KR101929012B1 - Module type reforming reactor - Google Patents

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KR101929012B1
KR101929012B1 KR1020170110232A KR20170110232A KR101929012B1 KR 101929012 B1 KR101929012 B1 KR 101929012B1 KR 1020170110232 A KR1020170110232 A KR 1020170110232A KR 20170110232 A KR20170110232 A KR 20170110232A KR 101929012 B1 KR101929012 B1 KR 101929012B1
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김효식
김진호
정기진
오승천
홍범의
강석환
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고등기술연구원 연구조합
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Abstract

The present invention provides a module type reforming reactor, capable of improving energy efficiency of a whole system by using waste heat of synthesis gas discharged after reforming reaction for heat exchange. According to an embodiment of the present invention, the module type reforming reactor includes: a tube module; an upper cover installed in the upper part of the tube module and closing an upper end of the tube module; and a lower cover installed in the lower part of the tube module. The tube module includes: a reforming reaction tube generating the synthesis gas by the reaction of a reforming catalyst and a reactant provided from the outside, wherein the reforming catalyst is inserted into the reforming reaction tube; a heat exchange tube receiving the synthesis gas from the reforming reaction tube and transferring the waste heat of the received synthesis gas to the reforming reaction tube; and a combustion reaction tube receiving the synthesis gas from the heat exchange tube and generating combustion gas by the reaction of a combustion catalyst and a fuel provided from the outside, wherein the combustion catalyst is inserted into the combustion reaction tube and the heat of the combustion gas generated is transferred to the reforming reaction tube. The combustion reaction tube discharges mixed gas in which the combustion gas and the synthesis gas are mixed, to the lower part.

Description

모듈형 개질 반응기{MODULE TYPE REFORMING REACTOR}[0001] MODULE TYPE REFORMING REACTOR [0002]

본 발명은 모듈형 개질 반응기에 관한 것이다.The present invention relates to a modular reforming reactor.

일반적으로, 수소를 생산하기 위한 촉매 개질 반응의 경우, 강력한 흡열반응으로써 반응이 정반응으로 원활하게 진행되기 위해서는 외부 열원에서 계속 열을 공급해 주어야 한다.Generally, in the case of a catalyst reforming reaction for producing hydrogen, a strong endothermic reaction must continuously supply heat from an external heat source in order for the reaction to proceed smoothly.

따라서, 개질 반응기의 경우 shell & tube 방식의 다중관 반응기를 사용하여 뜨거운 연소 배가스를 shell 측에 공급하여 간접 가열을 통해 연소 배가스의 열을 개질 반응기내로 전달한다.Therefore, in the case of the reforming reactor, a hot combustion flue gas is supplied to the shell side using a shell & tube type multi-tube reactor, and the heat of the combustion flue gas is transferred to the reforming reactor through indirect heating.

이러한 열전달은 촉매중 전체에 걸쳐 거의 균등하게 일어나는 반면, 개질 반응기 내의 촉매층은 반응물이 공급되는 상부의 온도 하강이 크게 나타나므로 실질적으로 온도 하강이 크게 일어나는 개질 촉매층 상부의 온도를 올리기 위해서 열을 공급하면 촉매층 하부는 과열되어 촉매의 변형 및 활성 저하를 야기하는 문제가 발생할 수 있다. This heat transfer occurs almost uniformly throughout the catalyst, whereas the catalyst layer in the reforming reactor shows a large temperature drop at the upper portion where the reactants are supplied, so that heat is supplied to raise the temperature at the upper portion of the reforming catalyst layer, The lower part of the catalyst layer may be overheated, causing a problem of deformation and deactivation of the catalyst.

자열개질반응(Autothermal reforming)의 경우 촉매내에서 흡열 반응인 개질반응과 발열 반응인 부분 산화반응이 동시에 일어나므로 정상 상태에서 추가적인 외부의 열원 공급 없이 반응이 진행될 수 있다는 장점이 있으나, 자열개질반응 역시 약 700℃ 이상의 반응 온도까지 예열이 필수적이며, 반응온도 유지를 위하여 반응물의 steam/carbon 비율(s/c ratio)을 높게 유지할 수 없다.In autothermal reforming, the reforming reaction, which is an endothermic reaction in the catalyst, and the partial oxidation reaction, which is an exothermic reaction, occur at the same time, so that the reaction can proceed without additional external heat source in a steady state. Preheating to a reaction temperature of about 700 ° C or more is essential, and the steam / carbon ratio (s / c ratio) of the reactant can not be kept high to maintain the reaction temperature.

또한, 자열개질반응은 낮은 s/c ratio 조건에서 반응물의 탄화수소가 증가할수록 탄소 침적의 위험성이 높아지므로 방향족 탄화수소 등의 개질 반응에 있어서 탄소 침적 조건을 회피하기 위하여 s/c ratio를 높이게 되고 추가적으로 외부 열원을 필요로 하는 구조적인 문제점을 가지고 있다.In addition, the autothermal reforming reaction increases the s / c ratio in order to avoid the carbon deposition condition in the reforming reaction of aromatic hydrocarbons since the risk of carbon deposition increases as the hydrocarbon of the reactant increases under the low s / c ratio condition. Has a structural problem requiring a heat source.

한국공개특허 제10-2008-60871호 (2008. 07. 02. 공개)Korean Patent Laid-Open No. 10-2008-60871 (Published on 07.02.2008)

