KR102121986B1 - Multistage combustion type of catalyst regenerator and regeneration method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예는 재생 대상인 코킹 촉매가 고온 환경에 노출되는 것을 방지하는 다단 연소 방식의 촉매 재생기에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 다단 연소 방식의 촉매 재생기는, 기상 연료 및 공기의 흐름 방향과 반대 방향으로 코킹 촉매를 유동시키며, 유입구로 유입되는 코킹 촉매를 재생공간에서 재생한 후 재생된 촉매를 유출구로 유출하는 반응 챔버, 상기 반응 챔버 내부에서 상기 유입구에 인접하여 구비되며, 기상 연료의 부분산화로 수소, 일산화탄소 및 고상의 카본을 생성하여 코킹 촉매에 열을 공급하고, 생성된 수소, 일산화탄소 및 고상의 카본을 연소시켜 수증기 및 이산화탄소를 생성하는 제1연소영역, 상기 제1연소영역에 연결되는 상기 반응 챔버 내부에서 상기 유출구에 인접하여 구비되며, 추가로 공급되는 공기로 코킹 촉매의 표면에 잔류하는 카본을 산화 제거하는 제2연소영역을 포함한다.One embodiment of the present invention relates to a multi-stage combustion type catalyst regenerator that prevents the regeneration target caulking catalyst from being exposed to a high temperature environment. The multi-stage combustion type catalyst regenerator according to an embodiment of the present invention flows coking catalyst in a direction opposite to the flow direction of gaseous fuel and air, and regenerates the regenerated catalyst after regenerating the coking catalyst flowing into the inlet in the regeneration space. A reaction chamber flowing out to an outlet is provided adjacent to the inlet in the reaction chamber, and generates hydrogen, carbon monoxide and solid carbon by partial oxidation of gaseous fuel to supply heat to the caulking catalyst, and the generated hydrogen, carbon monoxide, and A first combustion region for generating water vapor and carbon dioxide by burning solid carbon, provided adjacent to the outlet in the reaction chamber connected to the first combustion region, and remaining on the surface of the caulking catalyst with additionally supplied air And a second combustion region for oxidatively removing carbon.

Description

다단 연소 방식의 촉매 재생기 및 그 재생방법 {MULTISTAGE COMBUSTION TYPE OF CATALYST REGENERATOR AND REGENERATION METHOD THEREOF}Multistage combustion catalyst regenerator and its regeneration method {MULTISTAGE COMBUSTION TYPE OF CATALYST REGENERATOR AND REGENERATION METHOD THEREOF}

본 발명은 다단 연소 방식의 촉매 재생기 및 그 재생방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 재생 대상인 코킹 촉매가 고온 환경에 노출되는 것을 방지하는 다단 연소 방식의 촉매 재생기 및 그 재생방법에 관한 것이다.The present invention relates to a multi-stage combustion type catalyst regenerator and a regeneration method thereof, and more particularly, to a multi-stage combustion type catalyst regenerator for preventing the regeneration target caulking catalyst from being exposed to a high temperature environment and the regeneration method.

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 materials 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.

이와 같이 액상 연료를 분사하는 방식은 연료의 낮은 분산 성능으로 인하여, 촉매 유동층 내에서 열이 집중되는 핫스팟(hot spot)을 발생시킬 수 있다. 핫스팟의 발생은 재생 대상인 코킹 촉매를 고온에 노출시키게 된다.As such, the method of injecting the liquid fuel may generate a hot spot in which heat is concentrated in the catalyst fluidized bed due to the low dispersion performance of the fuel. The occurrence of hot spots exposes the regenerated caulking catalyst to high temperatures.

고온에 노출된 촉매는 재생 후, 촉매의 성능이 감소된다. 따라서 촉매의 교체 주기가 짧아지게 된다. 이는 올레핀 생산 공정에서 공정 비용을 증가시키게 된다.After regeneration of the catalyst exposed to high temperature, the performance of the catalyst is reduced. Therefore, the replacement cycle of the catalyst is shortened. This increases the process cost in the olefin production process.

본 발명의 일 실시예는 재생 대상인 코킹 촉매가 고온 환경에 노출되는 것을 방지하는 다단 연소 방식의 촉매 재생기에 관한 것이다. 또한 본 발명의 일 실시예는 상기 다단 연소 방식의 촉매 재생기를 사용하여 코킹 촉매를 재생하는 다단 연소 방식의 촉매 재생방법에 관한 것이다.One embodiment of the present invention relates to a multi-stage combustion type catalyst regenerator that prevents the regeneration target caulking catalyst from being exposed to a high temperature environment. In addition, an embodiment of the present invention relates to a catalyst regeneration method of a multistage combustion method in which a coking catalyst is regenerated using the multistage combustion type catalyst regenerator.

본 발명의 일 실시예에 따른 다단 연소 방식의 촉매 재생기는, 기상 연료 및 공기의 흐름 방향과 반대 방향으로 코킹 촉매를 유동시키며, 유입구로 유입되는 코킹 촉매를 재생공간에서 재생한 후 재생된 촉매를 유출구로 유출하는 반응 챔버, 상기 반응 챔버 내부에서 상기 유입구에 인접하여 구비되며, 기상 연료의 부분산화로 수소, 일산화탄소 및 고상의 카본을 생성하여 코킹 촉매에 열을 공급하고, 생성된 수소, 일산화탄소 및 고상의 카본을 연소시켜 수증기 및 이산화탄소를 생성하는 제1연소영역, 상기 제1연소영역에 연결되는 상기 반응 챔버 내부에서 상기 유출구에 인접하여 구비되며, 추가로 공급되는 공기로 코킹 촉매의 표면에 잔류하는 카본을 산화 제거하는 제2연소영역을 포함한다.The multi-stage combustion type catalyst regenerator according to an embodiment of the present invention flows coking catalyst in a direction opposite to the flow direction of gaseous fuel and air, and regenerates the regenerated catalyst after regenerating the coking catalyst flowing into the inlet in the regeneration space. A reaction chamber flowing out to an outlet is provided adjacent to the inlet in the reaction chamber, and generates hydrogen, carbon monoxide and solid carbon by partial oxidation of gaseous fuel to supply heat to the caulking catalyst, and the generated hydrogen, carbon monoxide, and A first combustion region for generating water vapor and carbon dioxide by burning solid carbon, provided adjacent to the outlet in the reaction chamber connected to the first combustion region, and remaining on the surface of the caulking catalyst with additionally supplied air And a second combustion region for oxidatively removing carbon.

상기 제2연소영역은 상기 반응 챔버 내부의 상기 유출구 측에 구비되어, 공기를 공급하는 잔류 카본 제거용 공기 공급부를 포함할 수 있다.The second combustion region may be provided at the outlet side inside the reaction chamber, and may include an air supply unit for removing residual carbon to supply air.

상기 제1연소영역은 공급되는 기상 연료의 연소에 따라 구분되어 상기 반응 챔버 내부에서 상부와 하부에 각각 배치되는 완전연소구간과 부분산화구간을 포함할 수 있다.The first combustion region may include a complete combustion section and a partial oxidation section, respectively, which are classified according to combustion of the gaseous fuel supplied, and are respectively disposed above and below the reaction chamber.

상기 부분산화구간은 기상 연료 또는 기상 연료와 공기의 혼합물을 공급하는 연료 공급부, 및 상기 연료 공급부의 상방에 하나 또는 복층으로 구비되는 부분산화 다공판을 포함하며, 기상 연료의 부분산화로 생성된 수소, 일산화탄소 및 고상의 카본과 코킹 촉매를 상기 부분산화 다공판에서 혼합 및 열전달할 수 있다.The partial oxidation section includes a fuel supply unit for supplying gaseous fuel or a mixture of gaseous fuel and air, and a partially-oxidized porous plate provided in one or multiple layers above the fuel supply unit, and hydrogen generated by partial oxidation of gaseous fuel , Carbon monoxide and solid carbon and a caulking catalyst can be mixed and heat-transferred in the partially oxidized porous plate.

상기 완전연소구간은 상기 기상 연료의 완전 연소를 위한 공기를 공급하는 연료 연소용 공기 공급부, 및 상기 연료 연소용 공기 공급부의 상방에 하나 또는 복층으로 구비되는 완전연소 다공판을 포함하며, 기상 연료의 부분산화로 생성된 수소, 일산화탄소 및 고상의 카본을 완전연소시켜 수증기 및 이산화탄소를 생성하도록 연료 연소용 공기를 공급하여 상기 완전연소 다공판에서 혼합 및 열전달할 수 있다.The complete combustion section includes a fuel combustion air supply unit for supplying air for complete combustion of the gaseous fuel, and a completely burned perforated plate provided in one or multiple layers above the air combustion unit for fuel combustion. Hydrogen generated by partial oxidation, carbon monoxide, and solid carbon can be completely combusted to supply air for fuel combustion to produce water vapor and carbon dioxide, so that the mixture can be mixed and heat-transferred in the completely combusted perforated plate.

상기 기상 연료 및 공기의 흐름 방향은, 상기 반응 챔버의 하부에서 상부로 형성되고, 상기 코킹 촉매 및 재생 촉매의 유동 방향은, 상기 반응 챔버의 상부에서 하부로 형성될 수 있다.The gaseous fuel and air flow directions may be formed from the bottom of the reaction chamber to the top, and the flow directions of the coking catalyst and the regeneration catalyst may be formed from the top of the reaction chamber to the bottom.

상기 제1연소영역은 상기 기상 연료 및 공기의 흐름 방향에 교차하는 수평 방향에서 복수의 구간들로 구획하여 상하로 신장되는 격벽을 포함할 수 있다.The first combustion region may include a partition wall extending upward and downward by dividing it into a plurality of sections in a horizontal direction crossing the flow direction of the gaseous fuel and air.

