KR102098307B1 - Catalyst regenerator having liquid fuel reformer - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예는 발열량이 높은 액상의 연료를 고상의 카본과 가스 상태로 개질하여 반응 챔버로 공급하여 반응 챔버 내에서 촉매를 재생하고 촉매의 온도를 상승시키며, 이때, 반응 챔버 내의 온도 균형을 형성하는 액상 연료 개질부를 포함하는 촉매 재생기에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 액상 연료 개질부를 포함하는 촉매 재생기는, 유입구를 통하여 재생공간으로 들어오는 코킹 촉매를 재생 및 가열한 후 재생 촉매를 유출구로 내보내는 반응 챔버, 상기 반응 챔버에 연결되어 액상 연료의 부분산화로 수소, 일산화탄소 및 고상의 카본을 포함하는 개질가스를 생성하여 상기 재생공간으로 공급하는 액상 연료 개질부, 및 상기 재생공간에 설치되어 상기 개질가스를 연소시켜 코킹 촉매를 재생 및 가열하도록 연소 공기를 공급하는 공기 공급부를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, a liquid fuel having a high calorific value is reformed into a solid carbon and a gas state and supplied to a reaction chamber to regenerate the catalyst in the reaction chamber and increase the temperature of the catalyst, wherein the temperature balance in the reaction chamber To form It relates to a catalyst regenerator comprising a liquid fuel reformer. A catalyst regenerator including a liquid fuel reformer according to an embodiment of the present invention is a reaction chamber that regenerates and heats a caulking catalyst entering the regeneration space through an inlet, and then sends the regenerated catalyst to an outlet, and is connected to the reaction chamber, the liquid fuel Partial oxidation of hydrogen to form a reforming gas containing hydrogen, carbon monoxide and solid carbon to supply to the regeneration space, a liquid fuel reforming unit, and installed in the regeneration space to burn the reformed gas to regenerate and heat the coking catalyst It includes an air supply for supplying combustion air.

Description

액상 연료 개질부를 포함하는 촉매 재생기 {CATALYST REGENERATOR HAVING LIQUID FUEL REFORMER}Catalyst regenerator including liquid fuel reformer {CATALYST REGENERATOR HAVING LIQUID FUEL REFORMER}

본 발명은 촉매 재생기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유동층 촉매 반응기에서 사용되므로 코킹된 촉매 표면의 카본(carbon)을 제거하여 재생하고, 촉매의 온도를 상승시키는 액상 연료 개질부를 포함하는 촉매 재생기에 관한 것이다.The present invention relates to a catalyst regenerator, and more specifically, to be used in a fluidized bed catalytic reactor, thereby removing and regenerating carbon on the surface of the cokeed catalyst, and a catalyst regenerator including a liquid fuel reformer to increase the temperature of the catalyst. will be.

일반적으로, 에틸렌은 석유화학에서 기초 원료의 대표적인 물질이다. 석유화학 공정은 에틴렌, 프로필렌과 같은 올레핀 화합물을 근간으로 다양한 공정을 통하여 다양한 물질을 생산한다.In general, ethylene is a representative material of basic raw materials in petrochemicals. The petrochemical process produces various substances through various processes based on olefin compounds such as ethene and propylene.

납사로부터 올레핀을 생산하는데 촉매가 사용된다. 촉매는 납사 분해 반응을 경유하는 과정에서 코킹(coking) 된다. 즉 카본(carbon) 입자들이 촉매의 표면을 덮게 된다.Catalysts are used to produce olefins from naphtha. The catalyst is coking in the process via a naphtha cracking reaction. That is, carbon particles cover the surface of the catalyst.

카본으로 덮어진 코킹 촉매는 재생 후, 다시 납사와 혼합되어 납사의 분해 반응에 사용되는 순환을 거치게 된다. 그런데 촉매가 코킹 되면, 납사의 분해 반응이 원활하게 일어나기 어려워진다.After regeneration, the caulking catalyst covered with carbon is mixed with naphtha again to undergo circulation used for the decomposition reaction of naphtha. However, when the catalyst is cocked, it is difficult for the decomposition reaction of the naphtha to occur smoothly.

미국특허 제7,153,479호에 개시된 바와 같이, 코킹 촉매를 재생할 때, 연료를 공급하는 방식은 노즐로 액상 연료(Fuel oil)를 파우더(powder) 형태의 촉매 유동층에 분사하는 방식을 사용하고 있다.As disclosed in U.S. Patent No. 7,153,479, when regenerating a coking catalyst, a method of supplying fuel uses a method of injecting fuel oil into a catalyst fluidized bed in the form of a powder with a nozzle.

즉 액상 연료는 유동층 촉매 반응기 내에 사용되는 촉매 재생기에서 부족한 온도를 보충하고 있다. 액상 연료는 촉매 재생기의 반응 챔버 내에 고압으로 분사되어 연소열로 촉매의 온도를 상승시킨다.That is, the liquid fuel compensates for the insufficient temperature in the catalyst regenerator used in the fluidized bed catalytic reactor. The liquid fuel is injected at a high pressure into the reaction chamber of the catalyst regenerator to increase the temperature of the catalyst by the heat of combustion.

그러나 액상의 연료의 분사는 연료의 낮은 분산성으로 인하여 반응 챔버 내의 온도 불균형을 유발하게 된다. 이로 이하여, 반응 챔버 내에서 핫스팟(hot spot)이 발생되어, 촉매가 에이징(aging)되고, 촉매의 성능이 저하된다. 따라서 이러한 문제를 해결할 필요가 있다.However, the injection of liquid fuel causes temperature imbalance in the reaction chamber due to the low dispersibility of the fuel. Accordingly, hot spots are generated in the reaction chamber, the catalyst is aged, and the performance of the catalyst is deteriorated. Therefore, it is necessary to solve these problems.

본 발명의 일 실시예는 발열량이 높은 액상의 연료를 고상의 카본과 가스 상태로 개질하여 반응 챔버로 공급하여 반응 챔버 내에서 촉매를 재생하고 촉매의 온도를 상승시키며, 이때, 반응 챔버 내의 온도 균형을 형성하는 액상 연료 개질부를 포함하는 촉매 재생기에 관한 것이다.According to an embodiment of the present invention, a liquid fuel having a high calorific value is reformed into a solid carbon and a gas state and supplied to a reaction chamber to regenerate the catalyst in the reaction chamber and increase the temperature of the catalyst, wherein the temperature balance in the reaction chamber To form It relates to a catalyst regenerator comprising a liquid fuel reformer.