본 발명의 실시예는, 개질 반응 후 배출되는 합성가스의 폐열을 열교환에 이용하여 전체 시스템의 에너지 효율을 향상시키며 별도로 구비된 연소 반응부의 열을 전도시켜 적극적인 온도 보상과 함께 개질기의 국부 온도 저하를 예방할 수 있는 모듈형 개질 반응기를 제공하고자 한다. The embodiment of the present invention improves the energy efficiency of the entire system by using the waste heat of the syngas discharged after the reforming reaction for heat exchange and conducts the heat of the combustion reaction unit separately so that the local temperature decrease of the reformer, And to provide a modular reforming reactor capable of preventing the reaction.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 튜브 모듈; 상기 튜브 모듈의 상부에 설치되어 상기 튜브 모듈의 상단을 폐쇄하는 상부 커버; 및 상기 튜브 모듈의 하부에 설치되는 하부 커버를 포함하고, 상기 튜브 모듈은, 내부에 개질 촉매가 장입되고, 외부로부터 제공되는 반응물과 상기 개질 촉매의 반응에 의해 합성 가스를 생성하는 개질 반응 튜브; 상기 개질 반응 튜브로부터 상기 합성가스를 제공받고, 제공받은 상기 합성가스의 폐열을 상기 개질 반응 튜브에 전달하는 열교환 튜브; 및 내부에 연소 촉매가 장입되고, 상기 열교환 튜브로부터 상기 합성가스를 제공받고, 외부로부터 제공되는 연료와 상기 연소 촉매의 반응에 의해 연소가스를 생성하고, 생성된 상기 연소가스의 열을 상기 개질 반응 튜브에 전달하며, 상기 연소가스와 상기 합성가스가 혼합된 혼합가스를 하부로 배출하는 연소반응 튜브를 포함하는 모듈형 개질 반응기가 제공될 수 있다. According to an embodiment of the present invention, a tube module; An upper cover installed on the tube module to close the upper end of the tube module; And a lower cover installed at a lower portion of the tube module, wherein the tube module includes a reforming reaction tube charged with a reforming catalyst therein and generating a syngas by reaction of reactants supplied from the outside with the reforming catalyst; A heat exchange tube which receives the synthesis gas from the reforming reaction tube and transfers the waste heat of the supplied synthesis gas to the reforming reaction tube; And a combustion catalyst is charged into the inside of the reforming tube, the synthesis gas is supplied from the heat exchange tube, a combustion gas is generated by reaction of the fuel supplied from the outside with the combustion catalyst, And a combustion reaction tube for delivering the mixed gas, which is mixed with the combustion gas and the syngas, to a lower portion of the reaction tube.

또한 상기 열교환 튜브와 상기 연소 반응 튜브가 상단에서 서로 연통되고, 상기 개질 반응 튜브와 상기 열교환 튜브가 하단에서 서로 연통될 수 있다. Further, the heat exchange tube and the combustion reaction tube may communicate with each other at an upper end, and the reforming reaction tube and the heat exchange tube may communicate with each other at a lower end.

또한 상기 하부 커버는 상기 연소 반응 튜브에서 배출되는 상기 혼합가스를 외부로 배출시키는 가스 배출구를 구비할 수 있다. The lower cover may include a gas outlet for discharging the mixed gas discharged from the combustion reaction tube to the outside.

또한 상기 개질 반응 튜브는 상기 튜브 모듈의 중앙에서 상기 튜브 모듈의 길이방향을 따라 형성되고, 상기 열교환 튜브는 복수 개가 상기 개질 반응 튜브를 중심으로 원주 방향을 따라 이격되게 형성되며, 상기 연소 반응 튜브는 복수 개가 상기 개질 반응 튜브를 중심으로 원주 방향을 따라 상기 복수의 열교환 튜브들 사이 사이에 배치되도록 형성될 수 있다. The reforming reaction tube is formed along the longitudinal direction of the tube module at the center of the tube module, and a plurality of the heat exchange tubes are formed to be spaced apart from each other in the circumferential direction about the reforming reaction tube, A plurality of the heat exchange tubes may be disposed between the plurality of heat exchange tubes along the circumferential direction about the reforming reaction tube.

또한 상기 개질 반응 튜브와 상기 열교환 튜브 및 상기 연소 반응 튜브는 각각 육각형의 단면 구조를 갖도록 형성될 수 있다. The reforming reaction tube, the heat exchange tube, and the combustion reaction tube may each have a hexagonal cross-sectional structure.

또한 상기 개질 반응 튜브는 상기 튜브 모듈의 상부에서 상기 열교환 튜브 및 상기 연소 반응 튜브보다 더 돌출되게 형성될 수 있다. Further, the reforming reaction tube may be formed to protrude from the upper portion of the tube module more than the heat exchange tube and the combustion reaction tube.

또한 상기 열교환 튜브와 상기 연소 반응 튜브의 경계면에 형성된 내부 격벽은 상기 합성가스가 상기 열교환 튜브에서 상기 연소 반응 튜브로 전달되도록 상기 열교환 튜브의 테두리 및 상기 튜브 모듈의 외곽부보다 낮게 형성될 수 있다. The inner partition wall formed at the interface between the heat exchange tube and the combustion reaction tube may be formed to be lower than the outer circumference of the tube module and the rim of the heat exchange tube so that the syngas is transferred from the heat exchange tube to the combustion reaction tube.

또한 상기 상부 커버는 상기 튜브 모듈의 외곽부에 결합되며, 상기 상부 커버의 중앙에는 상기 개질 반응 튜브가 관통하는 관통홀이 형성될 수 있다. The upper cover may be coupled to an outer portion of the tube module, and a through hole may be formed at the center of the upper cover to allow the reforming reaction tube to pass therethrough.

또한 상기 상부 커버에는 상기 연소 반응 튜브에 연료 및 공기를 공급하기 위한 연료 주입구가 구비될 수 있다. The upper cover may be provided with a fuel inlet for supplying fuel and air to the combustion reaction tube.

또한 상기 개질 반응 튜브와 상기 열교환 튜브의 경계면에 형성된 내부 격벽은 상기 합성가스가 상기 개질 반응 튜브에서 상기 열교환 튜브로 전달되도록 상기 튜브 모듈의 외곽부 및 상기 튜브 모듈의 다른 내벽보다 낮게 형성될 수 있다. An inner partition wall formed at an interface between the reforming reaction tube and the heat exchange tube may be formed to be lower than an outer periphery of the tube module and another inner wall of the tube module such that the synthesis gas is transferred from the reforming reaction tube to the heat exchange tube .

또한 상기 하부 커버는, 몸체; 상기 몸체의 상부에 위치되며, 상기 튜브 모듈의 외곽부에 밀착되는 분리판; 상기 분리판의 중앙에 이격되게 지지되며, 상기 개질 반응 튜브의 끝단에 삽입 설치되어 상기 개질 촉매를 지지하고, 상기 합성가스가 통과되는 중앙 지지부; 상기 연소 반응 튜브와 대응되는 상기 분리판의 가장자리에 설치되며, 상기 연소 반응 튜브의 끝단에 삽입 설치되어 상기 연소 촉매를 지지하고, 상기 혼합가스가 통과되는 사이드 지지부; 및 상기 몸체의 일측에 제공되며, 상기 사이드 지지부를 통과한 상기 혼합가스를 외부로 배출하는 가스 배출구를 포함할 수 있다. The lower cover further includes: a body; A separation plate disposed at an upper portion of the body and being in close contact with an outer frame of the tube module; A center support part supported at a center of the separator plate and inserted into an end of the reforming reaction tube to support the reforming catalyst and to allow the synthesis gas to pass therethrough; A side support part installed at an edge of the separator plate corresponding to the combustion reaction tube and inserted into an end of the combustion reaction tube to support the combustion catalyst and to pass the mixed gas; And a gas outlet provided on one side of the body for discharging the mixed gas having passed through the side support to the outside.