상기 격벽은 상기 제1연소영역에 배치되어 상기 수평 방향에서 상기 제1연소영역을 복수로 구획하고, 상기 제2연소영역은 상기 격벽의 하부에서 하나로 형성될 수 있다.The partition wall may be disposed in the first combustion area to divide the first combustion area in a plurality in the horizontal direction, and the second combustion area may be formed as one under the partition wall.

상기 제2연소영역은 상기 반응 챔버 내부의 상기 유출구 측에 구비되어, 공기를 상기 제1연소영역의 복수 구간들에 공급하는 잔류 카본 제거용 공기 공급부를 포함할 수 있다.The second combustion region may include an air supply unit for removing residual carbon that is provided on the outlet side of the reaction chamber and supplies air to a plurality of sections of the first combustion region.

상기 제1연소영역의 복수의 구간들은 공급되는 기상 연료의 연소에 따라 구분되어 상기 반응 챔버 내부에서 상부와 하부에 각각 배치되는 완전연소구간과 부분산화구간을 각각 포함하고, 각각의 부분산화구간은 기상 연료 또는 기상 연료와 공기의 혼합물을 공급하는 연료 공급부, 및 상기 연료 공급부의 상방에 하나 또는 복층으로 구비되는 부분산화 다공판을 포함하며, 기상 연료의 부분산화로 생성된 수소, 일산화탄소 및 고상의 카본과 코킹 촉매를 상기 부분산화 다공판에서 혼합 및 열전달할 수 있다.The plurality of sections of the first combustion region are divided according to combustion of the supplied gaseous fuel, and include a complete combustion section and a partial oxidation section, respectively, which are disposed above and below the reaction chamber, and each partial oxidation section is A fuel supply unit for supplying a gaseous fuel or a mixture of gaseous fuel and air, and a partially oxidized porous plate provided in one or multiple layers above the fuel supply unit. Hydrogen, carbon monoxide and solid phase produced by partial oxidation of the gaseous fuel. Carbon and caulking catalyst can be mixed and heat-transferred in the partially oxidized porous plate.

상기 제1연소영역의 복수의 구간들은 공급되는 기상 연료의 연소에 따라 구분되어 상기 반응 챔버 내부에서 상부와 하부에 각각 배치되는 완전연소구간과 부분산화구간을 각각 포함하고, 각각의 완전연소구간은 상기 기상 연료의 완전 연소를 위한 공기를 공급하는 연료 연소용 공기 공급부, 및 상기 연료 연소용 공기 공급부의 상방에 하나 또는 복층으로 구비되는 완전연소 다공판을 포함하며, 기상 연료의 부분산화로 생성된 수소, 일산화탄소 및 고상의 카본을 완전연소시켜 수증기 및 이산화탄소를 생성하도록 상기 완전연소 다공판에서 혼합 및 열전달할 수 있다.The plurality of sections of the first combustion region are divided according to combustion of the gaseous fuel to be supplied, and each of the complete combustion section and the partial oxidation section respectively disposed above and below the reaction chamber is respectively included. It includes a fuel combustion air supply unit for supplying air for the complete combustion of the gaseous fuel, and a completely burned perforated plate provided in one or multiple layers above the air supply for the fuel combustion, generated by partial oxidation of the gaseous fuel Hydrogen, carbon monoxide and solid carbon can be completely mixed to produce water vapor and carbon dioxide.

상기 반응 챔버는 상기 제1연소영역을 형성하는 제1챔버, 및 상하 방향에서 상기 제1챔버의 하단을 수용하고 상기 상하 방향에 교차하는 수평 방향으로 상기 제1챔버보다 확장된 제2연소영역을 형성하는 제2챔버를 포함할 수 있다.The reaction chamber includes a first chamber forming the first combustion region, and a second combustion region extending from the first chamber in a horizontal direction that accommodates the lower end of the first chamber in the vertical direction and intersects the vertical direction. It may include a second chamber to form.

상기 제1챔버는 상기 유입구의 반대측에 토출구를 형성하고, 상기 유출구는 상기 토출구보다 높은 상기 제2챔버의 측방에 형성될 수 있다.The first chamber forms an outlet on the opposite side of the inlet, and the outlet may be formed on a side of the second chamber higher than the outlet.

상기 제2연소영역은 상기 제2챔버 내부의 상기 토출구 측에 구비되어, 공기를 공급하는 잔류 카본 제거용 공기 공급부를 포함할 수 있다.The second combustion region may be provided on the side of the discharge port inside the second chamber, and may include an air supply unit for removing residual carbon to supply air.

상기 기상 연료 및 공기의 흐름 방향은, 상기 제1챔버 및 상기 제2챔버의 하부에서 상부로 형성되고, 공기의 흐름 방향은 상기 제2챔버의 하부에서 상부 및 중심에서 외측으로 더 형성되며, 상기 코킹 촉매 및 재생 촉매의 유동 방향은, 상기 제1챔버 및 상기 제2챔버의 상부에서 하부로 형성되고, 재생 촉매의 유동 방향은 상기 제2챔버의 중심에서 외측으로 더 형성될 수 있다.The flow direction of the gaseous fuel and air is formed from the bottom of the first chamber and the second chamber to the top, and the flow direction of the air is further formed from the top and the center to the outside from the bottom of the second chamber, the The flow direction of the caulking catalyst and the regenerated catalyst may be formed from upper to lower portions of the first chamber and the second chamber, and the flow direction of the regenerated catalyst may be further formed from the center of the second chamber to the outside.

상기 반응 챔버는 상기 유입구에 연결되어 코킹 촉매를 도입하는 도입관, 상기 도입관의 하단부를 수용하여 하단부에 설치되는 하방 개방부재, 및 상기 하방 개방부재의 하방에서 삽입되어 상기 도입관의 하단을 수용하여 상기 반응 챔버의 바닥에 설치되는 상방 개방부재를 포함할 수 있다.The reaction chamber is connected to the inlet, an introduction pipe for introducing a caulking catalyst, a lower opening member installed at a lower end by receiving a lower end of the introduction tube, and inserted under a lower opening member to receive a lower end of the introduction tube By doing so, it may include an upper opening member installed on the bottom of the reaction chamber.

상기 제1연소영역은 공급되는 기상 연료의 연소에 따라 구분되어 상기 반응 챔버의 중심과 외측에 각각 배치되는 완전연소구간과 부분산화구간을 포함할 수 있다.The first combustion region may include a complete combustion section and a partial oxidation section, which are divided according to combustion of the gaseous fuel supplied and are respectively disposed at the center and the outside of the reaction chamber.

상기 부분산화구간은 상기 상방 개방 부재와 상기 하방 개방부재 사이에 설정되고, 기상 연료 또는 기상 연료와 공기의 혼합물을 공급하는 연료 공급부를 포함할 수 있다.The partial oxidation section is set between the upper opening member and the lower opening member, and may include a fuel supply unit that supplies gaseous fuel or a mixture of gaseous fuel and air.

상기 완전연소구간은 상기 도입관과 상기 상방 개방부재 사이에 설정되고, 상기 기상 연료의 완전 연소를 위한 공기를 공급하는 연료 연소용 공기 공급부를 포함할 수 있다.The complete combustion section is set between the introduction pipe and the upper opening member, and may include an air supply unit for fuel combustion that supplies air for complete combustion of the gaseous fuel.

상기 제2연소영역은 상기 하방 개방 부재의 외측에 구비되어, 코킹 촉매의 표면에 잔류하는 카본을 산화 제거하는 공기를 상기 제1연소영역에 공급하는 잔류 카본 제거용 공기 공급부, 및 상기 잔류 카본 제거용 공기 공급부의 상방에 상기 하방 개방 부재와 상기 반응 챔버의 내벽 사이에 설치되는 다공판를 더 포함하며, 상기 다공판은 기상 연료의 부분산화로 생성된 수소, 일산화탄소 및 고상의 카본과 덜 재생된 코킹 촉매를 더 혼합 및 열전달하여 코킹 촉매의 표면에 잔류하는 카본을 더 산화 제거할 수 있다.The second combustion region is provided outside the lower opening member, and an air supply unit for removing residual carbon to supply air to oxidatively remove carbon remaining on the surface of the coking catalyst to the first combustion region, and to remove the residual carbon Further comprising a perforated plate installed above the lower opening member and the inner wall of the reaction chamber above the air supply, the perforated plate is less regenerated caulking with hydrogen, carbon monoxide and solid carbon generated by partial oxidation of gaseous fuel The catalyst can be further mixed and heat-transferred to further oxidize and remove carbon remaining on the surface of the coking catalyst.

상기 기상 연료 및 공기의 흐름 방향은, 상기 반응 챔버의 중심에서 외곽으로 또는 외곽에서 중심으로 형성되고, 상기 코킹 촉매 및 재생 촉매의 유동 방향은, 상기 반응 챔버의 중심에서 외곽으로 형성될 수 있다.The gaseous fuel and air flow direction may be formed from the center of the reaction chamber to the outside or from the outside to the center, and the flow directions of the coking catalyst and the regeneration catalyst may be formed from the center of the reaction chamber to the outside.

본 발명의 일 실시예에 따른 다단 연소 방식의 촉매 재생기는, 기상 연료 및 공기의 흐름 방향과 반대 방향으로 코킹 촉매를 유동시키며 촉매를 재생시키는 반응 챔버, 상기 반응 챔버 내부에서 기상 연료의 부분산화로 수소, 일산화탄소 및 고상의 카본을 생성하여 코킹 촉매에 열을 공급하고, 생성된 수소, 일산화탄소 및 고상의 카본을 완전 연소시켜 수증기 및 이산화탄소를 생성하는 제1연소영역, 및 추가로 공급되는 공기로 코킹 촉매의 표면에 잔류하는 카본을 산화 제거하는 제2연소영역을 포함할 수 있다.Multistage combustion catalyst regenerator according to an embodiment of the present invention, a reaction chamber for regenerating a catalyst while flowing a coking catalyst in a direction opposite to the flow direction of the gaseous fuel and air, the partial oxidation of gaseous fuel inside the reaction chamber Produces hydrogen, carbon monoxide and solid carbon to supply heat to the caulking catalyst, and completely burns the generated hydrogen, carbon monoxide and solid carbon to first combustion region to generate water vapor and carbon dioxide, and caulking with additionally supplied air A second combustion region for oxidatively removing carbon remaining on the surface of the catalyst may be included.