본 발명의 일 실시예에 따른 액상 연료 개질부를 포함하는 촉매 재생기는, 유입구를 통하여 재생공간으로 들어오는 코킹 촉매를 재생 및 가열한 후 재생 촉매를 유출구로 내보내는 반응 챔버, 상기 반응 챔버에 연결되어 액상 연료의 부분산화로 수소, 일산화탄소 및 고상의 카본을 포함하는 개질가스를 생성하여 상기 재생공간으로 공급하는 액상 연료 개질부, 및 상기 재생공간에 설치되어 상기 개질가스를 연소시켜 코킹 촉매를 재생 및 가열하도록 연소 공기를 공급하는 공기 공급부를 포함한다.A catalyst regenerator including a liquid fuel reforming unit according to an embodiment of the present invention is a reaction chamber that regenerates and heats a caulking catalyst entering the regeneration space through an inlet, and then sends the regenerated catalyst to an outlet, and is connected to the reaction chamber, the liquid fuel Partial oxidation of hydrogen to form a reforming gas containing hydrogen, carbon monoxide and solid carbon to supply to the regeneration space, a liquid fuel reforming unit, and installed in the regeneration space to burn the reformed gas to regenerate and heat the coking catalyst It includes an air supply for supplying combustion air.

상기 액상 연료 개질부는 상기 반응 챔버에 연결되는 하우징, 상기 하우징의 일측에서 공급되는 제1액상 연료와 제1공기로 제1핫가스 흐름을 형성하는 희박연소영역, 및 상기 희박연소영역의 내측에 설치되는 연료 공급관을 통하여 공급되는 제2액상 연료로 제2핫가스 흐름을 형성하는 농후연소영역을 포함할 수 있다.The liquid fuel reforming unit is installed in a housing connected to the reaction chamber, a lean combustion region forming a first hot gas flow with first liquid fuel and first air supplied from one side of the housing, and inside the lean combustion region. It may include a rich combustion region to form a second hot gas flow to the second liquid fuel supplied through the fuel supply pipe.

상기 하우징은, 상기 농후연소영역에서 내부에 스페이서를 개재하여 설치되는 내부관을 더 포함할 수 있다.The housing may further include an inner tube installed through a spacer therein in the rich combustion region.

상기 내부관의 외면과 상기 하우징의 내면은 서로의 사이에 제1핫가스 흐름 통로를 설정하여 제1핫가스를 흐르게 하고, 상기 내부관의 내면은 제2핫가스 흐름 통로를 설정하여 제2핫가스를 흐르게 할 수 있다.The outer surface of the inner tube and the inner surface of the housing set a first hot gas flow passage between each other to flow a first hot gas, and the inner surface of the inner tube set a second hot gas flow passage to form a second hot gas You can let gas flow.

상기 농후연소영역은 상기 희박연소영역에서보다 높은 당량비로 연소될 수 있다.The rich combustion zone may be burned at a higher equivalent ratio than in the lean burn zone.

상기 하우징은, 상기 농후연소영역의 외부에 설치되는 외부관을 더 포함할 수 있다.The housing may further include an external tube installed outside the rich combustion region.

상기 하우징의 외면과 상기 외부관의 내면은 서로의 사이에 제2공기 흐름 통로를 설정하여 제2공기를 흐르게 할 수 있다.The outer surface of the housing and the inner surface of the outer tube may establish a second air flow passage between each other to allow the second air to flow.

상기 하우징은 상기 농후연소영역에서보다 상기 희박연소영역에서 확장 형성되는 확장부를 포함하고, 상기 확장부에 설치되어 제1액상 연료 및 제1공기에 의하여 플라즈마를 발생시키고 점화 연소하는 플라즈마 점화/연소부를 더 포함할 수 있다.The housing includes an expansion portion that is formed to be expanded in the lean combustion region rather than in the rich combustion region, and is installed in the expansion portion to generate plasma by first liquid fuel and first air and to ignite and burn a plasma ignition / combustion portion It may further include.

상기 하우징은 상기 농후연소영역에 설치되어 고온노출 시간을 증대시키는 고온노출 증대부재를 더 포함할 수 있다. 상기 고온노출 증대부재는 메탈폼, 메탈메쉬 또는 세라믹 모노리스(monolith)를 더 포함할 수 있다.The housing may further include a high temperature exposure increasing member installed in the rich combustion region to increase a high temperature exposure time. The high temperature exposure increasing member may further include a metal foam, a metal mesh, or a ceramic monolith.

상기 하우징은 외면에 설치되어 내부 온도를 높이는 가열부재를 더 포함한다. 상기 가열부재는 단열재, 전기히터 또는 열교환기를 포함할 수 있다.The housing further includes a heating member installed on the outer surface to increase the internal temperature. The heating member may include an insulating material, an electric heater or a heat exchanger.

상기 액상 연료 개질부는 상기 반응 챔버의 하측에 복수로 배치될 수 있다.The liquid fuel reforming unit may be arranged in plural in the lower side of the reaction chamber.

이와 같이 본 발명의 일 실시예는, 액상 연료 개질기를 구비하여, 액상 연료의 부분산화로 수소, 일산화탄소 및 고상의 카본을 포함하는 개질가스를 생성하여 개질가스를 반응 챔버의 재생공간에 공급하므로 코킹 촉매를 재생하고 촉매의 온도를 가열하는 반응 챔버 내의 온도 균형을 형성할 수 있다. 따라서 반응 챔버 내에서 핫스팟(hot spot)의 발생이 방지되고, 촉매의 에이징(aging)이 방지된다. 즉 촉매의 성능이 유지될 수 있다.As described above, an embodiment of the present invention is equipped with a liquid fuel reformer, and generates a reforming gas containing hydrogen, carbon monoxide, and solid carbon by partial oxidation of the liquid fuel, thereby supplying the reforming gas to the regeneration space of the reaction chamber. It is possible to form a temperature balance in the reaction chamber to regenerate the catalyst and heat the temperature of the catalyst. Therefore, generation of hot spots in the reaction chamber is prevented, and aging of the catalyst is prevented. That is, the performance of the catalyst can be maintained.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 액상 연료 개질부를 포함하는 촉매 재생기의 단면도이다.
도 2는 도 1에 적용되는 액상 연료 개질부의 단면도이다.
도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ 선을 따라 자른 단면도이다.
도 4는 도 2의 액상 연료 개질부의 희박연소영역과 농후연소영역에 대한 당량비와 온도 관계를 도시한 그래프이다.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 적용되는 액상 연료 개질부의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제3실시예에 적용되는 액상 연료 개질부의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제4실시예에 적용되는 액상 연료 개질부의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제5실시예에 따른 액상 연료 개질부를 포함하는 촉매 재생기의 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제6실시예에 적용되는 액상 연료 개질부의 단면도이다.
1 is a cross-sectional view of a catalyst regenerator including a liquid fuel reformer according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a liquid fuel reformer applied to FIG. 1.
3 is a cross-sectional view taken along line III-III of FIG. 2.
FIG. 4 is a graph showing the equivalence ratio and temperature relationship for the lean burn region and the rich burn region of the liquid fuel reformer in FIG. 2.
5 is a cross-sectional view of a liquid fuel reformer applied to a second embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional view of a liquid fuel reformer applied to a third embodiment of the present invention.
7 is a cross-sectional view of a liquid fuel reformer applied to a fourth embodiment of the present invention.
8 is a cross-sectional view of a catalyst regenerator including a liquid fuel reformer according to a fifth embodiment of the present invention.
9 is a cross-sectional view of a liquid fuel reformer applied to a sixth embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art to which the present invention pertains can easily practice. However, the present invention can be implemented in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. In the drawings, parts not related to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and the same reference numerals are attached to the same or similar elements throughout the specification.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 액상 연료 개질부를 포함하는 촉매 재생기의 단면도이다. 도 1을 참조하면, 제1실시예의 촉매 재생기(1)는 반응 챔버(10), 액상 연료 개질부(20) 및 공기 공급부(30)를 포함하여, 코킹 촉매를 재생 및 가열하도록 구성된다.1 is a cross-sectional view of a catalyst regenerator including a liquid fuel reformer according to a first embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, the catalyst regenerator 1 of the first embodiment includes a reaction chamber 10, a liquid fuel reforming unit 20 and an air supply unit 30, and is configured to regenerate and heat the coking catalyst.