또한 상기 중앙 지지부 및 상기 사이드 지지부에는 기체가 통과할 수 있는 미세 다공이 형성될 수 있다. Further, fine pores through which gas can pass may be formed in the center support portion and the side support portion.

본 발명에 따른 실시예에 의하면, 개질 반응 후 배출되는 합성가스의 폐열을 열교환에 이용하여 전체 시스템의 에너지 효율을 향상시키며 별도로 구비된 연소 반응 튜브의 열을 개질 반응 튜브에 전도시켜 적극적인 온도 보상과 함께 개질 반응 튜브의 국부 온도 저하를 예방할 수 있다. According to the embodiment of the present invention, the waste heat of the syngas discharged after the reforming reaction is used for heat exchange to improve the energy efficiency of the entire system, and the heat of the combustion reaction tube separately provided is transferred to the reforming reaction tube, Together, the local temperature drop of the reforming reaction tube can be prevented.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈형 개질 반응기의 외관 사시도,
도 2는 도 1에서 튜브 모듈의 상부를 나타낸 상세도,
도 3은 도 2를 저면에서 바라본 저면 상세도,
도 4는 도 1에서 튜브 모듈의 하부를 나타낸 상세도,
도 5는 도 4를 저면에서 바라본 저면 상세도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈형 개질 반응기의 가스 흐름을 나타낸 설명도,
도 7은 도 6에서 튜브 모듈 상부의 가스 흐름 경로를 나타낸 참고도,
도 8은 도 6에서 튜브 모듈 하부의 가스 흐름 경로를 나타낸 참고도.1 is an external perspective view of a modular reforming reactor according to an embodiment of the present invention,
Figure 2 is a detail view of the top of the tube module in Figure 1,
Fig. 3 is a bottom view showing the bottom view of Fig. 2,
Figure 4 is a detailed view of the lower part of the tube module in Figure 1,
Fig. 5 is a bottom view showing the bottom of Fig. 4,
FIG. 6 is an explanatory view showing a gas flow in a modular reforming reactor according to an embodiment of the present invention; FIG.
FIG. 7 is a reference view showing the gas flow path on the top of the tube module in FIG. 6;
8 is a reference view showing the gas flow path under the tube module in Fig.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 구성 및 작용에 대해 상세하게 설명한다. 이하의 설명은 특허 청구 가능한 본 발명의 여러 측면(aspects) 중 하나이며, 하기의 설명은 본 발명에 대한 상세한 기술의 일부를 이룰 수 있다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, configurations and operations according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The following description is one of many aspects of the claimed invention and the following description may form part of the detailed description of the invention.

다만, 본 발명을 설명함에 있어 공지된 구성 또는 기능에 관한 구체적인 설명은 본 발명을 명료하게 하기 위해 생략할 수 있다.However, the detailed description of known configurations or functions in describing the present invention may be omitted for clarity.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예들을 포함할 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.While the invention is susceptible to various modifications and its various embodiments, it is intended to illustrate the specific embodiments and the detailed description. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소들은 이와 같은 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 이 용어들은 하나의 구성요소들을 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms including ordinals such as first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements are not limited by such terms. These terms are used only to distinguish one component from another.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결되어' 있다거나 '접속되어' 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, .

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈형 개질 반응기(10)는 크게 튜브 모듈(100)과 상부 커버(200) 및 하부 커버(300)를 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 1 and 2, a modular reforming reactor 10 according to an embodiment of the present invention may include a tube module 100, an upper cover 200, and a lower cover 300.

튜브 모듈(100)은 본 발명에 따른 모듈형 개질 반응기(10)의 외관 대부분을 이루는 요소로서 대략 다각형의 기둥 형상으로 형성될 수 있다.The tube module 100 is an element constituting most of the outer appearance of the modular reforming reactor 10 according to the present invention and may be formed into a substantially polygonal columnar shape.

구체적으로, 튜브 모듈(100)은 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이 개질 반응 튜브(110)와, 열교환 튜브(120) 및 연소 반응 튜브(130)를 포함할 수 있다. Specifically, the tube module 100 may include a reforming reaction tube 110, a heat exchange tube 120, and a combustion reaction tube 130, as shown in FIGS.

이때, 개질 반응 튜브(110)는 튜브 모듈(100)의 중앙에 1개가 형성될 수 있고, 열교환 튜브(120) 및 연소 반응 튜브(130)는 복수 개가 마련되어 개질 반응 튜브(110)를 중앙에 두고 그 외곽에 원주방향을 따라 교대로 형성될 수 있다. 개질 반응 튜브(110)와 열교환 튜브(120) 및 연소 반응 튜브(130)의 배열에 대해서는 뒤에서 다시 자세하게 설명한다.At this time, one reforming reaction tube 110 may be formed at the center of the tube module 100, and a plurality of heat exchange tubes 120 and combustion reaction tubes 130 may be provided to center the reforming reaction tube 110 And may be alternately formed along the circumferential direction on the outer periphery thereof. The arrangement of the reforming reaction tube 110, the heat exchange tube 120, and the combustion reaction tube 130 will be described in detail later.

개질 반응 튜브(110)는 외부로부터 반응물을 제공받아 내부에 장입된 개질 촉매(미도시)와의 반응에 의해 고온(대략 800℃ 이상)의 합성 가스를 생성할 수 있다. The reforming reaction tube 110 can generate a syngas at a high temperature (about 800 ° C. or higher) by reacting with a reforming catalyst (not shown) charged in the reaction tube.

개질 반응 튜브(110)는 육각 기둥 형태로 튜브 모듈(100)의 중앙에서 튜브 모듈(100)의 길이 방향을 따라 길게 형성될 수 있으며, 외부로부터 반응물을 용이하게 제공받을 수 있도록 도 2에 도시된 바와 같이 튜브 모듈(100)의 상부에서 열교환 튜브(120) 및 연소 반응 튜브(130)보다 더 돌출되게 형성될 수 있다. 따라서 개질 반응 튜브(110)는 상부 커버(200)를 관통하여 상부 커버(200)보다 외부로 더 돌출될 수 있다.The reforming reaction tube 110 may be formed in a hexagonal column shape in the longitudinal direction of the tube module 100 at the center of the tube module 100 and may be formed in a shape as shown in FIG. The heat exchange tube 120 and the combustion reaction tube 130 may be formed to protrude above the tube module 100 as shown in FIG. Therefore, the reforming reaction tube 110 may protrude further than the upper cover 200 through the upper cover 200.