상기 기상 연료 및 공기의 흐름 방향은, 상기 반응 챔버의, 하부에서 상부로 형성되고, 상기 코킹 촉매 및 재생 촉매의 유동 방향은, 상기 반응 챔버의 상부에서 하부로 형성될 수 있다.The flow direction of the gaseous fuel and air may be formed from the bottom of the reaction chamber to the top, and the flow direction of the coking catalyst and the regeneration catalyst may be formed from the top of the reaction chamber to the bottom.

상기 기상 연료 및 공기의 흐름 방향은, 상기 반응 챔버의 중심에서 외곽으로 또는 외곽에서 중심으로 형성되고, 상기 코킹 촉매 및 재생 촉매의 유동 방향은, 상기 반응 챔버의 중심에서 외곽으로 형성될 수 있다.The gaseous fuel and air flow direction may be formed from the center of the reaction chamber to the outside or from the outside to the center, and the flow directions of the coking catalyst and the regeneration catalyst may be formed from the center of the reaction chamber to the outside.

본 발명의 일 실시예에 따른 다단 연소 방식의 촉매 재생방법은, 반응 챔버 내에서 제1방향으로 코킹 촉매를 유동시키는 제1단계, 및 상기 반응 챔버 내에서 상기 제1방향에 역류하는 제2방향으로 기상 연료 또는 기상 연료와 공기의 부분산화로 생성된 수소, 일산화탄소 및 고상의 카본을 공급하여 제1연소영역에서 코킹 촉매에 열을 공급하고, 생성된 수소, 일산화탄소 및 고상의 카본을 연소시켜 수증기 및 이산화탄소를 생성하는 제2단계, 및 추가로 공기를 공급하여 제2연소영역에서 코킹 촉매의 표면에 잔류하는 카본을 산화 제거하여 코킹 촉매를 재생하는 제3단계를 포함한다.A multistage combustion catalyst regeneration method according to an embodiment of the present invention includes a first step of flowing a coking catalyst in a first direction in a reaction chamber, and a second direction of refluxing the first direction in the reaction chamber By supplying hydrogen, carbon monoxide and solid carbon generated by partial oxidation of gaseous fuel or gaseous fuel and air, heat is supplied to the caulking catalyst in the first combustion region, and the produced hydrogen, carbon monoxide and solid carbon are burned to vaporize water. And a second step of generating carbon dioxide, and a third step of supplying air to regenerate the coking catalyst by oxidatively removing carbon remaining on the surface of the coking catalyst in the second combustion region.

상기 제2단계는 부분산화 된 수소, 일산화탄소 및 고상의 카본으로 코킹 촉매의 반응열을 낮추어 코킹 촉매의 고온 노출을 방지할 수 있다.In the second step, the reaction heat of the caulking catalyst is lowered with partially oxidized hydrogen, carbon monoxide, and solid carbon to prevent high temperature exposure of the caulking catalyst.

상기 제1단계 및 상기 제3단계는 상기 코킹 촉매 및 재생 촉매를 상기 반응 챔버의 상부에서 하부로 유동시키고, 상기 제2단계 및 상기 제3단계는 상기 기상 연료 및 공기를 상기 반응 챔버의 하부에서 상부로 흐르게 할 수 있다.In the first step and the third step, the caulking catalyst and the regenerated catalyst flow from the top of the reaction chamber to the bottom, and the second step and the third step release the gaseous fuel and air from the bottom of the reaction chamber. It can be made to flow upward.

상기 제1단계 및 상기 제3단계는 상기 코킹 촉매 및 재생 촉매를 상기 반응 챔버의 중심에서 외곽으로 유동시키고, 상기 제2단계 및 상기 제3단계는 상기 기상 연료 및 공기를 상기 반응 챔버의 중심에서 외곽으로 또는 외곽에서 중심으로 흐르게 할 수 있다.The first step and the third step flow the caulking catalyst and the regenerated catalyst from the center of the reaction chamber to the outside, and in the second and third steps, the gaseous fuel and air are moved from the center of the reaction chamber. It can be flowed outwards or outwards to the center.

이와 같이 본 발명의 일 실시예는, 기상 연료의 부분산화로 수소, 일산화탄소 및 고상의 카본을 생성하여 코킹 촉매에 열을 공급하고, 생성된 수소, 일산화탄소 및 고상의 카본을 연소시켜 수증기 및 이산화탄소를 생성하며, 추가로 공급되는 공기로 코킹 촉매의 표면에 잔류하는 카본을 산화 제거하므로 코킹 촉매의 반응열을 낮추어 코킹 촉매의 고온 노출을 방지할 수 있다.As described above, in one embodiment of the present invention, hydrogen, carbon monoxide and solid carbon are generated by partial oxidation of gaseous fuel to supply heat to the caulking catalyst, and the generated hydrogen, carbon monoxide and solid carbon are burned to generate water vapor and carbon dioxide. It is produced and additionally supplied air is used to oxidatively remove carbon remaining on the surface of the caulking catalyst, thereby lowering the heat of reaction of the caulking catalyst to prevent high temperature exposure of the caulking catalyst.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 다단 연소 방식의 촉매 재생기의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 다단 연소 방식의 촉매 재생기의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 제3실시예에 따른 다단 연소 방식의 촉매 재생기의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 제4실시예에 따른 다단 연소 방식의 촉매 재생기의 구성도이다.
도 5은 본 발명의 일 실시예에 따른 다단 연소 방식의 촉매 재생방법의 순서도이다.
1 is a block diagram of a catalyst regenerator of a multi-stage combustion method according to a first embodiment of the present invention.
2 is a block diagram of a multi-stage combustion catalyst regenerator according to a second embodiment of the present invention.
3 is a block diagram of a multi-stage combustion catalyst regenerator according to a third embodiment of the present invention.
4 is a configuration diagram of a multi-stage combustion type catalyst regenerator according to a fourth embodiment of the present invention.
5 is a flowchart of a catalyst regeneration method of a multi-stage combustion method according to an 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 다단 연소 방식의 촉매 재생기의 구성도이다. 도 1을 참조하면, 제1실시예의 다단 연소 방식의 촉매 재생기(1)는 반응 챔버(30), 제1연소영역(10) 및 제2연소영역(20)을 포함하여, 코킹 촉매를 재생하도록 구성된다.1 is a block diagram of a catalyst regenerator of a multi-stage combustion method according to a first embodiment of the present invention. 1, the multi-stage combustion type catalyst regenerator 1 of the first embodiment includes a reaction chamber 30, a first combustion zone 10, and a second combustion zone 20 to regenerate the coking catalyst. It is composed.

도시하지 않았으나, 유동층 반응기는 라이저(미도시)에서 반응물과 촉매(또는 재생된 촉매)를 혼합하여, 반응물의 분해 반응을 일으킨 후, 코킹된 코킹 촉매와 생성물을 사이클론으로 분리하여, 분리된 코킹 촉매를 다단 연소 방식의 촉매 재생기(1)(도 1 참조)로 떨어뜨린다.Although not shown, the fluidized bed reactor mixes a reactant and a catalyst (or a regenerated catalyst) in a riser (not shown) to cause a decomposition reaction of the reactant, and then separates the caulked coking catalyst and product with a cyclone to separate the caulked catalyst Is dropped into a multistage combustion 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 본 실시예의 앞 공정에 해당하며, 부산물로써 연료로 사용될 수 있는 메탄을 발생시킨다.In one embodiment, the process of generating olefin by using naphtha as a reactant, that is, the process of producing olefin in the form of fluid catalyst cracking (FCC) corresponds to the previous process of this embodiment, and may be used as fuel as a by-product. Causes

앞 공정은 납사와 촉매를 혼합하여, 납사의 분해 반응을 일으킨 후, 코킹 된 촉매와 생성된 올레핀을 사이클론(미도시)에서 분리하여, 코킹 촉매를 다단 연소 방식의 촉매 재생기(1)로 떨어뜨린다.In the previous step, the naphtha and the catalyst are mixed to cause the decomposition reaction of the naphtha, and then the coke catalyst and the produced olefin are separated from a cyclone (not shown), and the coking catalyst is dropped into a multistage combustion 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 다단 연소 방식의 촉매 재생기(1)로 떨어진다. 즉, 앞 공정의 촉매는 유입구(31)로 떨어져 다단 연소 방식의 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 a multistage combustion catalyst regenerator (1). That is, the catalyst of the previous process falls to the inlet 31 and is supplied to the catalyst regenerator 1 of a multistage combustion method.

제1실시예의 다단 연소 방식의 촉매 재생기(1)는 기상 연료의 부분산화로 수소, 일산화탄소 및 고상의 카본을 생성하여 코킹 촉매에 열을 공급하고, 생성된 수소, 일산화탄소 및 고상의 카본을 완전 연소시켜 수증기 및 이산화탄소를 생성하며, 추가로 공급되는 공기로 코킹 촉매의 표면에 잔류하는 카본을 산화 제거하면서 촉매를 재생시킨다. 즉 제1실시예의 다단 연소 방식의 촉매 재생기(1)는 부분산화 생성물을 사용하므로 코킹 촉매의 반응열을 낮추어 코킹 촉매의 고온 노출을 방지할 수 있도록 구성된다.The multi-stage combustion type catalyst regenerator 1 of the first embodiment generates hydrogen, carbon monoxide and solid carbon as partial oxidation of gaseous fuel to supply heat to the caulking catalyst, and completely burns the generated hydrogen, carbon monoxide and solid carbon. To generate water vapor and carbon dioxide, and regenerate the catalyst while oxidatively removing carbon remaining on the surface of the caulking catalyst with additionally supplied air. That is, since the catalyst regenerator 1 of the multistage combustion method of the first embodiment uses a partial oxidation product, the reaction heat of the coking catalyst is lowered to prevent exposure of the coking catalyst to high temperatures.

