portion of the core 31 than at the lower portion. The absorbent 4 having a small density and / or a small size may be detached from the core 31 even if the flow velocity is slow at the top of the core 31. On the contrary, when the flow rate of the catalyst 81 is increased at the top of the core 31, the catalyst 81 having a large density and / or a large size is fixed in the core 31 under the influence of gravity. That is, the structure of the core 31 having the upper portion expanded can make the effect of fixing the catalyst 81 and releasing the absorbent 82 larger.

구체적으로, 상기 코어(31)는 상부가 개방된 코어 바디(311) 및 상·하부가 개방되고 개방된 하부가 상기 코어 바디(311)의 개방된 상부에 결합된 코어 헤드(312)를 포함한다. 공급된 반응 가스(2)는 상기 코어 바디(311)와 상기 코어 헤드(312)를 관통하며 상승한다. 그러나 상기 코어 바디(311) 및 상기 코어 헤드(312)는 설명의 편의를 위해 구분된 것으로, 실제로 양자는 일체일 수 있다. 상기 코어 바디(311)는 공급된 반응 가스(2)가 균일하게 상승할 수 있도록 원통형이나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 코어 헤드(312)는 수증기를 흡수한 흡수제(4)가 용이하게 상기 코어(31)를 이탈하도록 역원뿔대형이나, 이에 제한되는 것은 아니다.Specifically, the core 31 includes a core body 311 having an open upper portion and a core head 312 having upper and lower open portions and a lower portion coupled to an opened upper portion of the core body 311 . The supplied reaction gas 2 rises through the core body 311 and the core head 312. However, the core body 311 and the core head 312 are separated for the sake of convenience of explanation, and actually both may be integral. The core body 311 is cylindrical, but is not limited thereto, so that the supplied reaction gas 2 can rise uniformly. The core head 312 is an inverted conical shape, but is not limited thereto, so that the absorbent 4 absorbing water vapor easily escapes from the core 31.

상기 애뉼라(32)는 상기 코어(31)와 상기 챔버(33) 사이에 위치한 환형의 공간이다. 그리고 상기 애뉼라(32)는 상기 코어(31)를 둘러싸는 환형의 공간이다. 도 2에 도시된 점선은 상기 애뉼라(32)를 그 위의 빈 공간과 구분한다. 수증기를 흡수한 흡수제(4)가 상기 코어(31)를 이탈하여, 상기 애뉼라(32) 하부로 떨어진다. 상기 애뉼라(32) 하부로 떨어진 흡수제(5)는 상기 챔버(33)로부터 배출된다. 상기 재생 반응기는 상기 배출된 흡수제(5)를 재생시키고, 재생된 흡수제(11)를 상기 챔버(33)에 재투입한다. 상기 재생 반응기에 대해서는 후술된다.The annulus 32 is an annular space located between the core 31 and the chamber 33. And the annulus 32 is an annular space surrounding the core 31. The dotted line shown in FIG. 2 distinguishes the annular 32 from the empty space above it. The absorbent 4 absorbing water vapor leaves the core 31 and drops down to the bottom of the annulus 32. The absorbent (5) that has fallen below the annulus (32) is discharged from the chamber (33). The regeneration reactor regenerates the discharged absorbent 5 and re-introduces the regenerated absorbent 11 into the chamber 33. The regenerating reactor will be described later.

상기 챔버(33)는 그 내부에서 반응 가스나 생성 가스가 원활히 분산되도록 원통형이나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 챔버(33)는 반응 가스가 반응할 수 있는 온도, 압력 등의 환경을 제공한다.The chamber 33 is cylindrical, but is not limited thereto, so that the reaction gas and the generated gas are smoothly dispersed therein. The chamber 33 provides an environment such as a temperature, a pressure and the like at which the reaction gas can react.

상기 가스 공급부(20)는 상기 코어(31) 내부로 상기 가스 유입부(61)를 통해 반응 가스(1)를 공급한다. 따라서 상기 가스 공급부(20)는 공기박스를 포함할 수 있다. 이뿐만 아니라, 상기 가스 공급부(20)는 상기 코어(31) 내부로 공급된 반응 가스(2)가 제1종말속도로 상승하도록 반응 가스(1)의 공급 속도를 제어한다. 상기 가스 공급부(20)의 제어에 의해 상기 코어(31) 내에서 제1종말속도를 갖는 반응 가스(2)는 촉매(81)와 흡수제(82) 중 흡수제(4)만을 상기 코어(31)로부터 이탈시킬 수 있다.The gas supply unit 20 supplies the reaction gas 1 into the core 31 through the gas inlet 61. Accordingly, the gas supply unit 20 may include an air box. In addition, the gas supply unit 20 controls the supply rate of the reaction gas 1 so that the reaction gas 2 supplied into the core 31 rises at the first terminal speed. The reaction gas 2 having the first end velocity in the core 31 under the control of the gas supply unit 20 is supplied only to the catalyst 81 and the absorbent 82 of the absorbent 82 from the core 31 It can be released.

상기 챔버(33)로부터 배출된 흡수제(5)는 상기 제1연결부(63)를 통과하여 상기 이송 반응기(40)에 유입된다. 이때, 상기 제1순환펌프(64)가 상기 흡수제(5)를 상기 챔버(33)로부터 상기 이송 반응기(40)로 이송할 수 있다. 다만, 실시 환경에 따라 상기 제1순환펌프(64)가 필요하지 않을 수도 있다. 또한, 흡수제(5)를 이송할 수 있는 다른 수단이 있을 수도 있다.The absorbent 5 discharged from the chamber 33 passes through the first connection part 63 and flows into the transfer reactor 40. At this time, the first circulation pump 64 can transfer the absorbent 5 from the chamber 33 to the transfer reactor 40. However, the first circulation pump 64 may not be required depending on the operating environment. There may also be other means by which the absorbent 5 can be conveyed.