또한, 열교환 튜브(120)는 개질 반응 튜브(110)에서 배출되는 고온의 합성가스를 튜브 모듈(100)의 하부에서 제공받아 합성가스의 폐열을 개질 반응 튜브(110)에 다시 전달하기 위한 구성으로서, 열교환 튜브(120)는 튜브 모듈(100)의 하부에서 제공받은 합성가스를 상부 방향으로 이동시키면서 합성가스의 폐열을 개질 반응 튜브(110)에 전달할 수 있는바, 이에 따라 개질 반응 튜브(110)는 폐열에 의해 재가열될 수 있다.The heat exchange tube 120 is configured to supply the high-temperature synthesis gas discharged from the reforming reaction tube 110 to the lower portion of the tube module 100 and to transfer the waste heat of the synthesis gas to the reforming reaction tube 110 The heat exchange tube 120 can transfer the waste heat of the synthesis gas to the reforming reaction tube 110 while moving the synthesis gas supplied from the lower part of the tube module 100 in the upward direction, Can be reheated by waste heat.

연소 반응 튜브(130)는 열교환 튜브(120)로부터 합성가스를 제공받을 수 있다. 또한 연소 반응 튜브(130)는 외부로부터 연료와 공기(산소)를 별도로 제공받아 연소 반응 튜브(130)의 내부에 장입된 연소 촉매(미도시)와의 부분 산화 반응에 의해 반응열이 발생하면서 연소 반응의 생성물로 연소가스가 생성될 수 있다. Combustion reaction tube 130 may be provided with syngas from heat exchange tube 120. Also, the combustion reaction tube 130 is provided with a separate fuel and air (oxygen) from the outside, and a reaction heat is generated by a partial oxidation reaction with a combustion catalyst (not shown) charged in the combustion reaction tube 130, Combustion gas can be produced as a product.

연소 반응 튜브(130)에서 발생한 반응열은 개질 반응 튜브(110)에 전달되어 개질 반응 튜브(110)의 온도를 상승시키고, 연소가스는 연소 반응 튜브(130)의 상부에 제공된 합성가스와 혼합되어 연소 반응 튜브(130)의 하방으로 이동된다.The reaction heat generated in the combustion reaction tube 130 is transferred to the reforming reaction tube 110 to raise the temperature of the reforming reaction tube 110 and the combustion gas is mixed with the synthesis gas provided in the upper part of the combustion reaction tube 130, And is moved downward of the reaction tube 130.

여기서, 개질 반응 튜브(110)와 열교환 튜브(120) 및 연소 반응 튜브(130)는 각각 육각형의 단면 구조를 갖기 때문에 서로 간극 없이 붙어 있는 구조를 이룰 수 있는 바, 이에 따라 제한된 공간 내에서의 공간 효율을 극대화할 수 있다. Here, since the reforming reaction tube 110, the heat exchange tube 120, and the combustion reaction tube 130 each have a hexagonal cross-sectional structure, the reforming reaction tube 110 can be structured to have no gap therebetween, Efficiency can be maximized.

또한, 열교환 튜브(120)는 튜브 모듈(100)의 중앙에서 튜브 모듈(100)의 길이 방향을 따라 길게 형성된 개질 반응 튜브(110)를 중심으로 원주 방향을 따라 이격되게 형성되며, 연소 반응 튜브(130) 역시 열교환 튜브(120) 사이에 배치되어 개질 반응 튜브(110)를 중심으로 원주 방향을 따라 이격되게 형성될 수 있다. 따라서, 개질 반응 튜브(110)와 열교환 튜브(120) 및 연소 반응 튜브(130)는 도 2의 원내에 나타낸 배열 구조를 가질 수 있다. The heat exchange tube 120 is spaced from the center of the tube module 100 in the circumferential direction around the reforming reaction tube 110 formed along the longitudinal direction of the tube module 100, 130 may also be disposed between the heat exchange tubes 120 and spaced apart from each other around the reforming reaction tube 110 in the circumferential direction. Accordingly, the reforming reaction tube 110, the heat exchange tube 120, and the combustion reaction tube 130 may have the arrangement structure shown in the circle of FIG.

또한, 도 2에 도시된 바와 같이 열교환 튜브(120)를 따라 이동하던 합성가스가 튜브 모듈(100)의 상부에서 연소 반응 튜브(130)로 전달될 수 있도록 열교환 튜브(120)와 연소 반응 튜브(130)의 경계면에 형성된 내부 격벽(121)은 열교환 튜브(120)의 테두리 및 튜브 모듈(100)의 외곽부보다 낮게 형성될 수 있다. 2, the heat exchange tube 120 and the combustion reaction tube (not shown) are connected to the combustion reaction tube 130 so that the syngas moving along the heat exchange tube 120 can be transferred from the upper portion of the tube module 100 to the combustion reaction tube 130. [ 130 may be formed lower than the rim of the heat exchange tube 120 and the outer portion of the tube module 100. [

따라서, 열교환 튜브(120)의 상부에서 배출되는 합성가스는 상부 커버(200)에 의해 막혀 튜브 모듈(100)의 외부로 유출되거나 개질 반응 튜브(110)로 유입되지 못하며, 열교환 튜브(120)와 연소 반응 튜브(130) 사이의 내부 격벽(121)과 상부 커버(200) 간에 형성된 틈새를 통해 연소 반응 튜브(130)의 상부로 공급될 수 있다.The synthesis gas discharged from the upper portion of the heat exchange tube 120 is clogged by the upper cover 200 and can not flow out of the tube module 100 or enter the reforming reaction tube 110, Can be supplied to the upper portion of the combustion reaction tube 130 through a gap formed between the inner partition wall 121 and the upper cover 200 between the combustion reaction tubes 130.