제1실시예에서, 반응 챔버(30)는 기상 연료 및 공기의 흐름 방향(상향 흐름, 제2방향)과 반대 방향(하향 흐름, 제1방향)으로 코킹 촉매를 유동시키며, 유입구(31)로 유입되는 코킹 촉매를 재생공간(RGS)에서 재생한 후 재생된 촉매를 유출구(32)로 유출하도록 구성된다.In the first embodiment, the reaction chamber 30 flows the caulking catalyst in a direction opposite to the flow direction (upstream flow, second direction) of gaseous fuel and air (downstream flow, first direction), and flows into the inlet 31. After the regenerated coking catalyst is regenerated in the regeneration space (RGS), the regenerated catalyst is discharged to the outlet 32.

상대적으로 볼 때, 제1연소영역(10)은 반응 챔버(30)의 내부에서 유입구(31)에 인접하여 구비되며, 제2연소영역(20)은 제1연소영역(10)에 연결되어 반응 챔버(30)의 내부에서 유출구(32)에 인접하여 구비된다.Relatively, the first combustion region 10 is provided adjacent to the inlet 31 inside the reaction chamber 30, and the second combustion region 20 is connected to the first combustion region 10 to react. It is provided adjacent to the outlet 32 in the interior of the chamber 30.

제1연소영역(10)은 기상 연료의 부분산화로 수소, 일산화탄소 및 고상의 카본을 생성하여, 코킹 촉매에 열을 공급하고, 생성된 수소, 일산화탄소 및 고상의 카본을 연소시켜, 즉 완전 연소로 수증기 및 이산화탄소를 생성한다. 제2연소영역(20)은 추가로 공급되는 공기로 제1연소영역(10)을 경유한 코킹 촉매의 표면에 잔류하는 카본을 산화 제거한다.The first combustion region 10 generates hydrogen, carbon monoxide and solid carbon by partial oxidation of gaseous fuel, supplies heat to the caulking catalyst, and burns the generated hydrogen, carbon monoxide and solid carbon, that is, a complete combustion furnace. It produces water vapor and carbon dioxide. The second combustion zone 20 is additionally supplied with air to oxidatively remove carbon remaining on the surface of the coking catalyst via the first combustion zone 10.

제1연소영역(10)은 공급되는 기상 연료의 연소에 따라 구분되는 완전연소구간(12)과 부분산화구간(11)을 포함한다. 기상 연료(또는 기상 연료와 공기의 혼합물)가 하부의 부분산화구간(11)으로 공급된다.The first combustion region 10 includes a complete combustion section 12 and a partial oxidation section 11, which are classified according to combustion of the supplied gaseous fuel. Gaseous fuel (or a mixture of gaseous fuel and air) is supplied to the lower partial oxidation section 11.

따라서 부분산화구간(11)과 완전연소구간(12)은 반응 챔버(30) 내부에서 하부와 상부에 각각 배치된다. 즉 기상 연료(또는 기상 연료와 공기의 혼합물)는 하부의 부분산화구간(11)에서 부분산화되고, 제1방향으로 상향 이동하여 상부의 완전연소구간(12)에서 완전 연소된다.Therefore, the partial oxidation section 11 and the complete combustion section 12 are disposed inside the reaction chamber 30 at the lower and upper portions, respectively. That is, the gaseous fuel (or a mixture of gaseous fuel and air) is partially oxidized in the lower partial oxidation section 11 and moves upward in the first direction to be completely burned in the upper complete combustion section 12.

부분산화구간(11)은 연료 공급부(111)와 부분산화 다공판(112)을 포함한다. 연료 공급부(111)는 기상 연료 또는 기상 연료와 공기의 혼합물을 부분산화구간(11) 및 부분산화 다공판(112) 하방에 공급한다.The partial oxidation section 11 includes a fuel supply unit 111 and a partially oxidized porous plate 112. The fuel supply unit 111 supplies gaseous fuel or a mixture of gaseous fuel and air to the partial oxidation section 11 and the partially-oxidized porous plate 112 below.

부분산화 다공판(112)은 연료 공급부(111)의 상방에 하나 또는 복층으로 구비된다. 따라서 기상 연료 또는 기상 연료와 공기의 혼합물의 부분산화로 생성되어 상향 이동하는 수소, 일산화탄소 및 고상의 카본은 부분산화 다공판(112)에서 하향 유동하는 코킹 촉매와 서로 혼합 및 열전달된다.The partially oxidized porous plate 112 is provided as one or multiple layers above the fuel supply unit 111. Therefore, hydrogen, carbon monoxide, and solid carbon generated by partial oxidation of gaseous fuel or a mixture of gaseous fuel and air are mixed and heat-transferred with the coking catalyst flowing downward in the partially-oxidized porous plate 112.

이때, 기상 연료와 공기의 혼합물은 연소 조건 대비 공기 유량을 줄여서 부분산화를 조성하도록 공급된다. 기상 연료만 공급되는 경우, 제2연소영역(20)의 잔류 카본 제거용 공기 공급부(21)에서 공급되는 공기와 기상 연료의 부분산화를 조성할 수 있다.At this time, the mixture of gaseous fuel and air is supplied to create partial oxidation by reducing the air flow rate compared to the combustion conditions. When only gaseous fuel is supplied, partial oxidation of air and gaseous fuel supplied from the air supply unit 21 for removing residual carbon in the second combustion region 20 may be provided.

부분산화구간(11)은 부분산화를 통하여 수소, 일산화탄소 및 고상의 카본을 생성하여, 반응열을 낮추어 코킹 촉매가 고온에 노출되는 것을 방지할 수 있게 한다. 기상 연료와 공기의 혼합비의 제어를 통하여 핫스팟(hot-spot)의 발생 가능성이 제거되고, 온도를 제어할 수 있게 된다.The partial oxidation section 11 generates hydrogen, carbon monoxide, and solid carbon through partial oxidation, thereby reducing the heat of reaction to prevent the caulking catalyst from being exposed to high temperatures. The possibility of occurrence of a hot-spot is eliminated by controlling the mixing ratio of the gaseous fuel and air, and the temperature can be controlled.

완전연소구간(12)은 연료 연소용 공기 공급부(121)와 완전연소 다공판(122)을 포함한다. 연료 연소용 공기 공급부(121)는 생성된 수소, 일산화탄소 및 고상의 카본을 연소시켜 수증기 및 이산화탄소를 생성하는 즉 완전 연소를 위한 공기를 완전연소구간(12) 및 완전연소 다공판(122)의 하방에 공급한다.The complete combustion section 12 includes an air supply unit 121 for fuel combustion and a completely burned perforated plate 122. The fuel combustion air supply unit 121 produces hydrogen and carbon dioxide by burning the generated hydrogen, carbon monoxide, and solid carbon, that is, the air for complete combustion is below the complete combustion section 12 and the completely burned perforated plate 122 To supply.

완전연소 다공판(122)은 연료 연소용 공기 공급부(121)의 상방에 하나 또는 복층으로 구비된다. 따라서 부분산화구간(11)에서 생성된 수소, 일산화탄소 및 고상의 카본을 연소시켜 즉 완전연소로 생성되는 수증기 및 이산화탄소는 완전연소 다공판(122)에서 공급되는 연료 연소용 공기와 혼합 및 열전달되고, 하향 유동하는 코킹 촉매와 서로 혼합 및 열전달된다.The fully burned perforated plate 122 is provided in one or multiple layers above the air supply unit 121 for fuel combustion. Therefore, the hydrogen, carbon monoxide and solid carbon generated in the partial oxidation section 11 are burned, that is, water vapor and carbon dioxide generated by full combustion are mixed and heat-transferred with the air for fuel combustion supplied from the complete combustion perforated plate 122, The coking catalyst flowing downwards is mixed and heat-transfered with each other.

부분산화구간(11) 이후 완전연소구간(12)은 추가 공기를 공급하여 부분산화를 통해 생성된 수소와 일산화탄소 및 고상의 카본을 완전 연소시켜 수증기 및 이산화탄소를 생성한다. 따라서 코킹 촉매에 열이 공급되고, 이로 인하여, 촉매 표면의 카본이 산화 제거된다.After the partial oxidation section 11, the complete combustion section 12 supplies additional air to completely burn hydrogen, carbon monoxide, and solid carbon generated through partial oxidation to generate water vapor and carbon dioxide. Therefore, heat is supplied to the caulking catalyst, whereby the carbon on the surface of the catalyst is oxidized and removed.

이와 같이, 제1연소영역(10)은 부분산화구간(11) 및 완전연소구간(12)에서 단계적으로 기상 연료 또는 기상 연료와 공기의 혼합물을 연소시키면서 코킹 촉매를 가열하여 재생한다.In this way, the first combustion zone 10 is regenerated by heating the coking catalyst while combusting gaseous fuel or a mixture of gaseous fuel and air step by step in the partial oxidation section 11 and the complete combustion section 12.

제2연소영역(20)은 반응 챔버(30) 내부의 유출구(32) 측에 구비되어, 잔류 카본 제거용 공기 공급부(21)를 포함한다. 잔류 카본 제거용 공기 공급부(21)는 추가로 공기를 공급하여, 제1연소영역(10)을 경유하면서 코킹 촉매에서 재생된 촉매의 표면에 잔류하는 카본을 더욱 산화 제거한다.The second combustion region 20 is provided on the side of the outlet 32 inside the reaction chamber 30, and includes an air supply unit 21 for removing residual carbon. The residual carbon removal air supply unit 21 additionally supplies air to further oxidize and remove carbon remaining on the surface of the catalyst regenerated in the coking catalyst while passing through the first combustion region 10.