도시하지 않았으나, 유동층 반응기는 라이저(미도시)에서 반응물과 촉매(신규촉매 또는 재생된 촉매)를 혼합하여, 반응물의 분해 반응을 일으킨 후, 코킹된 코킹 촉매와 생성물을 사이클론으로 분리하여, 분리된 코킹 촉매를 촉매 재생기(1)(도 1 참조)로 떨어뜨린다.Although not shown, the fluidized bed reactor mixes the reactant and the catalyst (new catalyst or regenerated catalyst) in a riser (not shown) to cause a decomposition reaction of the reactant, and then separates the caulked caulking catalyst and product with a cyclone to separate them. The coking catalyst is dropped into the catalyst regenerator 1 (see Fig. 1).

일 실시예로써, 납사를 반응물로 하여 올레핀을 생성하는 공정, 즉 유동촉매 크랙킹(fluid catalyst cracking; FCC) 방식의 올레핀 생산 공정은 제1실시예의 앞 공정에 해당한다.As an example, a process of generating olefin using naphtha as a reactant, that is, a process of producing olefin in the form of fluid catalyst cracking (FCC) corresponds to the preceding process of the first embodiment.

앞 공정은 납사와 촉매를 혼합하여, 납사의 분해 반응을 일으킨 후, 코킹 된 촉매와 생성된 올레핀을 사이클론(미도시)에서 분리하여, 코킹 촉매를 촉매 재생기(1)로 떨어뜨린다.In the previous step, the naphtha and the catalyst are mixed to cause a decomposition reaction of the naphtha, and the coke catalyst and the produced olefin are separated from a cyclone (not shown), and the coking catalyst is dropped into the catalyst regenerator 1.

즉, 납사는 라이저의 하부로 주입되어 고온의 촉매(재생 촉매 포함)와 만나면서 촉매 반응을 통하여 분해되기 시작한다. 납사는 라이저를 따라 상승하면서 계속 흡열 촉매 반응하여 분해된다.That is, the naphtha is injected into the bottom of the riser and begins to decompose through a catalytic reaction while encountering a high temperature catalyst (including a regenerated catalyst). As the naphtha rises along the riser, it continues to decompose by endothermic catalysis.

납사의 분해 반응 후, 고체 카본 입자들로 덮어지는 촉매, 즉 코킹 촉매와 분해 반응으로 생성된 올레핀은 사이클론으로 유입되어 서로 분리된다. 사이클론에서 분리되는 코킹 촉매는 촉매 재생기(1)로 떨어진다. 즉, 앞 공정의 촉매는 유입구(11)로 떨어져 촉매 재생기(1)로 공급된다.After the decomposition reaction of the naphtha, the catalyst covered with solid carbon particles, that is, the coking catalyst and the olefin produced by the decomposition reaction are introduced into the cyclone and separated from each other. The coking catalyst separated from the cyclone falls into the catalyst regenerator 1. That is, the catalyst of the previous process falls to the inlet 11 and is supplied to the catalyst regenerator 1.

제1실시예의 촉매 재생기(1)는 발열량이 높은 (제1, 제2)액상의 연료를 고상의 카본과 가스 상태로 개질하여, 반응 챔버(10)로 공급하여 반응 챔버(10) 내의 온도 균형을 형성하도록 구성된다.The catalyst regenerator 1 of the first embodiment reforms the (first, second) liquid fuel having a high calorific value into solid carbon and gas, and supplies it to the reaction chamber 10 to balance the temperature in the reaction chamber 10 It is configured to form.

제1실시예의 촉매 재생기(1)는 고상의 카본과 가스 상태(수소, 일산화탄소)의 개질가스에 추가로 공급되는 연소 공기로 코킹 촉매의 표면에 잔류하는 카본을 산화 제거하면서 촉매를 재생 및 가열시킨다.The catalyst regenerator 1 of the first embodiment regenerates and heats the catalyst while oxidatively removing carbon remaining on the surface of the caulking catalyst with combustion air that is additionally supplied to solid carbon and reforming gas in a gaseous state (hydrogen, carbon monoxide) .

제1실시예에서, 반응 챔버(10)는 유입구(11)를 통하여 재생공간(RGS)으로 들어오는 코킹 촉매를 재생공간(RGS)에서 재생 및 가열한 후 재생 촉매를 유출구(12)로 내보내도록 구성된다.In the first embodiment, the reaction chamber 10 is configured to regenerate and heat the caulking catalyst entering the regeneration space (RGS) through the inlet 11 in the regeneration space (RGS) and then send the regenerated catalyst to the outlet (12). do.

액상 연료 개질부(20)는 (제1, 제2)액상 연료를 부분산화시켜서, 수소, 일산화탄소 및 고상의 카본을 포함하는 개질가스를 생성하여 재생공간(RGS)으로 공급하도록 구성된다.The liquid fuel reformer 20 is configured to partially oxidize the (first and second) liquid fuels to generate reformed gas containing hydrogen, carbon monoxide, and solid carbon, and supply them to the regeneration space (RGS).

공기 공급부(30)는 반응 챔버(10) 내부의 재생공간(RGS)에 설치되어 개질가스를 연소시켜, 코킹 촉매를 재생 및 가열하도록 재생공간(RGS)에 연소 공기를 공급한다.The air supply unit 30 is installed in the regeneration space (RGS) inside the reaction chamber 10 to burn the reformed gas to supply combustion air to the regeneration space (RGS) to regenerate and heat the coking catalyst.