상기 가스 유입부(65)를 통해 유동화 가스(6)가 상기 이송 반응기(40)에 유입된다. 상기 이송 반응기(40) 내에서 흡수제 및 유동화 가스(7)는 함께 상승한다. 유동화 가스는 상기 이송 반응기(40) 내에서 수증기를 흡수한 상태의 흡수제를 위로 이송한다. 특히, 고체인 흡수제는 기체인 수증기보다 유동성이 좋지 않은데, 유동화 가스는 이러한 흡수제를 이송하여, 흡수제의 순환을 돕는다. 유동화 가스는 비활성 가스 또는 단순히 공기일 수 있다.The fluidized gas (6) flows into the transfer reactor (40) through the gas inlet (65). In the transfer reactor (40), the absorbent and the fluidizing gas (7) rise together. The fluidized gas transports the absorbent in the state of absorbing water vapor in the transfer reactor (40). In particular, the solid absorbent is less fluid than the gas vapor, and the fluidized gas transports this absorbent to assist in the circulation of the absorbent. The fluidizing gas may be an inert gas or simply air.

흡수제 및 유동화 가스(8)는 상기 이송 반응기(40) 상부로 배출된다. 상기 이송 반응기(40)로부터 배출된 흡수제 및 유동화 가스(8)는 상기 제2연결부(66)를 통해 상기 기체-고체 분리기(50)에 유입된다. 이때, 상기 제2순환펌프(67)가 흡수제 및 유동화 가스(8)를 상기 이송 반응기(40)로부터 상기 기체-고체 분리기(50)로 이송할 수 있다. 다만, 실시 환경에 따라 상기 제2순환펌프(67)가 필요하지 않을 수도 있다. 또한, 흡수제 및 유동화 가스(8)를 이송할 수 있는 다른 수단이 있을 수도 있다.The absorbent and fluidizing gas (8) are discharged to the top of the transfer reactor (40). The absorbent and the fluidizing gas 8 discharged from the transfer reactor 40 are introduced into the gas-solid separator 50 through the second connection part 66. At this time, the second circulation pump 67 can transfer the absorbent and the fluidizing gas 8 from the transfer reactor 40 to the gas-solid separator 50. However, the second circulation pump 67 may not be required depending on the operating environment. There may also be other means of transporting the absorbent and the fluidizing gas (8).

상기 기체-고체 분리기(50)는 흡수제를 수증기와 분리한다. 상기 기체-고체 분리기(50) 내에서, 수증기를 흡수한 상태였던 흡수제는 재생된 흡수제가 되고, 흡수제에 흡수되었던 수증기는 재생된 물이 된다. 재생된 물 및 유동화 가스(9)는 상기 기체 배출부(68)를 통해 배출된다. 한편, 재생된 흡수제(11)는 상기 고체 배출부(71)를 통해 상기 챔버(33)에 재투입된다. 상기 챔버(33)에 재투입되는 재생된 흡수제(11) 다시 챔버(33) 내에서 수증기를 흡수할 수 있다. 바람직하게는, 재생된 흡수제(11)는 상기 애뉼라(32)보다는 상기 코어(31)에 재투입된다. 이는 상기 애뉼라(32)보다는 상기 코어(31) 내에서 반응 가스의 반응이 집중적으로 일어나, 재투입된 재생된 흡수제가 단위 시간 동안 더 많은 양의 수증기를 흡수할 수 있기 때문이다.The gas-solid separator 50 separates the absorbent from water vapor. In the gas-solid separator 50, the absorbent that has absorbed water vapor becomes regenerated absorbent, and the water vapor absorbed in the absorbent becomes regenerated water. The regenerated water and the fluidizing gas (9) are discharged through the gas discharging portion (68). On the other hand, the regenerated absorbent 11 is reintroduced into the chamber 33 through the solid discharge portion 71. The regenerated absorbent 11 re-introduced into the chamber 33 can again absorb the water vapor in the chamber 33. [ Preferably, the regenerated absorbent 11 is reintroduced into the core 31 rather than the annuli 32. This is because reaction of the reaction gas intensively occurs in the core 31 rather than the annular 32, and the re-introduced regenerated absorbent can absorb a larger amount of water vapor for a unit time.

상기 기체-고체 분리기(50)는 공지된 바와 같이 사이클론 분리기 또는 충돌 분리기일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 실시 환경에 따라 상기 기체-고체 분리기(50)가 생략될 수도 있고, 2개 이상의 기체-고체 분리기가 설치될 수도 있다.The gas-solid separator 50 can be, but is not limited to, a cyclone separator or a collision separator as is well known. Also, depending on the operating environment, the gas-solid separator 50 may be omitted or two or more gas-solid separators may be installed.

상기 응축기(69)는 상기 기체-고체 분리기(50)로부터 배출된 재생된 물을 응축하고, 상기 기체-고체 분리기(50)로부터 배출된 유동화 가스를 통과시킨다. 응축된 물 및 유동화 가스(10)는 상기 배출부(70)를 통해 외부로 배출된다.The condenser 69 condenses regenerated water discharged from the gas-solid separator 50 and passes the fluidized gas discharged from the gas-solid separator 50. The condensed water and the fluidizing gas (10) are discharged to the outside through the discharge portion (70).