한편, 제1연소영역(10)에서, 제1연소는 부분산화구간(11)에서 기상 연료(또는 기상 연료와 공기의 혼합물)의 부분산화를 통하여 코킹 촉매에 열을 공급하고, 부분산화 생성물인 수소, 일산화탄소, 고상의 카본을 완전 연소하여 수증기 및 이산화탄소를 생성하면서 촉매를 재생하며, 제2연소영역(20)에서 제2연소는 추가로 공급되는 공기로 코킹 촉매의 표면에 잔류하는 카본을 산화 제거한다.On the other hand, in the first combustion region 10, the first combustion supplies heat to the caulking catalyst through partial oxidation of gaseous fuel (or a mixture of gaseous fuel and air) in the partial oxidation section 11, and is a partial oxidation product. Hydrogen, carbon monoxide, and solid carbon are completely burned to regenerate the catalyst while generating water vapor and carbon dioxide. In the second combustion zone 20, the second combustion oxidizes the carbon remaining on the surface of the caulking catalyst with additionally supplied air. Remove it.

제1연소의 부분산화는 고온의 환경(예, 600~800℃)에서 열적으로 진행되는 부분산화반응과 촉매에 의한 부분산화반응으로 구분할 수 있으며, 제1실시예는 두 가지 경우 모두를 포함한다.The partial oxidation of the first combustion can be divided into a partial oxidation reaction that is thermally performed in a high temperature environment (eg, 600 to 800°C) and a partial oxidation reaction by a catalyst, and the first embodiment includes both cases. .

이와 같이 제1실시예에서, 기상 연료(기상 연료와 공기의 혼합물) 및 공기의 흐름 방향(제2방향)은, 반응 챔버(30)의 하부에서 상부로 형성(상향 흐름)되고, 이에 대하여 코킹 촉매 및 재생 촉매의 유동 방향(제1방향)은 반응 챔버(30)의 상부에서 하부로 형성된다(하향 흐름). 따라서 애프터 버닝(after-burning) 현상의 발생 유무와 관계없이 연소열을 촉매에 전달할 수 있다. Thus, in the first embodiment, the gaseous fuel (a mixture of gaseous fuel and air) and the flow direction of the air (the second direction) are formed from the bottom of the reaction chamber 30 to the top (upstream flow), and caulking against this. The flow direction of the catalyst and the regenerated catalyst (first direction) is formed from the top to the bottom of the reaction chamber 30 (downflow). Therefore, it is possible to transfer combustion heat to the catalyst regardless of whether after-burning occurs.

한편, 반응 챔버(30) 내에 설치되는 사이클론(40)은 코킹 촉매와 유동 가스를 유입하여, 유동 가스를 분리하여 반응 챔버(30)의 외측으로 배출하고, 코킹 촉매를 제1연소영역(10)의 완전연소구간(12)으로 떨어뜨린다.On the other hand, the cyclone 40 installed in the reaction chamber 30 flows in the coking catalyst and the flow gas, separates the flow gas, discharges it to the outside of the reaction chamber 30, and discharges the coking catalyst to the first combustion region 10 It is dropped to the complete combustion section 12 of the.

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 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 다단 연소 방식의 촉매 재생기의 구성도이다. 도 2를 참조하면, 제2실시예의 다단 연소 방식의 촉매 재생기(2)의 반응 챔버(230)에서, 제1연소영역(210)은 격벽(213)을 포함한다. 2 is a block diagram of a multi-stage combustion catalyst regenerator according to a second embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2, in the reaction chamber 230 of the multistage combustion type catalyst regenerator 2 of the second embodiment, the first combustion region 210 includes a partition wall 213.

격벽(213)은 기상 연료 및 공기의 흐름 방향(상하 방향)에 교차하는 방향(수평 방향)에서 상하로 신장된다. 격벽(213)은 재생공간(RGS2)에서 제1연소영역(210)을 복수의 구간들로 구획한다. 격벽(213)은 대형 설비, 및 대형 반응 챔버(230)에 용이하게 적용될 수 있다.The partition wall 213 extends up and down in a direction (horizontal direction) that intersects a gas fuel and air flow direction (up and down direction). The partition wall 213 divides the first combustion region 210 into a plurality of sections in the reproduction space RGS2. The partition wall 213 can be easily applied to a large facility and a large reaction chamber 230.

따라서 격벽(213)은 제1연소영역(210)에 배치되어 수평 방향에서 제1연소영역(210)을 복수로 구획하며, 제2연소영역(220)은 격벽(213)의 하부에서 하나로 형성된다.Accordingly, the partition wall 213 is disposed in the first combustion area 210 to divide the first combustion area 210 in a plurality in the horizontal direction, and the second combustion area 220 is formed as one at the bottom of the partition wall 213. .

제2연소영역(220)은 반응 챔버(230) 내부의 유출구(232) 측에 구비되는 잔류 카본 제거용 공기 공급부(221)를 포함한다. 잔류 카본 제거용 공기 공급부(221)는 추가로 공기를 공급하여, 제1연소영역(210)의 복수 구간들을 경유하면서 코킹 촉매에서 재생된 촉매의 표면에 잔류하는 카본을 더욱 산화 제거한다.The second combustion region 220 includes an air supply unit 221 for removing residual carbon provided on the outlet 232 side inside the reaction chamber 230. The residual carbon removal air supply unit 221 additionally supplies air to further oxidize and remove carbon remaining on the surface of the catalyst regenerated in the coking catalyst while passing through a plurality of sections of the first combustion region 210.

제1연소영역(210)의 복수의 구간들은 공급되는 기상 연료의 연소에 따라 구분되어 반응 챔버(230) 내부에서 상부와 하부에 각각 배치되는 완전연소구간(212)과 부분산화구간(211)을 각각 포함한다. 기상 연료(또는 기상 연료와 공기의 혼합물)가 하부의 부분산화구간(211)으로 공급된다.The plurality of sections of the first combustion region 210 are divided according to the combustion of the gaseous fuel to be supplied, and the complete combustion section 212 and the partial oxidation section 211 are respectively disposed inside and above the reaction chamber 230. Each includes. Gaseous fuel (or a mixture of gaseous fuel and air) is supplied to the lower partial oxidation section 211.

각각의 부분산화구간(211)은 연료 공급부(311) 및 부분산화 다공판(312)를 포함한다. 연료 공급부(311)는 기상 연료 또는 기상 연료와 공기의 혼합물을 부분산화구간(211) 및 부분산화 다공판(312) 하방에 공급한다.Each partial oxidation section 211 includes a fuel supply unit 311 and a partial oxidation porous plate 312. The fuel supply unit 311 supplies gaseous fuel or a mixture of gaseous fuel and air to the partial oxidation section 211 and the partially oxidized porous plate 312.

부분산화 다공판(312)는 연료 공급부(311)의 상방에 하나 또는 복층으로 구비된다. 따라서 기상 연료 또는 기상 연료와 공기의 혼합물의 부분산화로 생성되어 상향 이동하는 수소, 일산화탄소 및 고상의 카본은 부분산화 다공판(312)에서 하향 유동하는 코킹 촉매와 서로 혼합 및 열전달된다.The partially oxidized porous plate 312 is provided in one or multiple layers above the fuel supply unit 311. Accordingly, hydrogen, carbon monoxide, and solid carbon generated by partial oxidation of gaseous fuel or a mixture of gaseous fuel and air are mixed and heat-transferred with the coking catalyst flowing downward in the partially oxidized porous plate 312.

부분산화구간(211)은 각각 부분산화를 통하여 수소, 일산화탄소 및 고상의 카본을 생성하여, 반응열을 낮추어 코킹 촉매가 고온에 노출되는 것을 방지할 수 있게 한다. 기상 연료와 공기의 혼합비의 제어를 통하여 핫스팟(hot-spot)의 발생 가능성이 제거되고, 온도를 제어할 수 있게 된다.The partial oxidation section 211 generates hydrogen, carbon monoxide, and solid carbon through partial oxidation, thereby lowering the heat of reaction to prevent the caulking catalyst from being exposed to high temperatures. The possibility of occurrence of a hot-spot is eliminated by controlling the mixing ratio of the gaseous fuel and air, and the temperature can be controlled.

각각의 완전연소구간(212)은 연료 연소용 공기 공급부(321)와 완전연소 다공판(322)을 포함한다. 연료 연소용 공기 공급부(321)는 생성된 수소, 일산화탄소 및 고상의 카본을 연소시켜 수증기 및 이산화탄소를 생성하는 즉 완전 연소를 위한 공기를 완전연소구간(212) 및 완전연소 다공판(322)의 하방에 공급한다.Each fully burned section 212 includes a fuel combustion air supply 321 and a fully burned perforated plate 322. The fuel combustion air supply unit 321 burns the generated hydrogen, carbon monoxide, and solid carbon to generate water vapor and carbon dioxide, that is, the air for complete combustion is under the complete combustion section 212 and the complete combustion perforated plate 322 To supply.

완전연소 다공판(322)은 연료 연소용 공기 공급부(321)의 상방에 하나 또는 복층으로 구비된다. 따라서 부분산화구간(211)에서 생성된 수소, 일산화탄소 및 고상의 카본을 연소시켜 즉 완전연소로 생성되는 수증기 및 이산화탄소는 완전연소 다공판(322)에서 공급되는 연료 연소용 공기와 혼합 및 열전달되고, 하향 유동하는 코킹 촉매와 서로 혼합 및 열전달된다.The fully burned perforated plate 322 is provided in one or multiple layers above the air supply unit 321 for fuel combustion. Therefore, the hydrogen, carbon monoxide and solid carbon generated in the partial oxidation section 211 are burned, that is, water vapor and carbon dioxide generated by full combustion are mixed and heat-transferred with the air for fuel combustion supplied from the completely burned perforated plate 322, The coking catalyst flowing downwards is mixed and heat-transfered with each other.