도 2는 도 1에 적용되는 액상 연료 개질부의 단면도이고, 도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ 선을 따라 자른 단면도이다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 액상 연료 개질부(20)는 하우징(21), 희박연소영역(LBA) 및 농후연소영역(RBA)을 포함한다.FIG. 2 is a cross-sectional view of the liquid fuel reformer applied to FIG. 1, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III of FIG. 2. 2 and 3, the liquid fuel reformer 20 includes a housing 21, a lean burn region (LBA), and a rich burn region (RBA).

하우징(21)은 반응 챔버(10)에 연결되어, 부분산화로 개질 생성한 개질가스를 반응 챔버(10) 내의 재생공간(RGS)으로 공급한다. 희박연소영역(LBA)은 하우징(21)의 일측에서 공급되는 제1액상 연료와 제1공기로 제1핫가스(HG1) 흐름을 형성한다. 제1핫가스(HG1) 흐름은 제1액상 연료와 제1공기에 의한 일반적인 연소로 형성된다.The housing 21 is connected to the reaction chamber 10 and supplies reformed gas generated by reforming by partial oxidation to the regeneration space RGS in the reaction chamber 10. The lean burn region LBA forms a first hot gas HG1 flow with first liquid fuel and first air supplied from one side of the housing 21. The first hot gas (HG1) flow is formed by general combustion by the first liquid fuel and the first air.

농후연소영역(RBA)은 희박연소영역(LBA)의 내측에 설치되는 연료 공급관(22)을 통하여 공급되는 제2액상 연료(LF2)로 제2핫가스(HG2) 흐름을 형성한다. 연료 공급관(22)으로 공급되는 제2액상 연료(LF2)는 제1핫가스(HG1) 흐름에 공급되어 공기 부족으로 인하여 부분산화된다. The rich combustion region RBA forms a second hot gas (HG2) flow with the second liquid fuel LF2 supplied through the fuel supply pipe 22 installed inside the lean combustion region LBA. The second liquid fuel LF2 supplied to the fuel supply pipe 22 is supplied to the first hot gas (HG1) stream and is partially oxidized due to lack of air.

하우징(21)은 농후연소영역(RBA)에서보다 희박연소영역(LBA)에서 확장되는 확장부(211)를 포함하여 형성된다. 따라서 하우징(21)은 확장부(211)를 통하여 희박연소영역(LBA)에서 제1액상 연료의 공급량에 비하여 제1공기의 공급량을 크게 증대하므로, 보다 완전한 희박연소를 가능하게 하여 제1핫가스를 생성 및 공급할 수 있다.The housing 21 is formed to include an extension 211 that extends in the lean burn region LBA rather than in the rich burn region RBA. Therefore, the housing 21 greatly increases the supply amount of the first air compared to the supply amount of the first liquid fuel in the lean burn region LBA through the expansion portion 211, thereby enabling a more complete lean burn and allowing the first hot gas. Can produce and supply.

도 4는 도 2의 액상 연료 개질부의 희박연소영역과 농후연소영역에 대한 당량비와 온도 관계를 도시한 그래프이다. 도 4를 참조하면, 제2핫가스(HG2) 흐름은 제1핫가스와 제2액상 연료(LF2)의 부분산화로 형성된다. 따라서 농후연소영역(RBA)은 희박연소영역(LBA)에서보다 높은 당량비로 연소된다.FIG. 4 is a graph showing the equivalence ratio and temperature relationship for the lean burn region and the rich burn region of the liquid fuel reformer in FIG. 2. Referring to FIG. 4, the second hot gas (HG2) flow is formed by partial oxidation of the first hot gas and the second liquid fuel (LF2). Therefore, the rich combustion zone (RBA) is burned at a higher equivalent ratio than in the lean burn zone (LBA).

희박연소영역(LBA)에서는 당량비와 연소 온도가 대략 비례 관계로 나타나며, 연료 공급관(22)을 통하여 제2액상 연료(LF2)를 공급한 후에 형성되는 농후연소영역(RBA)에서는 당량비와 연소 온도가 대략 반비례 관계로 나타난다. In the lean burn region (LBA), the equivalence ratio and the combustion temperature appear in a roughly proportional relationship. Approximately inversely related.

이때, 제2액상 연료(LF2)의 부분 산화로 인하여, 수소, 일산화탄소 및 고상의 카본을 포함하는 개질가스가 생성된다. 따라서 내부관(24)의 내부에 설정되는 제2핫가스 흐름 통로(P2)는 고상의 카본이 포함된 개질가스를 반응 챔버(10)로 공급한다.At this time, due to the partial oxidation of the second liquid fuel LF2, a reforming gas containing hydrogen, carbon monoxide and solid carbon is generated. Therefore, the second hot gas flow passage P2 set inside the inner tube 24 supplies the reformed gas containing solid carbon to the reaction chamber 10.

다시 도 2 내지 도 3을 참조하여, 구체적으로 설명하면, 하우징(21)은 농후연소영역(RBA)에서 내부에 스페이서(23)를 개재하여 설치되는 내부관(24)을 더 포함한다. 스페이서(23)는 복수로 구비되어, 하우징(21)의 내면 및 내부관(24)의 외면에서 원주 방향을 따라 이격 배치된다.Referring again to FIGS. 2 to 3, in detail, the housing 21 further includes an inner tube 24 installed through a spacer 23 therein in the rich combustion region RBA. The spacers 23 are provided in plural, and are spaced apart along the circumferential direction from the inner surface of the housing 21 and the outer surface of the inner tube 24.

따라서 내부관(24)의 외면과 하우징(21)의 내면은 서로의 사이 및 이웃하는 스페이서들(23) 사이에서 제1핫가스 흐름 통로(P1)를 설정한다. 이로써, 제1핫가스 흐름 통로(P1)는 희박연소영역(LBA)에서 연소된 제1핫가스를 흐르게 한다.Therefore, the outer surface of the inner tube 24 and the inner surface of the housing 21 establish a first hot gas flow passage P1 between each other and between adjacent spacers 23. As a result, the first hot gas flow passage P1 flows the first hot gas burned in the lean burn region LBA.

그리고 내부관(24)의 내면은 제2핫가스 흐름 통로(P2)를 설정하여 제2핫가스를 흐르게 한다. 제1핫가스(HG1)와 제2액상 연료(LF2)의 부분산화로 형성된 제2핫가스(HG2) 흐름은 제1핫가스 흐름 통로(P1)로 흐르는 제1핫가스(HG1) 흐름에 의하여, 보온되어 제2핫가스(HG2)의 고온 흐름을 가능하게 한다. 제2핫가스(HG2)는 수소, 일산화탄소 및 고상의 카본을 포함하는 개질가스이다.In addition, the inner surface of the inner tube 24 sets the second hot gas flow passage P2 to flow the second hot gas. The second hot gas (HG2) flow formed by partial oxidation of the first hot gas (HG1) and the second liquid fuel (LF2) is generated by the first hot gas (HG1) flow flowing into the first hot gas flow passage (P1). , Insulated to enable high temperature flow of the second hot gas (HG2). The second hot gas (HG2) is a reforming gas containing hydrogen, carbon monoxide and solid carbon.