[실시예 2][Example 2]

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 촉매 고정 및 흡수제 분리순환 장치를 나타낸 모식도이다. 실시예 2에 따르면, 도 4를 참조하면, 실시예 1의 장치에 촉매 분산판(34), 미반응 가스 분리기(72), 생성 가스 배출부(621), 및 가스 재유입부(622)가 추가된다. 상기 미반응 가스 분리기(72)는 챔버(33) 외측에 위치된다. 가스 배출부(62)는 상기 미반응 가스 분리기(72)와 상기 챔버(33)의 상부 일측을 연결한다. 상기 가스 배출부(62)는 상기 미반응 가스 분리기(72)를 통과하여, 상기 생성 가스 배출부(621)와 상기 가스 재유입부(622)로 분기된다. 상기 가스 재유입부(622)는 상기 미반응 가스 분리기(72)와 상기 챔버(33)의 하부를 연결한다.4 is a schematic view showing a circulation apparatus for separating catalyst fixing and absorbent according to an embodiment of the present invention. 4, the apparatus of Embodiment 1 is provided with a catalyst dispersing plate 34, an unreacted gas separator 72, a generated gas outlet portion 621, and a gas re-inlet portion 622 . The unreacted gas separator 72 is located outside the chamber 33. The gas discharge portion 62 connects the upper portion of the chamber 33 with the unreacted gas separator 72. The gas discharge portion 62 passes through the unreacted gas separator 72 and branches to the generated gas discharge portion 621 and the gas re-inlet portion 622. The gas re-inlet portion 622 connects the unreacted gas separator 72 and the lower portion of the chamber 33.

상기 촉매 분산판(34)은 애뉼라(32)에 위치되고, 코어(31) 하부를 둘러싸는 환형이다. 상기 촉매 분산판(34)은 촉매(81)를 포함한다. 상기 촉매 분산판(34)은 촉매(81)로만 구성되어 환형을 이룰 수도 있고, 환형의 구조체 내에 촉매(81)가 배치 및 고정될 수도 있다. 도 4에 도시된 촉매 분산판(34)은 다공형이나, 상기 촉매 분산판(34)은 메쉬형이나 노즐형일 수도 있다.The catalytic dispersing plate 34 is annularly located in the annulus 32 and surrounds the lower portion of the core 31. The catalyst dispersing plate 34 includes a catalyst 81. The catalyst dispersing plate 34 may be composed of only the catalyst 81 and may be annular, and the catalyst 81 may be arranged and fixed in the annular structure. The catalyst dispersing plate 34 shown in FIG. 4 is of a porous type, but the catalyst dispersing plate 34 may be mesh-shaped or nozzle-shaped.

상기 코어(31) 내에서 생성된 생성 가스(3)는 상기 코어(31)를 이탈하여 상기 가스 배출부(62)를 통해 상기 챔버(33)로부터 배출된다. 그러나 여기서 생성 가스(3)는 미반응 가스를 포함할 수 있다. 이는 공급되는 반응 가스(1)가 상기 코어(31) 내에서 모두 반응하지는 않을 수 있기 때문이다. 상기 미반응 가스 분리기(72)는 배출된 생성 가스(3)으로부터 미반응 가스를 분리한다. 분리된 미반응 가스(3b)는 상기 가스 재유입부(622)를 통해 상기 애뉼라(32)에 재유입되고, 나머지 생성 가스(3a)는 상기 생성 가스 배출부(621)를 통해 외부로 배출된다.The generated gas 3 generated in the core 31 is discharged from the chamber 33 through the gas discharge portion 62 after leaving the core 31. However, the generated gas 3 may contain unreacted gas. This is because the supplied reaction gas 1 may not react in the core 31 at all. The unreacted gas separator 72 separates the unreacted gas from the discharged product gas 3. The separated unreacted gas 3b is reintroduced into the annulus 32 through the gas inlet 622 and the remaining generated gas 3a is discharged through the generated gas outlet 621 to the outside do.

상기 애뉼라(32)에 재유입된 미반응 가스는 상기 촉매 분산판(34)을 통과 및 상승하며, 분산된다. 이와 동시에, 상기 챔버(33) 내부에는 전체적으로 반응 환경이 조성되어 있기 때문에, 미반응 가스는 반응한다. 상기 촉매 분산판(34)에 포함된 촉매(81)는 미반응 가스의 반응에 직접 참여하지는 않지만, 반응 속도를 높인다. 상기 촉매 분산판(34)에 포함된 촉매(81)는 상기 애뉼라(32) 하부에 단단히 고정되어 있을 수 있다.The unreacted gas re-introduced into the annular 32 passes through the catalyst dispersion plate 34 and rises and is dispersed. At the same time, since the reaction environment is entirely formed in the chamber 33, the unreacted gas reacts. The catalyst 81 included in the catalyst dispersing plate 34 does not directly participate in the reaction of the unreacted gas but increases the reaction rate. The catalyst 81 included in the catalyst dispersing plate 34 may be firmly fixed to the bottom of the annulus 32.

그러나 상기 촉매 분산판(34)에 포함된 촉매(81)가 상기 애뉼라(32) 하부에 단단히 고정되어 있지 않을 수도 있다. 이 경우, 재유입된 미반응 가스가 상기 촉매 분산판(34)에 포함된 촉매(81)를 유동시킬 수 있다. 즉, 상기 애뉼라(32)에 촉매 유동층이 형성될 수 있다. 다만, 이 경우, 촉매(81)가 제1연결부(63)로 빠져나가지 않도록 장치가 설계되어야 한다.However, the catalyst 81 included in the catalyst dispersing plate 34 may not be firmly fixed to the bottom of the annular 32. In this case, the re-introduced unreacted gas can flow the catalyst 81 contained in the catalyst dispersing plate 34. That is, a catalyst fluidized bed may be formed in the annular 32. However, in this case, the apparatus should be designed so that the catalyst 81 does not escape to the first connection portion 63.