한편, 상부 커버(200)는 튜브 모듈(100)의 상부에 설치되는 요소로서, 열교환 튜브(120)와 연소 반응 튜브(130)의 끝단을 폐쇄하되 열교환 튜브(120)와 연소 반응 튜브(130)가 서로 연통되도록 하여 상술한 바와 같이 열교환 튜브(120)의 합성가스가 연소 반응 튜브(130)로 공급되도록 할 수 있다.The upper cover 200 is an element installed on the upper part of the tube module 100 and closes the ends of the heat exchange tubes 120 and the combustion reaction tubes 130. The upper ends of the heat exchange tubes 120 and the combustion reaction tubes 130, So that the syngas of the heat exchange tube 120 can be supplied to the combustion reaction tube 130 as described above.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상부 커버(200)는 튜브 모듈(100)(구체적으로, 열교환 튜브(120) 및 연소 반응 튜브(130))의 외곽부에 결합될 수 있으며, 상부 커버(200)의 중앙에는 다른 튜브보다 더 돌출된 개질 반응 튜브(110)가 관통하는 관통홀(201)이 형성될 수 있다. 관통홀(201)은 개질 반응 튜브(110)의 크기와 형상에 대응되도록 육각형으로 형성될 수 있다.2 and 3, the upper cover 200 may be coupled to the outer periphery of the tube module 100 (specifically, the heat exchange tube 120 and the combustion reaction tube 130) A through hole 201 through which the reforming reaction tube 110 protruding more than other tubes may pass through is formed at the center of the reaction tube 200. The through holes 201 may be formed in a hexagonal shape corresponding to the size and shape of the reforming reaction tube 110.

또한, 상부 커버(200)에는 연소 반응 튜브(130)에 연료 및 공기(산소)를 공급하기 위한 연료 주입구(210)가 구비될 수 있다. 연료 주입구(210)는 연료 및 공기가 이동하도록 속이 빈 파이프 형태로 이루어질 수 있으며, 연료 주입구(210)를 통해 외부로부터 연료와 공기가 상부 커버(200)를 지나 연소 반응 튜브(130)에 공급될 수 있다.  The upper cover 200 may be provided with a fuel injection port 210 for supplying fuel and air (oxygen) to the combustion reaction tube 130. The fuel injection port 210 may be a hollow pipe type in which the fuel and the air are moved. The fuel and air are supplied from the outside through the fuel injection port 210 to the combustion reaction tube 130 through the upper cover 200 .

연료 주입구(210)의 하단부는 연소 반응 튜브(130)에 충진된 연소 촉매 바로 위에 위치할 수 있도록 그 길이가 설정될 수 있는바, 연료 주입구(210)를 통해 연료와 공기가 주입되면 연소 반응 튜브(130)에 충진된 연소 촉매 상부에서 부분 산화 반응이 일어나 반응열이 발생할 수 있고 반응 후 생성물인 연소가스는 합성가스와 혼합된 혼합가스가 되어 연소 반응 튜브(130)의 하부로 배출될 수 있다.The length of the lower end of the fuel injection port 210 may be set so that the lower end of the fuel injection port 210 is positioned directly above the combustion catalyst filled in the combustion reaction tube 130. When fuel and air are injected through the fuel injection port 210, The partial oxidation reaction may occur at the upper part of the combustion catalyst filled in the combustion chamber 130 to generate reaction heat and the combustion gas as a product after the reaction may be discharged to the lower part of the combustion reaction tube 130 as a mixed gas mixed with the synthesis gas.

또한 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 하부 커버(300)는 튜브 모듈(100)의 하부에 설치되는 요소로서, 개질 반응 튜브(110)와 열교환 튜브(120)가 서로 연통되도록 하여 개질 반응 튜브(110)의 합성가스가 열교환 튜브(120) 쪽으로 이동될 수 있도록 한다. 또한 하부 커버(300)는 연소 반응 튜브(130)에서 배출되는 혼합가스가 외부로 배출되도록 가스 배출구(350)가 구비될 수 있다. 4 and 5, the lower cover 300 is an element installed at a lower portion of the tube module 100, and allows the reforming reaction tube 110 and the heat exchange tube 120 to communicate with each other, So that the syngas of the heat exchanger 110 can be moved toward the heat exchange tube 120. The lower cover 300 may include a gas outlet 350 for discharging the mixed gas discharged from the combustion reaction tube 130 to the outside.

구체적으로, 튜브 모듈(100)의 하부에서의 개질 반응 튜브(110)와 열교환 튜브(120) 및 연소 반응 튜브(130)의 구조를 살펴보면, 개질 반응 튜브(110)와 열교환 튜브(120)의 경계면에 형성된 내부 격벽(122)은 합성가스가 튜브 모듈(100)의 하부에서 개질 반응 튜브(110)로부터 열교환 튜브(120)로 전달되도록 튜브 모듈(100)의 외곽부 및 튜브 모듈(100)의 다른 내벽보다 낮게 형성될 수 있다.The structure of the reforming reaction tube 110, the heat exchange tube 120 and the combustion reaction tube 130 at the lower portion of the tube module 100 will be described in detail. The inner partitions 122 formed in the tube module 100 are connected to the outer part of the tube module 100 and the other part of the tube module 100 so that the synthesis gas is transferred from the reforming reaction tube 110 to the heat exchange tube 120, It can be formed lower than the inner wall.

따라서, 튜브 모듈(100)의 하부에 하부 커버(300)를 설치하면, 개질 반응 튜브(110)의 하부로 이동하던 합성가스가 하부 커버(300)에 의해 막혀서 다른 곳으로 유출되지 못하고 개질 반응 튜브(110)와 열교환 튜브(120)의 경계면에 형성된 내부 격벽(122)과 하부 커버(300) 사이의 틈새를 통해 열교환 튜브(120)로 공급되어 열교환 튜브(120)의 하부에서 상부로 이동될 수 있다.(도 8 참조)Therefore, when the lower cover 300 is installed at the lower part of the tube module 100, the syngas moving to the lower part of the reforming reaction tube 110 is blocked by the lower cover 300 and can not flow out to the other part. The heat exchanging tube 120 may be supplied to the heat exchanging tube 120 through a gap between the inner partition 122 and the lower cover 300 formed at the interface between the heat exchanging tube 120 and the heat exchanging tube 120, (See Fig. 8)

도 4 및 도 6을 참조하면, 하부 커버(300)는 몸체(310), 분리판(320), 중앙 지지부(330), 사이드 지지부(340) 및 가스 배출구(350)를 포함할 수 있다.4 and 6, the lower cover 300 may include a body 310, a separation plate 320, a central support 330, a side support 340, and a gas outlet 350.

몸체(310)는 하부 커버(300)의 전체적인 외관을 이루며 다른 구성이 설치 또는 형성될 수 있는 요소이다. 몸체(310)는 대략 삼각형 구조를 이룰 수 있고, 삼각형 구조의 각 꼭지점 부분은 모따기되어 평면으로 형성될 수 있다.The body 310 is an element that forms the overall appearance of the lower cover 300 and can be installed or formed in another configuration. The body 310 may have a substantially triangular structure, and each vertex of the triangular structure may be chamfered to form a plane.