따라서 제2핫가스 흐름 통로(P2)를 설정하는 내부관(24)의 내부 벽면은 개질가스를 고온으로 유지하게 되고, 이로 인하여, 내부 벽면에 대하여 개질가스에 포함된 고상 카본의 흡착이 최소화 될 수 있다.Therefore, the inner wall surface of the inner tube 24 that sets the second hot gas flow passage P2 maintains the reformed gas at a high temperature, thereby minimizing the adsorption of solid carbon contained in the reformed gas to the inner wall surface. You can.

또한, 내부관(24)은 제1핫가스 흐름 통로(P1)를 경유한 제1핫가스(HG1)를 제2핫가스 흐름 통로(P2)로 유도하도록 제1, 제2핫가스 흐름 통로(P1, P2)의 끝 부분에 유도구(25)를 구비한다.In addition, the inner tube 24 is the first and second hot gas flow passage (P1) to guide the first hot gas (HG1) via the first hot gas flow passage (P1) to the second hot gas flow passage (P2) ( P1, P2) is provided with an induction port 25 at the ends.

유도구(25)는 복수로 구비되며, 내부관(24)의 원주 방향을 따라 등간격으로 구비되어, 제1핫가스(HG1)가 제2핫가스(HG2)에 균일하게 공급될 수 있게 한다. 또한 유도구(25)는 반응 챔버(10)에 인접하여 형성되므로 제1, 제2핫가스(HG1, HG2)를 반응 챔버(10)의 재생공간(RGS)으로 공급할 수 있다.The induction port 25 is provided in plural, and is provided at equal intervals along the circumferential direction of the inner tube 24, so that the first hot gas HG1 can be uniformly supplied to the second hot gas HG2. . In addition, since the induction port 25 is formed adjacent to the reaction chamber 10, the first and second hot gases HG1 and HG2 can be supplied to the regeneration space RGS of the reaction chamber 10.

이때, 하우징(21)과 내부관(24)의 길이 방향 끝 부분(반응 챔버(10)에 인접하는)에서, 스페이서(26)는 하우징(21)과 내부관(24) 사이를 원주 방향으로 완전히 밀폐할 수 있다. At this time, at the longitudinal ends of the housing 21 and the inner tube 24 (adjacent to the reaction chamber 10), the spacer 26 is completely circumferentially between the housing 21 and the inner tube 24. It can be sealed.

또한, 스페이서(26)는 복수로 구비되어 원주 방향을 따라 등간격을 배치될 수도 있다. 이 경우, 제1핫가스(HG1)는 제1, 제2핫가스 흐름 통로(P1, P2)를 통하여 반응 챔버(10)로 공급될 수 있다.In addition, a plurality of spacers 26 may be provided to be disposed at equal intervals along the circumferential direction. In this case, the first hot gas HG1 may be supplied to the reaction chamber 10 through the first and second hot gas flow passages P1 and P2.

다시 도 1을 참조하면, 액상 연료 개질부(20)의 제2핫가스 흐름 통로(P2) 또는 제1, 제2핫가스 흐름 통로(P1, P2)를 통하여 반응 챔버(10)로 공급되는 제1, 제2핫가스(HG1, HG2)는 재생공간(RGS)에서 공급되는 연소 공기에 의하여 더 연소되면서, 촉매 표면에 코킹된 카본을 연속시켜 촉매를 재생하면서 촉매의 온도를 상승시킨다.Referring back to FIG. 1, the second hot gas flow passage P2 or the first and second hot gas flow passages P1 and P2 of the liquid fuel reformer 20 is supplied to the reaction chamber 10. 1, the second hot gas (HG1, HG2) is further combusted by the combustion air supplied from the regeneration space (RGS), while continuously regenerating the catalyst by sintering the carbon on the catalyst surface to raise the temperature of the catalyst.

이와 같이, 제1실시예는 발열량이 높은 액상의 연료를 사용하면서 고상의 카본과 가스 상태로 개질하여 반응 챔버(10)로 공급하여, 코킹 촉매를 개질하고 촉매의 온도를 상승시키므로 반응 챔버(10) 내에서 온도 균형을 형성한다. 즉 반응 챔버(10) 내에서 핫스팟의 발생이 방지된다.As described above, the first embodiment reforms the solid carbon and gas while supplying the liquid fuel having a high calorific value to the reaction chamber 10, thereby reforming the caulking catalyst and raising the temperature of the catalyst. ) To form a temperature balance. That is, the occurrence of hot spots in the reaction chamber 10 is prevented.

재생 및 가열된 촉매는 유출구(12)를 통하여 유출된다. 일례를 들면, 유출된 재생 촉매는 납사와 촉매를 혼합하여, 납사의 분해 반응을 일으키는 데 사용된다. 이 공정에서 코킹 된 촉매와 생성된 올레핀은 사이클론(미도시)에서 분리되고, 코킹된 촉매는 촉매 재생기(1)로 공급되어 재생 및 승온되어 재사용된다.The regenerated and heated catalyst flows out through outlet 12. For example, the effluent regenerated catalyst is used to mix the naphtha and the catalyst to cause a decomposition reaction of the naphtha. In this process, the cokeed catalyst and the produced olefin are separated from a cyclone (not shown), and the cokeed catalyst is supplied to the catalyst regenerator 1 and regenerated and heated to be reused.

이하 본 발명의 다양한 실시예들에 대하여 설명한다. 제1실시예 및 기 설명된 실시예와 동일한 부분에 대한 설명을 생략하고, 서로 다른 부분에 대하여 설명한다.Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described. Descriptions of the same parts as in the first embodiment and the previously described embodiments are omitted, and different parts are described.

도 5는 본 발명의 제2실시예에 적용되는 액상 연료 개질부의 단면도이다. 도 5를 참조하면, 제2실시예의 액상 연료 개질부(220)에서, 하우징(21)은 농후연소영역(RBA)에서보다 희박연소영역(LBA)에서 확장 형성된 확장부(211)에 플라즈마 점화/연소부(27)를 더 포함한다.5 is a cross-sectional view of a liquid fuel reformer applied to a second embodiment of the present invention. Referring to FIG. 5, in the liquid fuel reforming unit 220 of the second embodiment, the housing 21 is plasma-ignited / expanded to the expansion 211 formed in the lean combustion region LBA than in the rich combustion region RBA. The combustion unit 27 is further included.