예를 들어, 도 4에 도시된 장치는 제1순환펌프(64)가 작동되지 않으면, 촉매(81)나 흡수제(82)가 상기 챔버(33)로부터 배출될 수 없는 구조를 가질 수 있다. 이 경우, 상기 촉매 분산판(34)에 포함된 촉매(81)가 재유입된 미반응 가스에 의해 유동하든 유동하지 않든, 상기 촉매 분산판(34)에 포함된 촉매(81)는 상기 애뉼라(32)에 고정된다.4 may have a structure in which the catalyst 81 and the absorbent 82 can not be discharged from the chamber 33 unless the first circulation pump 64 is activated. In this case, regardless of whether the catalyst 81 contained in the catalyst dispersing plate 34 flows or does not flow due to the re-introduced unreacted gas, the catalyst 81 contained in the catalyst dispersing plate 34, (32).

상기 코어(31) 내에서 수증기를 흡수하고 상기 코어(31)를 이탈한 흡수제(4)가 상기 촉매 분산판(34) 상에 안착할 수 있다. 또한, 상기 코어(31) 내에서 수증기를 미처 흡수하지 못하고 상기 코어(31)를 이탈한 흡수제(4)도 상기 촉매 분산판(34) 상에 안착할 수 있다. 재유입된 미반응 가스는 상기 촉매 분산판(34)을 통과하면서 반응하여, 생성 가스 및 수증기를 생성한다. 여기서 생성된 수증기를 상기 촉매 분산판(34) 상에 안착한 흡수제가 흡수할 수 있다. 여기서 흡수제의 흡수 반응은 상기 애뉼라(32)에서 흡수제가 유동하면서 진행될 수 있다. 이는 재유입된 미반응 가스가 상기 촉매 분산판(34) 상에 안착한 흡수제를 유동시켜, 상기 애뉼라(32)에 흡수제 유동층을 형성할 수 있기 때문이다. 물론 전술된 바와 같이, 상기 촉매 분산판(34)에 포함된 촉매(81)도 함께 유동할 수 있다. 한편, 재유입된 미반응 가스의 반응에 의해 생성된 생성 가스(3)는 상기 가스 배출부(62)를 통해 상기 챔버(33)로부터 배출된다.The absorbent 4 absorbing water vapor in the core 31 and leaving the core 31 can be seated on the catalyst dispersion plate 34. Also, the absorbent 4 separated from the core 31 without absorbing water vapor in the core 31 can also be placed on the catalyst dispersion plate 34. The re-introduced unreacted gas reacts while passing through the catalyst dispersion plate 34 to generate the generated gas and steam. The water vapor generated here can be absorbed by the absorbent seated on the catalyst dispersion plate 34. Here, the absorption reaction of the absorbent may proceed while the absorbent flows in the annular 32. This is because the re-introduced unreacted gas can flow the absorbent seated on the catalyst dispersing plate 34 to form the absorbent fluidized bed in the annular 32. Of course, as described above, the catalyst 81 contained in the catalyst dispersing plate 34 can also flow together. On the other hand, the generated gas 3 generated by the reaction of the re-introduced unreacted gas is discharged from the chamber 33 through the gas discharge portion 62.

전술된 예시처럼, 도 4에 도시된 장치가 상기 제1순환펌프(64)가 작동되지 않으면, 촉매(81)나 흡수제(82)가 상기 챔버(33)로부터 배출될 수 없는 구조를 가진다고 가정한다. 그리고 상기 촉매 분산판(34)에 포함된 촉매(81)가 상기 애뉼라(32) 하부에 단단히 고정되어 있지 않아, 재유입된 미반응 가스에 의해 비산될 수 있는 상태라고 가정한다. 이러한 가정들 하에, 다음과 같은 공정이 수행될 수 있다.It is assumed that the apparatus shown in Figure 4 has a structure in which the catalyst 81 and the absorbent 82 can not be discharged from the chamber 33 unless the first circulation pump 64 is operated . It is assumed that the catalyst 81 contained in the catalyst dispersing plate 34 is not firmly fixed to the lower part of the annulus 32 and can be scattered by the re-introduced unreacted gas. Under these assumptions, the following process can be performed.

먼저, 재유입된 미반응 가스가 상기 촉매 분산판(34)을 통과하면서 반응하여 생성 가스 및 수증기를 생성한다. 다음으로, 상기 애뉼라(32)에서 생성된 생성 가스와 상기 애뉼라(32)에서도 반응하지 못한 미반응 가스가 상기 챔버(33)로부터 배출된다. 상기 애뉼라(32)에서 생성된 수증기는 상기 촉매 분산판(34) 상에 안착한 흡수제에 의해 흡수된다. 다음으로, 상기 제1순환펌프(64)가 작동될 수 있다. 이때, 상기 제1순환펌프(64)가, 흡수제는 상기 챔버(33)로부터 배출하면서 상기 촉매 분산판(34)의 촉매(81)는 배출하지 않는 속도(이하, “제2종말속도”)로, 흡수제를 펌핑할 수 있다. 이에 따라, 상기 촉매 분산판(34)의 촉매(81)는 상기 애뉼라(32)에 고정되고, 흡수제는 배출, 재생, 및 재투입될 수 있다.First, the re-introduced unreacted gas passes through the catalyst dispersion plate 34 and reacts to generate a generated gas and steam. Next, the unreacted gas generated in the annulus 32 and unreacted in the annulus 32 is discharged from the chamber 33. The water vapor generated in the annular 32 is absorbed by the absorbent placed on the catalyst dispersing plate 34. Next, the first circulation pump 64 may be operated. At this time, the first circulation pump 64 is operated at a speed (hereinafter referred to as " second end velocity ") at which the adsorbent is discharged from the chamber 33 and the catalyst 81 of the catalyst dispersion plate 34 is not discharged , The absorbent can be pumped. Accordingly, the catalyst 81 of the catalyst dispersing plate 34 is fixed to the annular 32, and the absorbent can be discharged, regenerated, and re-injected.

실시예 2로부터 다음과 같은 사실이 확인된다.From Example 2, the following facts are confirmed.