분리판(320)은 몸체(310)의 상부에 위치되며, 튜브 모듈(100)의 하부 외곽부에 밀착되어 각종 가스의 외부 유출을 막을 수 있다. The separating plate 320 is disposed on the upper portion of the body 310 and is in close contact with the lower outer portion of the tube module 100 to prevent the outflow of various gases.

중앙 지지부(330)는 분리판(320)의 중앙에 분리판(320)의 바닥으로부터 소정 높이 이격되게 지지되는 것으로, 중앙 지지부(330)는 개질 반응 튜브(110)의 하부 끝단에 삽입되어 개질 반응 튜브(110)에 장입된 개질 촉매를 지지할 수 있다. The central support part 330 is supported at a predetermined distance from the bottom of the separation plate 320 at the center of the separation plate 320. The center support part 330 is inserted into the lower end of the reforming reaction tube 110, The reforming catalyst loaded in the tube 110 can be supported.

중앙 지지부(330)는 분리판(320)의 바닥으로부터 이격되도록 중앙 지지대(331)를 통해 분리판(320)에 이격 지지되며, 개질 촉매를 하부에서 받쳐 주어 개질 촉매의 유출은 막으면서 미세 다공(h)이 형성되어 합성가스는 통과되도록 할 수 있다. The center support part 330 is separated from the bottom of the separator plate 320 and separated from the separator plate 320 through a central support plate 331. The center support part 330 supports the reforming catalyst in the lower part to prevent the outflow of the reforming catalyst, h) may be formed to allow the synthesis gas to pass therethrough.

또한, 사이드 지지부(340)는 연소 반응 튜브(130)와 대응되는 위치에 설치되도록 분리판(320)의 가장 자리에 설치될 수 있다. 사이드 지지부(340)는 연소 반응 튜브(130)의 하부 끝단에 삽입되어 연소 반응 튜브(130)에 장입된 연소 촉매를 지지할 수 있다.The side support part 340 may be installed at the edge of the separation plate 320 so as to be installed at a position corresponding to the combustion reaction tube 130. The side support portion 340 may be inserted into the lower end of the combustion reaction tube 130 to support the combustion catalyst loaded in the combustion reaction tube 130.

사이드 지지부(340)는 연소 촉매를 하부에서 받쳐 주어 연소 촉매의 유출은 막으면서 혼합가스는 통과되도록 할 수 있다.The side support portion 340 may support the combustion catalyst at the lower portion to allow the mixed gas to pass while blocking the outflow of the combustion catalyst.

가스 배출구(350)는 몸체(310)의 일측에 제공되는 것으로서, 사이드 지지부(340)를 통과한 혼합가스가 하부 커버(300)의 외부로 배출되도록 가스 배출구(350)는 몸체(310) 내부에서 사이드 지지부(340)와 연통되게 형성되며 몸체(310)의 외부로 돌출 형성될 수 있다.
The gas discharge port 350 is provided on one side of the body 310 and the gas discharge port 350 is formed inside the body 310 so that the mixed gas passing through the side support portion 340 is discharged to the outside of the lower cover 300 And may be formed to communicate with the side support portion 340 and protrude to the outside of the body 310.

이하, 도 6 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 작용 및 효과에 대해 설명한다.Hereinafter, actions and effects of the present invention will be described with reference to Figs. 6 to 8. Fig.

먼저 도 6을 참조하면, 개질 반응에 필요한 반응물(예컨대, 개질 반응 가스)이 개질 반응 튜브(110)의 상부를 통하여 내부로 주입되면, 그 반응물은 700 ℃ 이상의 온도에서 개질 촉매와 만나 합성가스를 생성한다.Referring to FIG. 6, when a reactant (for example, a reforming reaction gas) necessary for the reforming reaction is injected into the interior of the reforming reaction tube 110 through the upper portion thereof, the reactant is contacted with the reforming catalyst at a temperature of 700 ° C. or higher, .

생성된 합성가스는 중앙 지지부(330)를 통과하여 개질 반응 튜브(110) 하부로 배출되고 분리판(320)에 의해 막혀 도 8에 도시된 바와 같이 복수 개(예컨대, 3개)의 열교환 튜브(120)로 분산되면서 유입될 수 있다. 열교환 튜브(120)로 유입된 합성가스는 상방으로 이동하며 열교환 튜브(120)와 맞닿아 있는 개질 반응 튜브(110), 연소 반응 튜브(130)에 열을 전도하여 해당 튜브들을 가열할 수 있다.The generated syngas passes through the central support portion 330 and is discharged to the lower portion of the reforming reaction tube 110 and is blocked by the separating plate 320 to form a plurality of (for example, three) heat exchange tubes 120). ≪ / RTI > The syngas introduced into the heat exchange tube 120 moves upward to heat the reforming reaction tube 110 and the combustion reaction tube 130 in contact with the heat exchange tube 120 to heat the tubes.

열교환 튜브(120)를 통해 상방으로 이동하던 합성가스는 튜브 모듈(100)의 상부에서 도 7에 도시된 바와 같이 옆에 위치해 있는 연소 반응 튜브(130)로 이동될 수 있는 바, 이에 따라 합성가스가 연소 반응 튜브(130)로 공급될 수 있다. The syngas which has been moved upward through the heat exchange tube 120 can be moved to the combustion reaction tube 130 located next to the top of the tube module 100 as shown in FIG. 7, May be supplied to the combustion reaction tube (130).

한편, 연소 반응 튜브(130)는 연료 주입구(210)를 통해 외부에서 공급받은 연료와 공기가 내부에 장입된 연소 촉매와 부분 산화 반응이 일어나면서 반응열이 발생한다. 이 반응열은 개질 반응 튜브(110)에 전달되어 개질 반응 튜브(110)를 가열할 수 있다.Meanwhile, the combustion reaction tube 130 generates a reaction heat as a partial oxidation reaction occurs between the fuel supplied from the outside through the fuel injection port 210 and the combustion catalyst loaded in the inside thereof. The reaction heat may be transferred to the reforming reaction tube 110 to heat the reforming reaction tube 110.

또한, 연소 반응의 생성물인 연소가스는 연소 반응 튜브(130)의 상부로 공급된 합성가스와 혼합되어 혼합가스가 되고, 이 혼합가스는 연소 반응 튜브(130)를 따라 하방으로 이동하다가 사이드 지지부(340)를 통과한 후 가스 배출구(350)를 통해 하부 커버(300)의 외부로 배출될 수 있다.The combustion gas, which is a product of the combustion reaction, is mixed with the synthesis gas supplied to the upper portion of the combustion reaction tube 130 to become a mixture gas. The mixture gas moves downward along the combustion reaction tube 130, 340 and may be discharged to the outside of the lower cover 300 through the gas outlet 350.