플라즈마 점화/연소부(27)는 제1액상 연료 및 제1공기에 의하여 플라즈마를 발생시켜 점화 연소 작용하므로 제1실시예와 비교할 때, 제1액상 연료와 제1공기가 더 희박한 연소를 구현하여, 희박연소영역(LBA)에서 보다 안정적인 연소를 구현할 수 있다.Since the plasma ignition / combustion unit 27 generates plasma by the first liquid fuel and the first air, the plasma ignition / combustion unit acts as an ignition combustion, thereby realizing a lean combustion of the first liquid fuel and the first air as compared to the first embodiment. , More stable combustion can be realized in the lean burn region (LBA).

따라서 제2실시예는 제1실시예에 비하여, 연료 공급관(22)을 통하여 공급되는 제2액상 연료(LF2)를 농후연소영역(RBA)에서 부분산화를 더욱 가능하게 하여, 수소, 일산화탄소 및 고상의 카본을 포함하는 개질가스를 생성하여 반응 챔버(10)로 공급한다.Therefore, in the second embodiment, partial oxidation of the second liquid fuel LF2 supplied through the fuel supply pipe 22 in the rich combustion region RBA is possible, compared to the first embodiment, such as hydrogen, carbon monoxide, and solid phase. The reformed gas containing carbon is generated and supplied to the reaction chamber 10.

이와 같이, 제2실시예는 플라즈마 점화/연소부(27)를 이용하여 희박연소영역(LBA)에서 연소를 안정적으로 구현하므로 농후연소영역(RBA)에서 부분산화를 효과적으로 구현하여 생성된 고상의 카본을 포함하는 개질가스를 반응 챔버(10)로 공급하여 코킹 촉매를 개질한다. As described above, since the second embodiment stably implements combustion in the lean burn region (LBA) using the plasma ignition / combustion unit 27, the solid carbon generated by effectively implementing partial oxidation in the rich burn region (RBA) Coking catalyst is reformed by supplying a reforming gas comprising a to the reaction chamber 10.

따라서 제1실시예에 비하여, 제2실시예는 반응 챔버(10) 내에서 온도 균형을 더욱 형성하고, 반응 챔버(10) 내에서 핫스팟의 발생을 더욱 방지한다.Therefore, compared to the first embodiment, the second embodiment further forms a temperature balance in the reaction chamber 10, and further prevents the occurrence of hot spots in the reaction chamber 10.

도 6은 본 발명의 제3실시예에 적용되는 액상 연료 개질부의 단면도이다. 도 6을 참조하면, 제3실시예의 액상 연료 개질부(320)에서, 하우징(21)은 농후연소영역(RBA)에 설치되어 고온노출 시간을 증대시키는 고온노출 증대부재(28)를 포함한다.6 is a cross-sectional view of a liquid fuel reformer applied to a third embodiment of the present invention. Referring to FIG. 6, in the liquid fuel reformer 320 of the third embodiment, the housing 21 includes a high temperature exposure increasing member 28 installed in the rich combustion region RBA to increase the high temperature exposure time.

고온노출 증대부재(28)는 내열성을 갖는다. 일례로써, 고온노출 증대부재(28)는 메탈폼(metal form), 메탈메쉬(metal mesh) 또는 세라믹 모노리스(ceramic monolith)를 더 포함한다.The high temperature exposure increasing member 28 has heat resistance. As an example, the high temperature exposure increasing member 28 further includes a metal form, a metal mesh, or a ceramic monolith.

고온노출 증대부재(28)는 희박연소영역(LBA)에서 연소된 제1핫가스(HG1)의 제1핫가스 흐름 및 연료 공급관(22)으로 공급되는 제2액상 연료(LF2)를 장시간 노출시켜서, 제2액상 연료(LF2)를 기화 및 개질시킨다. 따라서 액상 연료 개질부(320)는 희박연소영역(LBA)에서 부분산화된 수소, 일산화탄소 및 고상의 카본을 포함하는 개질가스를 반응 챔버(10)로 공급한다. The high temperature exposure increasing member 28 exposes the first hot gas flow of the first hot gas HG1 burned in the lean burn region LBA and the second liquid fuel LF2 supplied to the fuel supply pipe 22 for a long time. , The second liquid fuel (LF2) is vaporized and reformed. Therefore, the liquid fuel reforming unit 320 supplies reforming gas containing partially oxidized hydrogen, carbon monoxide and solid carbon in the lean combustion region LBA to the reaction chamber 10.

이와 같이, 제3실시예는 고온노출 증대부재(28)를 이용하여 농후연소영역(RBA)에서 부분산화를 효과적으로 구현하여 생성된 고상의 카본을 포함하는 개질가스를 반응 챔버(10)로 공급하여 코킹 촉매를 개질 및 가열한다. As described above, the third embodiment effectively implements partial oxidation in the rich combustion region (RBA) using the high temperature exposure increasing member 28 to supply the reformed gas containing solid carbon generated to the reaction chamber 10 The coking catalyst is reformed and heated.

따라서 제1실시예에 비하여, 제3실시예는 반응 챔버(10) 내에서 온도 균형을 더욱 형성하고, 반응 챔버(10) 내에서 핫스팟의 발생을 더욱 방지할 수 있다.Therefore, compared to the first embodiment, the third embodiment can further form a temperature balance in the reaction chamber 10, and further prevent the occurrence of hot spots in the reaction chamber 10.

도 7은 본 발명의 제4실시예에 적용되는 액상 연료 개질부의 단면도이다. 도 7을 참조하면, 제4실시예의 액상 연료 개질부(420)에서, 하우징(21)은 외면에 설치되어 내부 온도를 높이는 가열부재(29)를 더 포함한다.7 is a cross-sectional view of a liquid fuel reformer applied to a fourth embodiment of the present invention. Referring to FIG. 7, in the liquid fuel reforming unit 420 of the fourth embodiment, the housing 21 is further provided with a heating member 29 installed on the outer surface to increase the internal temperature.

일례로써, 가열부재(29)는 단열재, 전기히터 또는 열교환기를 포함한다. 보다 구체적으로 보면, 가열부재(29)는 하우징(21)의 농후연소영역(RBA)에 설치된다. 가열부재(29)는 농후연소영역(RBA)에서 제2액체 연료를 개질할 때, 내부관(24)의 내부를 가열시킨다.As an example, the heating member 29 includes an insulating material, an electric heater or a heat exchanger. More specifically, the heating member 29 is installed in the rich combustion area RBA of the housing 21. The heating member 29 heats the inside of the inner tube 24 when reforming the second liquid fuel in the rich combustion region RBA.

고상의 카본은 온도가 높을수록 내부관(24)의 내 표면에 흡착 및 성장하지 않는 특성을 갖는다. 따라서 가열부재(29)는 내부관(24) 내의 온도를 상승시켜 제2액상 연료(LF2)의 부분산화시, 발생하는 고상의 카본이 내부관(24)의 내면에 흡착되는 것을 방지한다. 고상 카본이 내부관(24)의 내 표면에 흡착되는 것은 온도의 영향을 가장 크게 받는다.The solid carbon has a characteristic that the higher the temperature, the less the adsorption and growth on the inner surface of the inner tube 24. Therefore, the heating member 29 increases the temperature in the inner tube 24 to prevent solid carbon generated during partial oxidation of the second liquid fuel LF2 from being adsorbed on the inner surface of the inner tube 24. The solid carbon is adsorbed on the inner surface of the inner tube 24 is most affected by temperature.