첫째, 미반응 가스가 재유입되어 상기 촉매 분산판(34)을 통과하며 반응하므로, 반응 가스가 낭비되지 않아 공정 효율이 높다.First, since the unreacted gas is re-introduced and reacted through the catalyst dispersion plate 34, the reaction gas is not wasted and the process efficiency is high.

둘째, 상기 코어(31) 내부뿐만 아니라 상기 애뉼라(32)에서도 반응 가스의 반응이 이루어지므로, 상기 챔버(33) 내의 전체 공간이 효율적으로 활용된다.Secondly, since the reaction gas is reacted not only in the core 31 but also in the annulus 32, the entire space in the chamber 33 is efficiently utilized.

셋째, 일 실시예에 따르면, 상기 코어(31)를 이탈한 흡수제가 상기 촉매 분산판(34) 상에 안착하고 미반응 가스가 흡수제가 안착한 상기 촉매 분산판(34)을 통과하며 반응한다. 즉, 상기 코어(31) 내부뿐만 아니라 상기 애뉼라(32)에서도 수증기 흡수가 이루어진다. 따라서 상기 애뉼라(32)에서 생성된 수증기 흡수를 위한 흡수제를 상기 애뉼라(32)에 추가 장입할 필요가 없어, 공정 효율이 높다.Third, according to one embodiment, the absorbent desorbed from the core 31 is placed on the catalyst dispersing plate 34, and the unreacted gas passes through the catalyst dispersing plate 34 on which the absorbent is placed. That is, water vapor is absorbed not only in the core 31 but also in the annulus 32. Therefore, it is not necessary to add the absorbent for absorbing the water vapor generated in the annulus 32 to the annular 32, and the process efficiency is high.

넷째, 일 실시예에 따르면, 상기 제1순환펌프(64)가 제2종말속도로 상기 애뉼라(32)에 있는 흡수제를 상기 챔버(33)로부터 배출하므로, 상기 코어(31)뿐만 아니라 상기 애뉼라(32)에서도 촉매 고정 및 흡수제 분리가 이루어진다. 따라서 실시예 2의 장치는 실시예 1의 장치보다 공정 효율이 높으면서도, 촉매의 활성 저하, 마모, 오염 등을 실시예 1과 동일한 수준으로 방지할 수 있다.Fourthly, according to one embodiment, since the first circulation pump 64 discharges the absorbent in the annulus 32 from the chamber 33 at the second terminal speed, not only the core 31, In the cannula 32, the catalyst is fixed and the absorbent is separated. Therefore, the apparatus of the second embodiment has higher process efficiency than the apparatus of the first embodiment, and can prevent the catalyst from being inferior in activity, abrasion, and contamination to the same level as in the first embodiment.

[실시예 3][Example 3]

도 2에서 응축기(69) 및 배출부(70)를 제외하면, 실시예 3의 촉매 고정 및 흡수제 분리순환 장치가 된다. 실시예 3에서, 반응 가스는 코어(31) 내에서 반응하여, 생성 가스 및 이산화탄소를 생성한다. 흡수제는 상기 생성된 이산화탄소를 흡수하여, 이탈, 순환, 재생, 및 재투입된다. 기체-고체 분리기(50)로부터 재생된 이산화탄소 및 유동화 가스(9)가 기체 배출부(68)를 통해 외부로 배출된다. 즉, 실시예 3은 반응 가스의 종류, 생성 가스의 종류, 수증기가 이산화탄소로 바뀐 것, 기체를 응축시키는 구성이 없는 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하다.In Fig. 2, except for the condenser 69 and the discharge portion 70, the catalyst fixing and absorbent separation and circulation apparatus of Embodiment 3 is obtained. In Example 3, the reaction gas reacts in the core 31 to produce the produced gas and carbon dioxide. The absorbent absorbs the generated carbon dioxide and is released, circulated, regenerated, and reintroduced. The carbon dioxide and the fluidizing gas 9 regenerated from the gas-solid separator 50 are discharged to the outside through the gas discharge portion 68. That is, the third embodiment is the same as the first embodiment except that the kind of the reaction gas, the kind of the generated gas, the water vapor is changed to the carbon dioxide, and the gas is not condensed.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 반응 가스는 메탄(CH4) 및 물(H2O)을 포함한다. 상기 반응 가스의 반응에 의해 생성 가스 및 이산화탄소(CO2)가 생성되는데, 상기 생성되는 생성 가스는 수소(H2)를 포함한다. 촉매(81)는 구리계 촉매 또는 철계 촉매를 포함한다. 그리고 흡수제(82)는 금속산화물(MO)을 포함한다. 따라서 챔버(33) 내에서 일어나는 반응은 다음 반응식 2와 같다.According to one embodiment of the present invention, the reaction gas comprises methane (CH 4 ) and water (H 2 O). The reaction gas reacts to generate a product gas and carbon dioxide (CO 2 ). The product gas includes hydrogen (H 2 ). The catalyst 81 includes a copper-based catalyst or an iron-based catalyst. And the absorbent 82 comprises a metal oxide (MO). Therefore, the reaction occurring in the chamber 33 is as shown in the following reaction formula (2).

[반응식 2][Reaction Scheme 2]

CH4 + 2(H2O) = 4H2 + CO2 CH 4 + 2 (H 2 O) = 4H 2 + CO 2

반응식 2에 의해 생성된 이산화탄소는 흡수제(82)인 금속산화물과 반응하여, 금속탄산화물을 생성한다.The carbon dioxide produced by scheme 2 reacts with the metal oxide, which is the absorbent 82, to produce metal carbonates.