본 발명에 따른 모듈형 개질 반응기(10)에서는 개질 반응 튜브(110)의 상방에서 하방으로 흐르는 가스 흐름과 열교환 튜브(120)의 하방에서 상방으로 흐르는 가스 흐름이 향류가 되기 때문에 열전달 효율이 극대화되는 한편, 배출가스의 폐열을 회수하기 때문에 에너지 효율이 증대될 수 있다.In the modular reforming reactor 10 according to the present invention, since the gas flow flowing downward from the reforming reaction tube 110 and the gas flowing upward from the lower portion of the heat exchange tube 120 are countercurrent, the heat transfer efficiency is maximized On the other hand, since the waste heat of the exhaust gas is recovered, the energy efficiency can be increased.

또한, 복수 개의 열교환 튜브(120)에서는 합성가스가 모두 하방에서 상방으로 흐르는 가스 흐름이 생기는데, 이러한 열교환 튜브(120)에서의 병류 흐름은 연소 반응 튜브(130)에서 가스 흐름이 상방에서 하방으로 향하게 한다. Also, in the plurality of heat exchange tubes 120, a gas flow is generated in which all of the synthesis gas flows from the lower side to the upper side. The cocurrent flow in the heat exchange tube 120 causes the gas flow in the combustion reaction tube 130 to be directed downward do.

이로 인해, 개질 반응 튜브(110)와 연소 반응 튜브(130)의 유체 흐름이 모두 상방에서 하방으로 흐르는 병류가 될 수 있다. 이러한 병류 흐름은 개질 촉매와 연소 촉매가 모두 반응물과 상부에서 만나게 하여 촉매층 최대 활성부 높이가 근접하게 일치될 수 있도록 한다.Accordingly, the fluid flow of the reforming reaction tube 110 and the combustion reaction tube 130 can be both flowing from the upper side to the lower side. This co-current flow allows both the reforming catalyst and the combustion catalyst to meet at the top of the reactant, thereby closely matching the catalyst bed maximum active area height.

따라서, 각 촉매의 최대 활성부인 촉매층 상부를 보면 개질 촉매에서는 흡열반응이 일어나고 연소 촉매에서는 발열반응이 일어나므로 온도 하강이 집중적으로 일어나는 개질 촉매층 상부에 국부적인 열공급이 가능하다. Therefore, the endothermic reaction occurs in the reforming catalyst and the exothermic reaction occurs in the combustion catalyst when the upper portion of the catalyst layer, which is the most active part of each catalyst, is observed, so that localized heat supply can be performed above the reforming catalyst layer where the temperature decrease is concentrated.

이에 따라, 촉매 축 방향의 고른 온도 분포를 유지할 수 있으며, 촉매 활성부 온도 유지를 위한 과잉 과열로 인하여 촉매층 하부의 촉매가 변형되거나 활성 저하가 일어나는 것을 방지할 수 있다. Accordingly, it is possible to maintain a uniform temperature distribution in the catalyst axis direction, and to prevent deformation or deactivation of the catalyst under the catalyst layer due to excessive overheating for maintaining the temperature of the catalyst active portion.

또한, 본 발명에 따른 실시예에 따르면, 모듈의 개수를 필요 용량에 따라 적절하게 조절하여 사용하는 것이 가능하므로 용량 증대가 용이할 수 있다. In addition, according to the embodiment of the present invention, it is possible to adjust the number of modules appropriately according to the required capacity, so that the capacity can be easily increased.

이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 사용하여 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 설명된 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 범위 내에서 얼마든지 구성요소의 치환과 변경이 가능한 바, 이 또한 본 발명의 권리에 속하게 된다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be preferred embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It is to be understood that the invention is not limited thereto.

10 : 모듈형 개질 반응기
100 : 튜브 모듈 110 : 개질 반응 튜브
120 : 열교환 튜브 121, 122 : 내부 격벽
130 : 연소 반응 튜브 200 : 상부 커버
201 : 관통홀 210 : 연료 주입구
300 : 하부 커버 310 : 몸체
320 : 분리판 330 : 중앙 지지부
340 : 사이드 지지부 350 : 가스 배출구10: Modular Reforming Reactor
100: tube module 110: reforming reaction tube
120: Heat exchange tube 121, 122: Internal partition
130: combustion reaction tube 200: upper cover
201: through hole 210: fuel inlet
300: lower cover 310: body
320: separation plate 330: central support
340: side support part 350: gas outlet

Claims (12)