이와 같이, 제4실시예는 가열부재(29)를 이용하여, 농후연소영역(RBA)에서 부분산화를 효과적으로 구현하여 생성된 고상의 카본을 포함하는 개질가스를 반응 챔버(10)로 공급하여 코킹 촉매를 재생 및 가열한다.As described above, the fourth embodiment uses the heating member 29 to supply the reformed gas containing solid carbon generated by effectively implementing partial oxidation in the rich combustion region (RBA) to the reaction chamber 10 and caulking. The catalyst is regenerated and heated.

따라서 제1실시예에 비하여, 제4실시예는 반응 챔버(10) 내에서 온도 균형을 더욱 형성하고, 반응 챔버(10) 내에서 핫스팟의 발생을 더욱 방지할 수 있다.Therefore, compared to the first embodiment, the fourth embodiment can further form a temperature balance in the reaction chamber 10, and further prevent the occurrence of hot spots in the reaction chamber 10.

도 8은 본 발명의 제5실시예에 따른 액상 연료 개질부를 포함하는 촉매 재생기의 단면도이다. 도 8을 참조하면, 제5실시예의 촉매 재생기(5)는 액상 연료 개질부를 반응 챔버(210)의 하측에 복수로 배치하고 있다.8 is a cross-sectional view of a catalyst regenerator including a liquid fuel reformer according to a fifth embodiment of the present invention. Referring to FIG. 8, the catalyst regenerator 5 of the fifth embodiment has a plurality of liquid fuel reforming parts disposed below the reaction chamber 210.

예를 들면, 액상 연료 개질부는 N 개의 액상 연료 개질부(521~52N)를 포함할 수 있다. 이때, N 개의 액상 연료 개질부(521~52N)는 고상의 카본을 주성분으로 하며 다른 기상 가스를 포함하는 개질가스를 반응 챔버(10) 내의 재생공간(RGS)로 공급하여, 재생공간(RGS)에서 연소 공기에 의하여 연소하면서, 촉매 표면에 코킹된 카본을 연속시켜 촉매를 재생하면서 촉매의 온도를 상승시킨다.For example, the liquid fuel reforming unit may include N liquid fuel reforming units 521 to 52N. At this time, the N liquid fuel reforming units 521 to 52N have solid carbon as a main component, and supply reforming gas containing other gaseous gases to the regeneration space RGS in the reaction chamber 10, and regeneration space RGS. While burning by the combustion air, the temperature of the catalyst is raised while regenerating the catalyst by continuously sequencing the cokeed carbon on the catalyst surface.

도 9는 본 발명의 제6실시예에 적용되는 액상 연료 개질부의 단면도이다. 도 9를 참조하면, 제6실시예의 액상 연료 개질부(620)에서, 하우징(21)은 농후연소영역(RBA)의 외부에 설치되는 외부관(31)을 더 포함한다.9 is a cross-sectional view of a liquid fuel reformer applied to a sixth embodiment of the present invention. Referring to FIG. 9, in the liquid fuel reforming unit 620 of the sixth embodiment, the housing 21 further includes an outer tube 31 installed outside the rich combustion region RBA.

하우징(21)의 외면과 외부관(31)의 내면은 서로의 사이에 제2공기 흐름 통로(P3)를 설정하여 제2공기(A2)를 흐르게 한다.The outer surface of the housing 21 and the inner surface of the outer tube 31 set the second air flow passage P3 between each other to flow the second air A2.

제2공기 흐름 통로(P3)를 통하여 공급되는 제2공기(A2)는 제1액상 연료, 제2액상 연료(LF2) 및 제1공기의 혼합 비율에 따라 농후연소영역(RBA)의 온도가 과도하게 높아질 때, 하우징(21)의 외면을 냉각하므로 내부관(24)의 내면에 형성되는 제2핫가스 흐름 통로(P2)의 온도를 안정적으로 유지 및 구현할 수 있다.In the second air A2 supplied through the second air flow passage P3, the temperature of the rich combustion region RBA is excessive depending on the mixing ratio of the first liquid fuel, the second liquid fuel LF2 and the first air. When it is high, since the outer surface of the housing 21 is cooled, it is possible to stably maintain and implement the temperature of the second hot gas flow passage P2 formed on the inner surface of the inner tube 24.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.Although the preferred embodiment of the present invention has been described through the above, the present invention is not limited thereto, and it is possible to carry out various modifications within the scope of the claims and detailed description of the invention and the accompanying drawings. Naturally, it is within the scope of the invention.

1: 촉매 재생기 10, 210: 반응 챔버
11: 유입구 12: 유출구
20, 220, 320, 521~52N, 620: 액상 연료 개질부
21: 하우징 22: 연료 공급관
23, 26: 스페이서 24: 내부관
25: 유도구 27: 플라즈마 점화/연소부
28: 고온노출 증대부재 29: 가열부재
30: 공기 공급부 31: 외부관
211: 확장부 A2: 제2공기
HG1: 제1핫가스 HG2: 제2핫가스
LBA: 희박연소영역 LF2: 제2액상 연료
P1: 제1핫가스 흐름 통로 P2: 제2핫가스 흐름 통로
P3: 제2공기 흐름 통로 RBA: 농후연소영역
RGS: 재생공간
1: catalytic regenerators 10, 210: reaction chamber
11: inlet 12: outlet
20, 220, 320, 521 ~ 52N, 620: liquid fuel reformer
21: housing 22: fuel supply pipe
23, 26: spacer 24: inner tube
25: induction port 27: plasma ignition / combustion unit
28: high temperature exposure increasing member 29: heating member
30: air supply 31: outer tube
211: extension A2: second air
HG1: First hot gas HG2: Second hot gas
LBA: lean burn zone LF2: second liquid fuel
P1: First hot gas flow passage P2: Second hot gas flow passage
P3: 2nd air flow passage RBA: Thick combustion area
RGS: Play area

Claims (13)