[실시예 4][Example 4]

도 4에서 응축기(69) 및 배출부(70)를 제외하면, 실시예 4의 촉매 고정 및 흡수제 분리순환 장치가 된다. 실시예 4에서, 반응 가스는 코어(31) 내에서 반응하여, 생성 가스 및 이산화탄소를 생성한다. 흡수제는 상기 생성된 이산화탄소를 흡수하여, 이탈, 순환, 재생, 및 재투입된다. 기체-고체 분리기(50)로부터 재생된 이산화탄소 및 유동화 가스(9)가 기체 배출부(68)를 통해 외부로 배출된다. 즉, 실시예 4는 반응 가스의 종류, 생성 가스의 종류, 수증기가 이산화탄소로 바뀐 것, 기체를 응축시키는 구성이 없는 것을 제외하고, 실시예 2와 동일하다. 그리고 실시예 2와 실시예 4의 차이는 실시예 3에서 설명되었다.In Fig. 4, except for the condenser 69 and the discharge portion 70, the catalyst fixing and absorbent separation and circulation apparatus of Embodiment 4 is obtained. In Embodiment 4, the reaction gas reacts in the core 31 to produce the generated gas and carbon dioxide. The absorbent absorbs the generated carbon dioxide and is released, circulated, regenerated, and reintroduced. The carbon dioxide and the fluidizing gas 9 regenerated from the gas-solid separator 50 are discharged to the outside through the gas discharge portion 68. That is, the fourth embodiment is the same as the second embodiment except that the kind of the reaction gas, the kind of the generated gas, the vapor is changed to carbon dioxide, and the gas is not condensed. The difference between Example 2 and Example 4 was explained in Example 3. [

본 발명은 도면에 도시된 실시예가 참조되어 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. will be. Therefore, the true scope of the present invention should be defined by the appended claims.

20 : 가스 공급부
30 : 코어-애뉼라 반응기
31 : 코어
311 : 코어 바디
312 : 코어 헤드
32 : 애뉼라
33 : 챔버
34 : 촉매 분산판
40 : 이송 반응기
50 : 기체-고체 분리기
81 : 촉매
82 : 흡수제
20: gas supply part
30: core-annular reactor
31: Core
311: Core body
312: core head
32: Anunla
33: chamber
34: catalyst dispersion plate
40: Transfer reactor
50: gas-solid separator
81: Catalyst
82: Absorbent

Claims (31)