튜브 모듈;
상기 튜브 모듈의 상부에 설치되어 상기 튜브 모듈의 상단을 폐쇄하는 상부 커버; 및
상기 튜브 모듈의 하부에 설치되는 하부 커버를 포함하고,
상기 튜브 모듈은,
내부에 개질 촉매가 장입되고, 외부로부터 제공되는 반응물과 상기 개질 촉매의 반응에 의해 합성가스를 생성하는 개질 반응 튜브;
상기 개질 반응 튜브로부터 상기 합성가스를 제공받고, 제공받은 상기 합성가스의 폐열을 상기 개질 반응 튜브에 전달하는 열교환 튜브; 및
내부에 연소 촉매가 장입되고, 상기 열교환 튜브로부터 상기 합성가스를 제공받고, 외부로부터 제공되는 연료와 상기 연소 촉매의 반응에 의해 연소가스를 생성하고, 생성된 상기 연소가스의 열을 상기 개질 반응 튜브에 전달하며, 상기 연소가스와 상기 합성가스가 혼합된 혼합가스를 하부로 배출하는 연소 반응 튜브를 포함하며,
상기 개질 반응 튜브는 상기 튜브 모듈의 중앙에서 상기 튜브 모듈의 길이방향을 따라 형성되고,
상기 열교환 튜브는 복수 개가 상기 개질 반응 튜브를 중심으로 원주 방향을 따라 이격되게 형성되며,
상기 연소 반응 튜브는 복수 개가 상기 개질 반응 튜브를 중심으로 원주 방향을 따라 상기 복수의 열교환 튜브들 사이 사이에 배치되도록 형성되는, 모듈형 개질 반응기.
Tube module;
An upper cover installed on the tube module to close the upper end of the tube module; And
And a lower cover installed at a lower portion of the tube module,
The tube module comprises:
A reforming reaction tube charged with a reforming catalyst therein and generating a synthesis gas by reaction of a reactant provided from the outside with the reforming catalyst;
A heat exchange tube which receives the synthesis gas from the reforming reaction tube and transfers the waste heat of the supplied synthesis gas to the reforming reaction tube; And
A combustion catalyst is charged into the reforming reaction tube, the synthesis gas is supplied from the heat exchange tube, a combustion gas is generated by reaction of the fuel supplied from the outside with the combustion catalyst, And a combustion reaction tube for discharging the mixed gas in which the combustion gas and the syngas are mixed,
Wherein the reforming reaction tube is formed along a longitudinal direction of the tube module at a center of the tube module,
Wherein a plurality of the heat exchange tubes are formed around the reforming reaction tube in a circumferential direction,
Wherein the combustion reaction tubes are formed so that a plurality of combustion reaction tubes are disposed between the plurality of heat exchange tubes along the circumferential direction about the reforming reaction tube.
제1 항에 있어서,
상기 열교환 튜브와 상기 연소 반응 튜브가 상단에서 서로 연통되고,
상기 개질 반응 튜브와 상기 열교환 튜브가 하단에서 서로 연통되는 모듈형 개질 반응기.
The method according to claim 1,
Wherein the heat exchange tubes and the combustion reaction tubes communicate with each other at an upper end,
Wherein the reforming reaction tube and the heat exchange tube communicate with each other at a lower end thereof.
제1 항에 있어서,
상기 하부 커버는 상기 연소 반응 튜브에서 배출되는 상기 혼합가스를 외부로 배출시키는 가스 배출구를 구비하는, 모듈형 개질 반응기.
The method according to claim 1,
Wherein the lower cover has a gas outlet for discharging the mixed gas discharged from the combustion reaction tube to the outside.
삭제delete 제1 항에 있어서,
상기 개질 반응 튜브와 상기 열교환 튜브 및 상기 연소 반응 튜브는 각각 육각형의 단면 구조를 갖도록 형성된, 모듈형 개질 반응기.
The method according to claim 1,
Wherein the reforming reaction tube, the heat exchange tube, and the combustion reaction tube are each formed to have a hexagonal cross-sectional structure.
제1 항에 있어서,
상기 개질 반응 튜브는 상기 튜브 모듈의 상부에서 상기 열교환 튜브 및 상기 연소 반응 튜브보다 더 돌출되게 형성된, 모듈형 개질 반응기.
The method according to claim 1,
Wherein the reforming reaction tube is formed so as to protrude from the upper portion of the tube module more than the heat exchange tube and the combustion reaction tube.
제6 항에 있어서,
상기 열교환 튜브와 상기 연소 반응 튜브의 경계면에 형성된 내부 격벽은 상기 합성가스가 상기 열교환 튜브에서 상기 연소 반응 튜브로 전달되도록 상기 열교환 튜브의 테두리 및 상기 튜브 모듈의 외곽부보다 낮게 형성된, 모듈형 개질 반응기.
The method according to claim 6,
And an inner partition wall formed at an interface between the heat exchange tube and the combustion reaction tube is formed lower than a rim of the heat exchange tube and an outer frame portion of the tube module so that the syngas is transferred from the heat exchange tube to the combustion reaction tube, .
제7 항에 있어서,
상기 상부 커버는 상기 튜브 모듈의 외곽부에 결합되며, 상기 상부 커버의 중앙에는 상기 개질 반응 튜브가 관통하는 관통홀이 형성된, 모듈형 개질 반응기.
8. The method of claim 7,
Wherein the upper cover is coupled to an outer periphery of the tube module, and a through hole through which the reforming reaction tube passes is formed at the center of the upper cover.
제8 항에 있어서,
상기 상부 커버에는 상기 연소 반응 튜브에 연료 및 공기를 공급하기 위한 연료 주입구가 구비된, 모듈형 개질 반응기.
9. The method of claim 8,
Wherein the upper cover is provided with a fuel inlet for supplying fuel and air to the combustion reaction tube.
제1 항에 있어서,
상기 개질 반응 튜브와 상기 열교환 튜브의 경계면에 형성된 내부 격벽은 상기 합성가스가 상기 개질 반응 튜브에서 상기 열교환 튜브로 전달되도록 상기 튜브 모듈의 외곽부 및 상기 튜브 모듈의 다른 내벽보다 낮게 형성된, 모듈형 개질 반응기
The method according to claim 1,
And an inner partition wall formed at an interface between the reforming reaction tube and the heat exchange tube is formed to be lower than the outer wall of the tube module and another inner wall of the tube module so that the syngas is transferred from the reforming reaction tube to the heat exchange tube, Reactor
제10 항에 있어서,
상기 하부 커버는,
몸체;
상기 몸체의 상부에 위치되며, 상기 튜브 모듈의 외곽부에 밀착되는 분리판;
상기 분리판의 중앙에 이격되게 지지되며, 상기 개질 반응 튜브의 끝단에 삽입 설치되어 상기 개질 촉매를 지지하고, 상기 합성가스가 통과되는 중앙 지지부;
상기 연소 반응 튜브와 대응되는 상기 분리판의 가장자리에 설치되며, 상기 연소 반응 튜브의 끝단에 삽입 설치되어 상기 연소 촉매를 지지하고, 상기 혼합가스가 통과되는 사이드 지지부; 및
상기 몸체의 일측에 제공되며, 상기 사이드 지지부를 통과한 상기 혼합가스를 외부로 배출하는 가스 배출구;
를 포함하는, 모듈형 개질 반응기.
11. The method of claim 10,
Wherein the lower cover comprises:
Body;
A separation plate disposed at an upper portion of the body and being in close contact with an outer frame of the tube module;
A center support part supported at a center of the separator plate and inserted into an end of the reforming reaction tube to support the reforming catalyst and to allow the synthesis gas to pass therethrough;
A side support part installed at an edge of the separator plate corresponding to the combustion reaction tube and inserted into an end of the combustion reaction tube to support the combustion catalyst and to pass the mixed gas; And
A gas outlet provided at one side of the body for discharging the mixed gas having passed through the side support portion to the outside;
/ RTI > The reactor of claim 1,
제11 항에 있어서,
상기 중앙 지지부 및 상기 사이드 지지부에는 기체가 통과할 수 있는 미세 다공이 형성되는, 모듈형 개질 반응기.12. The method of claim 11,
Wherein micropores through which gas can pass are formed in the center support portion and the side support portion.
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