유입구를 통하여 재생공간으로 들어오는 코킹 촉매를 재생 및 가열한 후 재생 촉매를 유출구로 내보내는 반응 챔버;
상기 반응 챔버에 연결되어 액상 연료의 부분산화로 수소, 일산화탄소 및 고상의 카본을 포함하는 개질가스를 생성하여 상기 재생공간으로 공급하는 액상 연료 개질부; 및
상기 재생공간에 설치되어 상기 개질가스를 연소시켜 코킹 촉매를 재생 및 가열하도록 연소 공기를 공급하는 공기 공급부
를 포함하며,
상기 액상 연료 개질부는
상기 반응 챔버에 연결되고, 공급되는 제1액상 연료와 제1공기로 제1핫가스 흐름을 형성하는 희박연소영역, 및
상기 희박연소영역의 내측에 공급되는 제2액상 연료로 제2핫가스 흐름을 형성하는 농후연소영역
을 포함하는 촉매 재생기.
A reaction chamber that regenerates and heats the caulking catalyst entering the regeneration space through the inlet and then sends the regenerated catalyst to the outlet;
A liquid fuel reformer connected to the reaction chamber to generate a reforming gas containing hydrogen, carbon monoxide, and solid carbon through partial oxidation of liquid fuel and supplying it to the regeneration space; And
An air supply unit installed in the regeneration space to supply combustion air to regenerate and heat the coking catalyst by burning the reformed gas.
It includes,
The liquid fuel reformer
A lean combustion region connected to the reaction chamber and forming a first hot gas flow with supplied first liquid fuel and first air, and
A rich combustion zone that forms a second hot gas stream with a second liquid fuel supplied inside the lean combustion zone.
Catalyst regenerator comprising a.
유입구를 통하여 재생공간으로 들어오는 코킹 촉매를 재생 및 가열한 후 재생 촉매를 유출구로 내보내는 반응 챔버;
상기 반응 챔버에 연결되어 액상 연료의 부분산화로 수소, 일산화탄소 및 고상의 카본을 포함하는 개질가스를 생성하여 상기 재생공간으로 공급하는 액상 연료 개질부; 및
상기 재생공간에 설치되어 상기 개질가스를 연소시켜 코킹 촉매를 재생 및 가열하도록 연소 공기를 공급하는 공기 공급부
를 포함하며,
상기 액상 연료 개질부는
상기 반응 챔버에 연결되는 하우징,
상기 하우징의 일측에서 공급되는 제1액상 연료와 제1공기로 제1핫가스 흐름을 형성하는 희박연소영역, 및
상기 희박연소영역의 내측에 설치되는 연료 공급관을 통하여 공급되는 제2액상 연료로 제2핫가스 흐름을 형성하는 농후연소영역
을 포함하는 촉매 재생기.
A reaction chamber that regenerates and heats the caulking catalyst entering the regeneration space through the inlet and then sends the regenerated catalyst to the outlet;
A liquid fuel reformer connected to the reaction chamber to generate a reforming gas containing hydrogen, carbon monoxide, and solid carbon through partial oxidation of liquid fuel and supplying it to the regeneration space; And
An air supply unit installed in the regeneration space to supply combustion air to regenerate and heat the coking catalyst by burning the reformed gas.
It includes,
The liquid fuel reformer
A housing connected to the reaction chamber,
A lean combustion region forming a first hot gas flow with the first liquid fuel and the first air supplied from one side of the housing, and
A rich combustion zone that forms a second hot gas stream from the second liquid fuel supplied through a fuel supply pipe installed inside the lean combustion zone.
Catalyst regenerator comprising a.
제2항에 있어서,
상기 하우징은,
상기 농후연소영역에서 내부에 스페이서를 개재하여 설치되는 내부관
을 더 포함하는 촉매 재생기.
According to claim 2,
The housing,
An inner tube installed through a spacer in the rich combustion region.
Catalyst regenerator further comprising a.
제3항에 있어서,
상기 내부관의 외면과 상기 하우징의 내면은 서로의 사이에 제1핫가스 흐름 통로를 설정하여 제1핫가스를 흐르게 하고,
상기 내부관의 내면은 제2핫가스 흐름 통로를 설정하여 제2핫가스를 흐르게 하는 촉매 재생기.
According to claim 3,
The outer surface of the inner tube and the inner surface of the housing set a first hot gas flow passage between each other to flow the first hot gas,
The inner surface of the inner tube is a catalyst regenerator that sets a second hot gas flow passage to flow the second hot gas.
제2항에 있어서,
상기 농후연소영역은
상기 희박연소영역에서보다 높은 당량비로 연소되는 촉매 재생기.
According to claim 2,
The rich combustion area
A catalyst regenerator that burns at a higher equivalent ratio than in the lean burn zone.
제2항에 있어서,
상기 하우징은
상기 농후연소영역의 외부에 설치되는 외부관
을 더 포함하는 촉매 재생기.
According to claim 2,
The housing
External tube installed outside the rich combustion area
Catalyst regenerator further comprising a.
제6항에 있어서,
상기 하우징의 외면과 상기 외부관의 내면은
서로의 사이에 제2공기 흐름 통로를 설정하여 제2공기를 흐르게 하는 촉매 재생기.
The method of claim 6,
The outer surface of the housing and the inner surface of the outer tube
A catalyst regenerator that sets the second air flow passage between each other to flow the second air.
제2항에 있어서,
상기 하우징은
상기 농후연소영역에서보다 상기 희박연소영역에서 확장 형성되는 확장부를 포함하고,
상기 확장부에 설치되어 제1액상 연료 및 제1공기에 의하여 플라즈마를 발생시키고 점화 연소하는 플라즈마 점화/연소부
를 더 포함하는 촉매 재생기.
According to claim 2,
The housing
And an extension portion that is formed to be expanded in the lean burn region than in the rich burn region.
Plasma ignition / combustion unit installed in the expansion unit to generate plasma and ignite and burn plasma by first liquid fuel and first air
Catalyst regenerator further comprising a.
제2항에 있어서,
상기 하우징은
상기 농후연소영역에 설치되어 고온노출 시간을 증대시키는 고온노출 증대부재를 더 포함하는 촉매 재생기.
According to claim 2,
The housing
A catalyst regenerator further comprising a high temperature exposure increasing member installed in the rich combustion region to increase a high temperature exposure time.
제9항에 있어서,
상기 고온노출 증대부재는
메탈폼, 메탈메쉬 또는 세라믹 모노리스(monolith)를 더 포함하는 촉매 재생기.
The method of claim 9,
The high temperature exposure increasing member
Catalyst regenerator further comprising a metal foam, metal mesh or ceramic monolith.
제2항에 있어서,
상기 하우징은
외면에 설치되어 내부 온도를 높이는 가열부재를 더 포함하는 촉매 재생기.
According to claim 2,
The housing
A catalyst regenerator further comprising a heating member installed on the outer surface to increase the internal temperature.
제11항에 있어서,
상기 가열부재는 단열재, 전기히터 또는 열교환기를 포함하는 촉매 재생기.
The method of claim 11,
The heating member is a catalyst regenerator comprising an insulating material, an electric heater or a heat exchanger.
제2항에 있어서,
상기 액상 연료 개질부는
상기 반응 챔버의 하측에 복수로 배치되는 촉매 재생기.
According to claim 2,
The liquid fuel reformer
A catalyst regenerator disposed in plurality in the lower side of the reaction chamber.
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