촉매와 흡수제를 수용하고, 내부로 반응 가스를 공급받으며, 상부가 개방된 코어;
상기 코어를 수용하는 챔버; 및
상기 코어와 상기 챔버 사이에 위치한 공간으로서, 상기 코어를 둘러싸는 애뉼라를 포함하고,
상기 코어 내에서, 상기 공급된 반응 가스는 상기 수용된 촉매와 흡수제를 유동시키면서, 생성 가스 및 수증기를 생성하고;
상기 생성된 수증기는 상기 유동하는 흡수제에 의해 흡수되고;
상기 수증기를 흡수한 상기 흡수제는 상기 개방된 상부를 통해 상기 코어를 이탈하여, 상기 애뉼라에 수용되고;
상기 촉매는 상기 코어 내에 고정되는 것인, 촉매 고정 및 흡수제 분리순환 장치.
A core which receives the catalyst and the absorbent, receives the reaction gas into the inside thereof and has an open top;
A chamber for receiving the core; And
A space located between the core and the chamber, the annulus surrounding the core,
In the core, the supplied reaction gas flows through the received catalyst and the absorbent to produce a product gas and water vapor;
The generated water vapor is absorbed by the flowing absorbent;
Said absorbent absorbing said water vapor escapes said core through said open top and is received in said annular;
Wherein the catalyst is fixed within the core.
제1항에 있어서,
상기 생성된 생성 가스는 상기 개방된 상부를 통해 상기 코어를 이탈하여, 상기 챔버로부터 배출되는 것인, 촉매 고정 및 흡수제 분리순환 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the generated product gas leaves the core through the open top and exits the chamber.
제1항에 있어서,
상기 애뉼라에 수용된 상기 흡수제는 상기 챔버로부터 배출되었다가, 재생된 후, 상기 챔버에 재투입되는 것인, 촉매 고정 및 흡수제 분리순환 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the absorbent contained in the annulus is withdrawn from the chamber, regenerated and then reintroduced into the chamber.
제1항에 있어서,
상기 코어 내부로 상기 반응 가스를 공급하는 가스 공급부를 더 포함하는, 촉매 고정 및 흡수제 분리순환 장치.
The method according to claim 1,
And a gas supply unit for supplying the reaction gas into the core.
제4항에 있어서,
상기 가스 공급부는, 상기 촉매는 상기 코어 내에 고정되고 상기 수증기를 흡수한 상기 흡수제만이 상기 코어를 이탈하도록, 상기 반응 가스의 공급 속도를 제어하는 것인, 촉매 고정 및 흡수제 분리순환 장치.
5. The method of claim 4,
Wherein the gas supply unit controls the supply rate of the reaction gas so that the catalyst is fixed in the core and only the absorbent that has absorbed the water vapor leaves the core.
제3항에 있어서,
상기 수증기를 흡수한 후 상기 챔버로부터 배출된 상기 흡수제를 재생시켜, 재생된 흡수제를 상기 챔버에 재투입하는 재생 반응기를 더 포함하는, 촉매 고정 및 흡수제 분리순환 장치.
The method of claim 3,
Further comprising a regeneration reactor for regenerating the absorbent discharged from the chamber after absorbing the water vapor and re-introducing the regenerated absorbent into the chamber.
제6항에 있어서,
상기 재생 반응기는, 상기 수증기를 흡수한 후 상기 챔버로부터 배출된 상기 흡수제와 유동화 가스가 유입되고, 상기 유입된 흡수제와 유동화 가스를 배출하는 이송 반응기를 포함하는 것인, 촉매 고정 및 흡수제 분리순환 장치.
The method according to claim 6,
Wherein the regenerating reactor comprises a transfer reactor in which the absorbent and the fluidizing gas that have been discharged from the chamber after absorbing the water vapor are introduced and which discharges the introduced absorbent and the fluidizing gas, .
제7항에 있어서,
상기 유동화 가스는 비활성 가스 또는 공기인 것인, 촉매 고정 및 흡수제 분리순환 장치.
8. The method of claim 7,
Wherein the fluidizing gas is an inert gas or air.
제7항에 있어서,
상기 유동화 가스가 상기 이송 반응기 내에서 상기 유입된 흡수제를 이송하는 것인, 촉매 고정 및 흡수제 분리순환 장치.
8. The method of claim 7,
Wherein the fluidizing gas transfers the introduced absorbent in the transfer reactor.
제7항에 있어서,
상기 재생 반응기는, 상기 이송 반응기로부터 배출된 상기 흡수제 및 상기 유동화 가스가 유입되고, 재생된 물 및 유동화 가스를 배출하며, 상기 재생된 흡수제를 상기 챔버에 재투입하는 기체-고체 분리기를 더 포함하는 것인, 촉매 고정 및 흡수제 분리순환 장치.
8. The method of claim 7,
The regeneration reactor further comprises a gas-solid separator for introducing the absorbent and the fluidizing gas discharged from the transferring reactor, discharging regenerated water and fluidizing gas, and recycling the regenerated absorbent into the chamber And a circulation device for separating the catalyst fixing and absorbent.
제10항에 있어서,
상기 기체-고체 분리기는 사이클론 분리기 또는 충돌 분리기인 것인, 촉매 고정 및 흡수제 분리순환 장치.
11. The method of claim 10,
Wherein the gas-solid separator is a cyclone separator or an impingement separator.
[청구항 12은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.][12] has been abandoned due to the registration fee. 제10항에 있어서,
상기 재생 반응기는, 상기 기체-고체 분리기에 연결되고, 상기 배출된 재생된 물을 응축하여 응축된 물을 배출하며, 상기 배출된 유동화 가스를 통과시키는 응축기를 더 포함하는 것인, 촉매 고정 및 흡수제 분리순환 장치.
11. The method of claim 10,
Wherein the regenerating reactor further comprises a condenser connected to the gas-solid separator to condense the discharged regenerated water to discharge the condensed water and to pass the discharged fluidized gas. Separate circulation device.
제1항에 있어서,
상기 코어의 상기 개방된 상부는 역원뿔대형인 것인, 촉매 고정 및 흡수제 분리순환 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the open top of the core is inverted cone-shaped.
제1항에 있어서,
상기 반응 가스는 메탄올 및 이산화탄소를 포함하는 것인, 촉매 고정 및 흡수제 분리순환 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the reaction gas comprises methanol and carbon dioxide.
제1항에 있어서,
상기 촉매는 구리계 촉매 또는 철계 촉매를 포함하는 것인, 촉매 고정 및 흡수제 분리순환 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the catalyst comprises a copper-based catalyst or an iron-based catalyst.
제1항에 있어서,
상기 코어 내에 고정되는 상기 촉매는 상기 흡수제보다 밀도가 큰 것인, 촉매 고정 및 흡수제 분리순환 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the catalyst fixed in the core is denser than the absorbent.
제1항에 있어서,
상기 코어 내에 고정되는 상기 촉매는 상기 흡수제보다 사이즈가 큰 것인, 촉매 고정 및 흡수제 분리순환 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the catalyst fixed within the core is larger in size than the absorbent.
제1항에 있어서,
상기 흡수제는 금속산화물을 포함하는 것인, 촉매 고정 및 흡수제 분리순환 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the absorbent comprises a metal oxide. ≪ RTI ID = 0.0 > 15. < / RTI >
촉매와 흡수제를 수용하고, 내부로 반응 가스를 공급받으며, 상부가 개방된 코어;
상기 코어를 수용하는 챔버;
상기 코어와 상기 챔버 사이에 위치한 공간으로서, 상기 코어를 둘러싸는 애뉼라; 및