각각의 부분산화구간(211) 이후 각각의 완전연소구간(212)은 추가 공기를 공급하여 부분산화를 통해 생성된 수소와 일산화탄소 및 고상의 카본을 완전 연소시켜 수증기 및 이산화탄소를 생성한다. 따라서 코킹 촉매에 열이 공급되고, 이로 인하여, 촉매 표면의 카본이 산화 제거된다.After each partial oxidation section 211, each complete combustion section 212 supplies additional air to completely burn hydrogen, carbon monoxide, and solid carbon generated through partial oxidation to generate water vapor and carbon dioxide. Therefore, heat is supplied to the caulking catalyst, whereby the carbon on the surface of the catalyst is oxidized and removed.

이와 같이, 제1연소영역(210)은 부분산화구간(211) 및 완전연소구간(212)에서 단계적으로 기상 연료 또는 기상 연료와 공기의 혼합물을 연소시키면서 코킹 촉매를 가열하여 재생한다.As described above, the first combustion region 210 is regenerated by heating the coking catalyst while combusting gaseous fuel or a mixture of gaseous fuel and air step by step in the partial oxidation section 211 and the complete combustion section 212.

제2연소영역(220)은 반응 챔버(230) 내부의 유출구(32) 측에 구비되어, 잔류 카본 제거용 공기 공급부(221)를 포함한다. 잔류 카본 제거용 공기 공급부(221)는 추가로 공기를 공급하여, 각각의 제1연소영역(210)을 경유하면서 코킹 촉매에서 재생된 촉매의 표면에 잔류하는 카본을 더욱 산화 제거한다.The second combustion region 220 is provided on the side of the outlet 32 inside the reaction chamber 230, and includes an air supply unit 221 for removing residual carbon. The residual carbon removal air supply unit 221 additionally supplies air to further oxidize and remove carbon remaining on the surface of the catalyst regenerated in the coking catalyst while passing through the respective first combustion regions 210.

도 3은 본 발명의 제3실시예에 따른 다단 연소 방식의 촉매 재생기의 구성도이다. 도 3을 참조하면, 제3실시예의 다단 연소 방식의 촉매 재생기(3)의 반응 챔버(330)는 제1챔버(331)과 제2챔버(332)를 포함한다.3 is a block diagram of a multi-stage combustion catalyst regenerator according to a third embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3, the reaction chamber 330 of the multistage combustion type catalyst regenerator 3 of the third embodiment includes a first chamber 331 and a second chamber 332.

제1챔버(331)는 제1연소영역(10)을 형성하고, 제2챔버(332)는 상하 방향에서 제1챔버(331)의 하단을 수용하고 상하 방향에 교차하는 수평 방향으로 제1챔버(331)보다 확장된 제2연소영역(320)을 형성한다. 제1챔버(331)는 유입구(333)의 반대측에 토출구(334)를 형성하고, 유출구(335)는 토출구(334)보다 높은 제2챔버(332)의 측방에 형성된다.The first chamber 331 forms the first combustion region 10, and the second chamber 332 accommodates the lower end of the first chamber 331 in the vertical direction and the first chamber in the horizontal direction intersecting the vertical direction. A second combustion region 320 extended from (331) is formed. The first chamber 331 forms an outlet 334 on the opposite side of the inlet 333, and the outlet 335 is formed on the side of the second chamber 332 higher than the outlet 334.

제2연소영역(320)은 제2챔버(332) 내부의 토출구(334) 측에 구비되는 잔류 카본 제거용 공기 공급부(341)를 포함한다. 잔류 카본 제거용 공기 공급부(341)는 추가로 공기를 공급하여, 제1연소영역(310)을 경유하면서 코킹 촉매에서 재생된 촉매의 표면에 잔류하는 카본을 더욱 산화 제거한다.The second combustion region 320 includes an air supply unit 341 for removing residual carbon provided at a discharge port 334 inside the second chamber 332. The residual carbon removal air supply unit 341 additionally supplies air to further oxidize and remove carbon remaining on the surface of the catalyst regenerated in the coking catalyst while passing through the first combustion region 310.

이와 같이 제3실시예에서, 기상 연료(기상 연료와 공기의 혼합물) 및 공기의 흐름 방향(제2방향)은, 제1챔버(331) 및 제2챔버(332)의 하부에서 상부로 형성(상향 흐름)되고, 공기의 흐름 방향은 제2챔버(332)의 하부에서 상부 및 중심에서 외측으로 더 형성된다.In this way, in the third embodiment, the gaseous fuel (a mixture of gaseous fuel and air) and the flow direction of the air (the second direction) are formed upward from the lower part of the first chamber 331 and the second chamber 332 ( Upward flow), and the flow direction of the air is further formed from the bottom of the second chamber 332 to the top and from the center to the outside.

그리고 제3실시예에서, 코킹 촉매 및 재생 촉매의 유동 방향(제1방향)은, 제1챔버(331) 및 제2챔버(332)의 상부에서 하부로 형성(하향 흐름)되고, 재생 촉매의 유동 방향은 제2챔버(332)의 중심에서 외측으로 더 형성된다. 따라서 애프터 버닝(after-burning) 현상의 발생 유무와 관계없이 연소열을 촉매에 전달할 수 있다. And in the third embodiment, the flow direction (first direction) of the caulking catalyst and the regeneration catalyst is formed from the top of the first chamber 331 and the second chamber 332 (down flow), and The flow direction is further formed from the center of the second chamber 332 to the outside. Therefore, it is possible to transfer combustion heat to the catalyst regardless of whether after-burning occurs.

한편, 제1챔버(331) 내에 설치되는 사이클론(41)은 코킹 촉매와 유동 가스를 유입하여, 유동 가스를 분리하여 제1챔버(331)의 외측으로 배출하고, 코킹 촉매를 제1연소영역(10)의 완전연소구간(12)으로 떨어뜨린다.On the other hand, the cyclone 41 installed in the first chamber 331 flows in the coking catalyst and the flowing gas, separates the flowing gas and discharges it to the outside of the first chamber 331, and discharges the coking catalyst in the first combustion region ( It is dropped to the complete combustion section 12 of 10).

제2챔버(332) 내에 설치되는 사이클론(42)은 코킹 촉매와 유동 가스를 유입하여, 유동 가스를 분리하여 제2챔버(332)의 외측으로 배출하고, 코킹 촉매를 제2연소영역(320)으로 떨어뜨린다.The cyclone 42 installed in the second chamber 332 flows in the coking catalyst and the flowing gas, separates the flowing gas, and discharges it to the outside of the second chamber 332, and discharges the coking catalyst to the second combustion region 320 Drop it.

도 4는 본 발명의 제4실시예에 따른 다단 연소 방식의 촉매 재생기의 구성도이다. 도 4를 참조하면, 제4실시예의 다단 연소 방식의 촉매 재생기(4)에서 반응 챔버(430)는 도입관(431), 하방 개방부재(432), 및 상방 개방부재(433)를 포함한다.4 is a configuration diagram of a multi-stage combustion type catalyst regenerator according to a fourth embodiment of the present invention. Referring to FIG. 4, in the multistage combustion type catalyst regenerator 4 of the fourth embodiment, the reaction chamber 430 includes an introduction tube 431, a lower opening member 432, and an upper opening member 433.

도입관(431)은 유입구(31)에 연결되어 코킹 촉매를 도입하며, 하방 개방부재(432)는 도입관(431)의 하단부를 수용하여 하단부에 설치되고, 상방 개방부재(433)는 하방 개방부재(432)의 하방에서 삽입되어 도입관(431)의 하단을 수용하여 챔버(430)의 바닥에 설치된다.The introduction pipe 431 is connected to the inlet 31 to introduce a caulking catalyst, the lower opening member 432 accommodates the lower end of the introduction pipe 431 and is installed at the lower end, and the upper opening member 433 opens downward. It is inserted under the member 432 and accommodates the lower end of the introduction tube 431 to be installed at the bottom of the chamber 430.

상방 개방부재(433), 하방 개방부재(432) 및 도입관(431)은 반응 챔버(430)의 중심에서 외곽으로 및 외곽에서 중심으로 유동 가능하게 배치된다.The upper opening member 433, the lower opening member 432 and the introduction tube 431 are arranged to be flowable from the center of the reaction chamber 430 to the outside and from the outside to the center.

제1연소영역(410)은 공급되는 기상 연료의 연소에 따라 구분되어 반응 챔버(430)의 중심과 외측에 각각 배치되는 완전연소구간(412)과 부분산화구간(411)을 포함한다.The first combustion region 410 includes a complete combustion section 412 and a partial oxidation section 411, which are divided according to combustion of the supplied gaseous fuel and are respectively disposed at the center and outside of the reaction chamber 430.

부분산화구간(411)은 상방 개방 부재(433)와 하방 개방부재(432) 사이에 설정되고, 연료 공급부(421)를 포함한다. 연료 공급부(421)는 기상 연료 또는 기상 연료와 공기의 혼합물을 부분산화구간(411)에 공급한다.The partial oxidation section 411 is set between the upper opening member 433 and the lower opening member 432, and includes a fuel supply unit 421. The fuel supply unit 421 supplies gaseous fuel or a mixture of gaseous fuel and air to the partial oxidation section 411.

완전연소구간(412)은 도입관(431)과 상방 개방부재(433) 사이에 설정되고, 연료 연소용 공기 공급부(431)를 포함한다. 연료 연소용 공기 공급부(431)는 기상 연료의 완전 연소를 위한 공기를 완전연소구간(412)에 공급한다.The complete combustion section 412 is set between the introduction pipe 431 and the upper opening member 433, and includes an air supply unit 431 for fuel combustion. The fuel combustion air supply unit 431 supplies air for complete combustion of the gaseous fuel to the complete combustion section 412.

제2연소영역(420)은 잔류 카본 제거용 공기 공급부(441) 및 다공판(442)를 포함한다. 잔류 카본 제거용 공기 공급부(421)는 하방 개방 부재(432)의 외측에 구비되어, 코킹 촉매의 표면에 잔류하는 카본을 산화 제거하는 공기를 제1연소영역(410)에 공급한다.The second combustion region 420 includes an air supply unit 441 for removing residual carbon and a porous plate 442. The residual carbon removal air supply unit 421 is provided outside the lower opening member 432 to supply air to oxidatively remove carbon remaining on the surface of the coking catalyst to the first combustion region 410.