상기 애뉼라에 위치하고, 상기 코어 하부를 둘러싸며, 상기 촉매를 포함하는 촉매 분산판을 포함하고,
상기 코어 내에서, 상기 공급된 반응 가스는 상기 수용된 촉매와 흡수제를 유동시키면서, 생성 가스 및 수증기를 생성하고;
상기 생성된 수증기는 상기 유동하는 흡수제에 의해 흡수되고;
상기 수증기를 흡수한 상기 흡수제는 상기 개방된 상부를 통해 상기 코어를 이탈하여, 상기 애뉼라에 수용되고;
상기 촉매는 상기 코어 내에 고정되는 것인, 촉매 고정 및 흡수제 분리순환 장치.
A core which receives the catalyst and the absorbent, receives the reaction gas into the inside thereof and has an open top;
A chamber for receiving the core;
An annulus surrounding the core, the annular space being located between the core and the chamber; And
A catalytic dispersion plate disposed in the annulus and surrounding the bottom of the core,
In the core, the supplied reaction gas flows through the received catalyst and the absorbent to produce a product gas and water vapor;
The generated water vapor is absorbed by the flowing absorbent;
Said absorbent absorbing said water vapor escapes said core through said open top and is received in said annular;
Wherein the catalyst is fixed within the core.
제19항에 있어서,
상기 생성된 생성 가스는 상기 개방된 상부를 통해 상기 코어를 이탈하여, 상기 챔버로부터 배출되는 것인, 촉매 고정 및 흡수제 분리순환 장치.
20. The method of claim 19,
Wherein the generated product gas leaves the core through the open top and exits the chamber.
제20항에 있어서,
상기 배출된 생성 가스 중 미반응 가스는 상기 애뉼라에 재유입되는 것인, 촉매 고정 및 흡수제 분리순환 장치.
21. The method of claim 20,
And the unreacted gas in the discharged product gas is reintroduced into the annunla.
제21항에 있어서,
상기 미반응 가스가 재유입되도록, 상기 배출된 생성 가스로부터 상기 미반응 가스를 분리하는 미반응 가스 분리기를 더 포함하는, 촉매 고정 및 흡수제 분리순환 장치.
22. The method of claim 21,
Further comprising an unreacted gas separator for separating the unreacted gas from the discharged product gas so that the unreacted gas is reintroduced.
제21항에 있어서,
상기 재유입된 미반응 가스는 반응하면서 분산되도록 상기 촉매 분산판을 통과하는 것인, 촉매 고정 및 흡수제 분리순환 장치.
22. The method of claim 21,
And the re-introduced unreacted gas passes through the catalyst dispersion plate so as to be dispersed while being reacted.
제23항에 있어서,
상기 코어를 이탈한 상기 흡수제는 상기 애뉼라에 위치한 상기 촉매 분산판 상에 안착하는 것인, 촉매 고정 및 흡수제 분리순환 장치.
24. The method of claim 23,
Wherein the absorbent leaving the core rests on the catalyst dispersion plate located in the annulus.
제19항에 있어서,
상기 애뉼라에 수용된 상기 흡수제는 상기 챔버로부터 배출되었다가, 재생된 후, 상기 챔버에 재투입되는 것인, 촉매 고정 및 흡수제 분리순환 장치.
20. The method of claim 19,
Wherein the absorbent contained in the annulus is withdrawn from the chamber, regenerated and then reintroduced into the chamber.
제19항에 있어서,
상기 촉매 분산판은 다공형, 메쉬형, 또는 노즐형인 것인, 촉매 고정 및 흡수제 분리순환 장치.
20. The method of claim 19,
Wherein the catalyst dispersion plate is of a porous, mesh, or nozzle type.
촉매와 흡수제를 수용하고, 내부로 반응 가스를 공급받으며, 상부가 개방된 코어;
상기 코어를 수용하는 챔버; 및
상기 코어와 상기 챔버 사이에 위치한 공간으로서, 상기 코어를 둘러싸는 애뉼라를 포함하고,
상기 코어 내에서, 상기 공급된 반응 가스는 상기 수용된 촉매와 흡수제를 유동시키면서, 생성 가스 및 이산화탄소를 생성하고;
상기 생성된 이산화탄소는 상기 유동하는 흡수제에 의해 흡수되고;
상기 이산화탄소를 흡수한 상기 흡수제는 상기 개방된 상부를 통해 상기 코어를 이탈하여, 상기 애뉼라에 수용되고;
상기 촉매는 상기 코어 내에 고정되는 것인, 촉매 고정 및 흡수제 분리순환 장치.
A core which receives the catalyst and the absorbent, receives the reaction gas into the inside thereof and has an open top;
A chamber for receiving the core; And
A space located between the core and the chamber, the annulus surrounding the core,
In the core, the supplied reactant gas flows the absorbing agent and the accommodated catalyst to produce a product gas and carbon dioxide;
The generated carbon dioxide is absorbed by the flowing absorbent;
The absorbent absorbing the carbon dioxide leaves the core through the open top and is received in the annulus;
Wherein the catalyst is fixed within the core.
[청구항 28은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.][Claim 28 is abandoned upon payment of registration fee.] 제27항에 있어서,
상기 반응 가스는 메탄 및 물을 포함하는 것인, 촉매 고정 및 흡수제 분리순환 장치.
28. The method of claim 27,
Wherein the reaction gas comprises methane and water.
제27항에 있어서,
상기 애뉼라에 수용된 상기 흡수제는 상기 챔버로부터 배출되었다가, 재생된 후, 상기 챔버에 재투입되는 것인, 촉매 고정 및 흡수제 분리순환 장치.
28. The method of claim 27,
Wherein the absorbent contained in the annulus is withdrawn from the chamber, regenerated and then reintroduced into the chamber.
촉매와 흡수제를 수용하고, 내부로 반응 가스를 공급받으며, 상부가 개방된 코어;
상기 코어를 수용하는 챔버;
상기 코어와 상기 챔버 사이에 위치한 공간으로서, 상기 코어를 둘러싸는 애뉼라; 및
상기 애뉼라에 위치하고, 상기 코어 하부를 둘러싸며, 상기 촉매를 포함하는 촉매 분산판을 포함하고,
상기 코어 내에서, 상기 공급된 반응 가스는 상기 수용된 촉매와 흡수제를 유동시키면서, 생성 가스 및 이산화탄소를 생성하고;
상기 생성된 이산화탄소는 상기 유동하는 흡수제에 의해 흡수되고;
상기 이산화탄소를 흡수한 상기 흡수제는 상기 개방된 상부를 통해 상기 코어를 이탈하여, 상기 애뉼라에 수용되고;
상기 촉매는 상기 코어 내에 고정되는 것인, 촉매 고정 및 흡수제 분리순환 장치.
A core which receives the catalyst and the absorbent, receives the reaction gas into the inside thereof and has an open top;
A chamber for receiving the core;
An annulus surrounding the core, the annular space being located between the core and the chamber; And
A catalytic dispersion plate disposed in the annulus and surrounding the bottom of the core,
In the core, the supplied reactant gas flows the absorbing agent and the accommodated catalyst to produce a product gas and carbon dioxide;
The generated carbon dioxide is absorbed by the flowing absorbent;
The absorbent absorbing the carbon dioxide leaves the core through the open top and is received in the annulus;
Wherein the catalyst is fixed within the core.
제30항에 있어서,
상기 애뉼라에 수용된 상기 흡수제는 상기 챔버로부터 배출되었다가, 재생된 후, 상기 챔버에 재투입되는 것인, 촉매 고정 및 흡수제 분리순환 장치.
31. The method of claim 30,
Wherein the absorbent contained in the annulus is withdrawn from the chamber, regenerated and then reintroduced into the chamber.
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