다공판(442)은 잔류 카본 제거용 공기 공급부(441)의 상방에 하방 개방 부재(432)와 반응 챔버(430)의 내벽 사이에 설치된다. 따라서 다공판(442)은 기상 연료의 부분산화로 생성된 수소, 일산화탄소 및 고상의 카본과 덜 재생된 코킹 촉매를 더 혼합 및 열전달하여 코킹 촉매의 표면에 잔류하는 카본을 더 산화 제거할 수 있게 한다. 반응 챔버(430)는 측방에 토출구(435)를 구비한다. 따라서 재생 촉매는 다공판(442)을 경유하여 토출구(435)로 토출된다.The perforated plate 442 is installed between the lower opening member 432 and the inner wall of the reaction chamber 430 above the residual carbon removal air supply 441. Therefore, the perforated plate 442 further mixes and heat transfers hydrogen, carbon monoxide, and solid carbon generated by partial oxidation of gaseous fuel and less regenerated caulking catalyst to further oxidize and remove carbon remaining on the surface of the caulking catalyst. . The reaction chamber 430 is provided with a discharge port 435 on the side. Therefore, the regenerated catalyst is discharged to the discharge port 435 via the porous plate 442.

이와 같이 제4실시예에서, 기상 연료(기상 연료와 공기의 혼합물) 및 공기의 흐름 방향(제2방향)은 반응 챔버(430)의 중심에서 외곽으로 또는 외곽에서 중심으로 형성되고, 코킹 촉매 및 재생 촉매의 유동 방향은, 반응 챔버(430)의 중심에서 외곽으로 형성된다. 따라서 애프터 버닝(after-burning) 현상의 발생 유무와 관계없이 연소열을 촉매에 전달할 수 있다.Thus, in the fourth embodiment, the gaseous fuel (a mixture of gaseous fuel and air) and the flow direction of the air (the second direction) are formed from the center of the reaction chamber 430 to the outside or from the outside to the center, and the caulking catalyst and The flow direction of the regenerated catalyst is formed outwardly from the center of the reaction chamber 430. Therefore, it is possible to transfer the combustion heat to the catalyst regardless of whether after-burning occurs.

도 5은 본 발명의 일 실시예에 따른 다단 연소 방식의 촉매 재생방법의 순서도이다. 도 5를 참조하면, 일 실시예의 다단 연소 방식의 촉매 재생방법은 제1단계(ST10), 제2단계(ST20) 및 제3단계(ST30)를 포함한다. 편의상, 제1실시예의 다단 연소 방식의 촉매 재생기(1)의 구성을 참조하여 설명한다.5 is a flowchart of a catalyst regeneration method of a multi-stage combustion method according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 5, the catalyst regeneration method of the multi-stage combustion method according to an embodiment includes a first step ST10, a second step ST20, and a third step ST30. For convenience, it will be described with reference to the configuration of the multi-stage combustion type catalyst regenerator 1 of the first embodiment.

제1단계(ST10)는 반응 챔버(30) 내에서 제1방향으로 코킹 촉매를 유동시킨다. 일 실시예로써, 제1단계(ST10)는 납사를 반응물로 하여 올레핀을 생성하는 공정에서 코킹된 촉매를 유동시킨다.In the first step ST10, the coking catalyst flows in the first direction in the reaction chamber 30. In one embodiment, the first step (ST10) flows the coke catalyst in the process of generating olefin using naphtha as a reactant.

제2단계(ST20)는 반응 챔버(30) 내에서 제1방향에 역류하는 제2방향으로 기상 연료 또는 기상 연료와 공기의 부분산화로 생성된 수소, 일산화탄소 및 고상의 카본을 공급하여 제1연소영역(10)에서 코킹 촉매에 열을 공급하고, 생성된 수소, 일산화탄소 및 고상의 카본을 연소시켜 수증기 및 이산화탄소를 생성한다. 따라서 제2단계(ST20)는 부분산화 된 수소, 일산화탄소 및 고상의 카본으로 코킹 촉매의 반응열을 낮추어 코킹 촉매의 고온 노출을 방지할 수 있다.The second step (ST20) is a first combustion by supplying hydrogen, carbon monoxide and solid carbon generated by partial oxidation of gaseous fuel or gaseous fuel and air in a second direction countercurrent to the first direction in the reaction chamber 30 Heat is supplied to the caulking catalyst in the region 10, and the generated hydrogen, carbon monoxide and solid carbon are burned to generate water vapor and carbon dioxide. Therefore, in the second step (ST20), the reaction heat of the caulking catalyst is lowered with partially oxidized hydrogen, carbon monoxide, and solid carbon to prevent high temperature exposure of the caulking catalyst.

제3단계(ST30)는 추가로 공기를 공급하여 제2연소영역(20)에서 코킹 촉매의 표면에 잔류하는 카본을 산화 제거하여 코킹 촉매를 재생한다.In the third step (ST30), air is additionally supplied to oxidize and remove carbon remaining on the surface of the coking catalyst in the second combustion region 20 to regenerate the coking catalyst.

제1단계(ST10) 및 제3단계(ST30)는 코킹 촉매 및 재생 촉매를 반응 챔버(10)의 상부에서 하부로 유동시키고, 제2단계(ST20) 및 제3단계(ST30)는 기상 연료 및 공기를 반응 챔버(30)의 하부에서 상부로 흐르게 한다.The first step ST10 and the third step ST30 flow the coking catalyst and the regenerated catalyst from the top of the reaction chamber 10 to the bottom, and the second step ST20 and the third step ST30 are gaseous fuel and Air is flowed from the bottom of the reaction chamber 30 to the top.

또한, 제4실시예의 다단 연소 방식의 촉매 재생기(4)의 구성을 참조하여 설명한다. 제1단계(ST10) 및 제3단계(ST30)는 코킹 촉매 및 재생 촉매를 반응 챔버(430)의 중심에서 외곽으로 유동시키고, 제2단계(ST20) 및 제3단계(ST30)는 기상 연료 및 공기를 반응 챔버(430)의 중심에서 외곽으로 또는 외곽에서 중심으로 흐르게 한다.Further, the configuration of the catalyst regenerator 4 of the multistage combustion method of the fourth embodiment will be described. The first step (ST10) and the third step (ST30) flows the caulking catalyst and the regenerated catalyst from the center of the reaction chamber 430 to the outside, and the second step (ST20) and the third step (ST30) are gaseous fuel and Air is flowed from the center of the reaction chamber 430 to the outside or from the outside to the center.

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 embodiments of the present invention have 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, 2, 3, 4: 연소 방식의 촉매 재생기
10, 210, 310, 410: 제1연소영역 11, 211, 411: 부분산화구간
12, 212, 412: 완전연소구간 20, 220, 320, 420: 제2연소영역
21, 221, 341, 441: 잔류 카본 제거용 공기 공급부
30, 230, 330, 430: 반응 챔버 31, 231, 333: 유입구
32, 232, 335: 유출구 40, 41, 42: 사이클론
111, 311, 421: 연료 공급부 112, 312: 부분산화 다공판
121, 321: 연료 연소용 공기 공급부 122, 322: 완전연소 다공판
213: 격벽 331: 제1챔버
332: 제2챔버 334: 토출구
431: 도입관 432: 하방 개방부재
433: 상방 개방부재 442: 다공판
RGS, RGS2: 재생공간
1, 2, 3, 4: Combustion type catalyst regenerator
10, 210, 310, 410: 1st combustion area 11, 211, 411: partial oxidation section
12, 212, 412: Complete combustion section 20, 220, 320, 420: Second combustion area
21, 221, 341, 441: Air supply for removing residual carbon
30, 230, 330, 430: reaction chamber 31, 231, 333: inlet
32, 232, 335: outlet 40, 41, 42: cyclone
111, 311, 421: fuel supply 112, 312: partially oxidized perforated plate
121, 321: fuel combustion air supply section 122, 322: fully burned perforated plate
213: bulkhead 331: first chamber
332: second chamber 334: discharge port
431: introduction tube 432: lower opening member
433: upper opening member 442: perforated plate
RGS, RGS2: Play area

Claims (28)

기상 연료 및 공기의 흐름 방향과 반대 방향으로 코킹 촉매를 유동시키며, 유입구로 유입되는 코킹 촉매를 재생공간에서 재생한 후 재생된 촉매를 유출구로 유출하는 반응 챔버;
상기 반응 챔버 내부에서 상기 유입구에 인접하여 구비되며, 기상 연료의 부분산화로 수소, 일산화탄소 및 고상의 카본을 생성하여 코킹 촉매에 열을 공급하고, 생성된 수소, 일산화탄소 및 고상의 카본을 연소시켜 수증기 및 이산화탄소를 생성하는 제1연소영역; 및
상기 제1연소영역에 연결되는 상기 반응 챔버 내부에서 상기 유출구에 인접하여 구비되며, 추가로 공급되는 공기로 코킹 촉매의 표면에 잔류하는 카본을 산화 제거하는 제2연소영역
을 포함하며,
상기 제1연소영역은
공급되는 기상 연료의 연소에 따라 구분되어 상기 반응 챔버 내부에서 상부와 하부에 각각 배치되는 완전연소구간과 부분산화구간
을 포함하고,
상기 부분산화구간은
기상 연료 또는 기상 연료와 공기의 혼합물을 공급하는 연료 공급부, 및
상기 연료 공급부의 상방에 구비되는 부분산화 다공판
을 포함하는 다단 연소 방식의 촉매 재생기.
A reaction chamber that flows the coking catalyst in a direction opposite to the flow direction of gaseous fuel and air, regenerates the coking catalyst flowing into the inlet, and regenerates the regenerated catalyst into the outlet;
It is provided adjacent to the inlet in the reaction chamber, and generates hydrogen, carbon monoxide and solid carbon by partial oxidation of gaseous fuel to supply heat to the caulking catalyst, and burns the generated hydrogen, carbon monoxide and solid carbon to vaporize water. And a first combustion region generating carbon dioxide. And
A second combustion region that is provided adjacent to the outlet in the reaction chamber connected to the first combustion region and oxidatively removes carbon remaining on the surface of the caulking catalyst with additionally supplied air.
It includes,
The first combustion region
It is classified according to the combustion of the gaseous fuel to be supplied, and the complete combustion section and the partial oxidation section respectively disposed above and below the reaction chamber.
Including,
The partial oxidation section
A fuel supply for supplying gaseous fuel or a mixture of gaseous fuel and air, and
Partially oxidized perforated plate provided above the fuel supply
Catalyst regenerator of the multi-stage combustion method comprising a.
제1항에 있어서,
상기 제2연소영역은
상기 반응 챔버 내부의 상기 유출구 측에 구비되어,
공기를 공급하는 잔류 카본 제거용 공기 공급부를 포함하는 다단 연소 방식의 촉매 재생기.
According to claim 1,
The second combustion region
It is provided on the outlet side inside the reaction chamber,
A multistage combustion type catalyst regenerator comprising an air supply for removing residual carbon that supplies air.
삭제delete 기상 연료 및 공기의 흐름 방향과 반대 방향으로 코킹 촉매를 유동시키며, 유입구로 유입되는 코킹 촉매를 재생공간에서 재생한 후 재생된 촉매를 유출구로 유출하는 반응 챔버;
상기 반응 챔버 내부에서 상기 유입구에 인접하여 구비되며, 기상 연료의 부분산화로 수소, 일산화탄소 및 고상의 카본을 생성하여 코킹 촉매에 열을 공급하고, 생성된 수소, 일산화탄소 및 고상의 카본을 연소시켜 수증기 및 이산화탄소를 생성하는 제1연소영역; 및
상기 제1연소영역에 연결되는 상기 반응 챔버 내부에서 상기 유출구에 인접하여 구비되며, 추가로 공급되는 공기로 코킹 촉매의 표면에 잔류하는 카본을 산화 제거하는 제2연소영역
을 포함하며,
상기 제1연소영역은
공급되는 기상 연료의 연소에 따라 구분되어 상기 반응 챔버 내부에서 상부와 하부에 각각 배치되는 완전연소구간과 부분산화구간
을 포함하고,
상기 부분산화구간은
기상 연료 또는 기상 연료와 공기의 혼합물을 공급하는 연료 공급부, 및
상기 연료 공급부의 상방에 하나 또는 복층으로 구비되는 부분산화 다공판
을 포함하며,
기상 연료의 부분산화로 생성된 수소, 일산화탄소 및 고상의 카본과 코킹 촉매를 상기 부분산화 다공판에서 혼합 및 열전달하는 다단 연소 방식의 촉매 재생기.
A reaction chamber that flows the coking catalyst in a direction opposite to the flow direction of gaseous fuel and air, regenerates the coking catalyst flowing into the inlet, and regenerates the regenerated catalyst into the outlet;
It is provided adjacent to the inlet in the reaction chamber, and generates hydrogen, carbon monoxide and solid carbon by partial oxidation of gaseous fuel to supply heat to the caulking catalyst, and burns the generated hydrogen, carbon monoxide and solid carbon to vaporize water. And a first combustion region generating carbon dioxide. And
A second combustion region that is provided adjacent to the outlet in the reaction chamber connected to the first combustion region and oxidatively removes carbon remaining on the surface of the caulking catalyst with additionally supplied air.
It includes,
The first combustion region
It is classified according to the combustion of the gaseous fuel to be supplied, and the complete combustion section and the partial oxidation section respectively disposed above and below the reaction chamber.
Including,
The partial oxidation section
A fuel supply for supplying gaseous fuel or a mixture of gaseous fuel and air, and
Partially oxidized porous plate provided as one or multiple layers above the fuel supply
It includes,
A catalyst regenerator of a multi-stage combustion method in which hydrogen, carbon monoxide and solid carbon generated by partial oxidation of gaseous fuel and a coking catalyst are mixed and heat-transferred in the partially-oxidized porous plate.
제4항에 있어서,
상기 완전연소구간은
상기 기상 연료의 완전 연소를 위한 공기를 공급하는 연료 연소용 공기 공급부, 및
상기 연료 연소용 공기 공급부의 상방에 하나 또는 복층으로 구비되는 완전연소 다공판
을 포함하며,
기상 연료의 부분산화로 생성된 수소, 일산화탄소 및 고상의 카본을 완전연소시켜 수증기 및 이산화탄소를 생성하도록 연료 연소용 공기를 공급하여 상기 완전연소 다공판에서 혼합 및 열전달하는 다단 연소 방식의 촉매 재생기.
According to claim 4,
The complete combustion section
An air supply unit for fuel combustion that supplies air for complete combustion of the gaseous fuel, and
Completely burned perforated plate provided in one or multiple layers above the air supply for fuel combustion
It includes,
A catalyst regenerator of a multi-stage combustion method in which hydrogen, carbon monoxide and solid carbon generated by partial oxidation of gaseous fuel are completely burned to supply air for fuel combustion to produce water vapor and carbon dioxide, and mixed and heat-transferred in the fully burned porous plate.
제1항에 있어서,
상기 기상 연료 및 공기의 흐름 방향은, 상기 반응 챔버의 하부에서 상부로 형성되고,
상기 코킹 촉매 및 재생 촉매의 유동 방향은, 상기 반응 챔버의 상부에서 하부로 형성되는 다단 연소 방식의 촉매 재생기.
According to claim 1,
The gaseous fuel and air flow direction is formed from the bottom of the reaction chamber to the top,
The flow direction of the caulking catalyst and the regenerated catalyst is a multi-stage combustion type catalyst regenerator formed from upper to lower of the reaction chamber.
제1항에 있어서,
상기 제1연소영역은
상기 기상 연료 및 공기의 흐름 방향에 교차하는 수평 방향에서 복수의 구간들로 구획하여 상하로 신장되는 격벽을 포함하는 다단 연소 방식의 촉매 재생기.
According to claim 1,
The first combustion region
Catalytic regenerator of the multi-stage combustion method comprising a partition wall extending upward and downward by dividing it into a plurality of sections in a horizontal direction crossing the gaseous fuel and air flow directions.
제7항에 있어서,
상기 격벽은
상기 제1연소영역에 배치되어 상기 수평 방향에서 상기 제1연소영역을 복수로 구획하고,
상기 제2연소영역은
상기 격벽의 하부에서 하나로 형성되는 다단 연소 방식의 촉매 재생기.
The method of claim 7,
The bulkhead
The first combustion region is arranged in the horizontal direction to divide the first combustion region into a plurality,
The second combustion region
Multi-stage combustion type catalyst regenerator formed as one at the bottom of the partition wall.
제7항에 있어서,
상기 제2연소영역은
상기 반응 챔버 내부의 상기 유출구 측에 구비되어,
공기를 상기 제1연소영역의 복수 구간들에 공급하는 잔류 카본 제거용 공기 공급부를 포함하는 다단 연소 방식의 촉매 재생기
The method of claim 7,
The second combustion region
It is provided on the outlet side inside the reaction chamber,
Multi-stage combustion catalyst regenerator comprising an air supply for removing residual carbon that supplies air to a plurality of sections of the first combustion region
기상 연료 및 공기의 흐름 방향과 반대 방향으로 코킹 촉매를 유동시키며, 유입구로 유입되는 코킹 촉매를 재생공간에서 재생한 후 재생된 촉매를 유출구로 유출하는 반응 챔버;
상기 반응 챔버 내부에서 상기 유입구에 인접하여 구비되며, 기상 연료의 부분산화로 수소, 일산화탄소 및 고상의 카본을 생성하여 코킹 촉매에 열을 공급하고, 생성된 수소, 일산화탄소 및 고상의 카본을 연소시켜 수증기 및 이산화탄소를 생성하는 제1연소영역; 및
상기 제1연소영역에 연결되는 상기 반응 챔버 내부에서 상기 유출구에 인접하여 구비되며, 추가로 공급되는 공기로 코킹 촉매의 표면에 잔류하는 카본을 산화 제거하는 제2연소영역
을 포함하며,
상기 제1연소영역은
상기 기상 연료 및 공기의 흐름 방향에 교차하는 수평 방향에서 복수의 구간들로 구획하여 상하로 신장되는 격벽을 포함하고,
상기 제1연소영역의 복수의 구간들은
공급되는 기상 연료의 연소에 따라 구분되어 상기 반응 챔버 내부에서 상부와 하부에 각각 배치되는 완전연소구간과 부분산화구간
을 각각 포함하고,
각각의 부분산화구간은
기상 연료 또는 기상 연료와 공기의 혼합물을 공급하는 연료 공급부, 및
상기 연료 공급부의 상방에 하나 또는 복층으로 구비되는 부분산화 다공판
을 포함하며,
기상 연료의 부분산화로 생성된 수소, 일산화탄소 및 고상의 카본과 코킹 촉매를 상기 부분산화 다공판에서 혼합 및 열전달하는 다단 연소 방식의 촉매 재생기.
A reaction chamber that flows the coking catalyst in a direction opposite to the flow direction of gaseous fuel and air, regenerates the coking catalyst flowing into the inlet, and regenerates the regenerated catalyst into the outlet;
It is provided adjacent to the inlet in the reaction chamber, and generates hydrogen, carbon monoxide and solid carbon by partial oxidation of gaseous fuel to supply heat to the caulking catalyst, and burns the generated hydrogen, carbon monoxide and solid carbon to vaporize water. And a first combustion region generating carbon dioxide. And
A second combustion region that is provided adjacent to the outlet in the reaction chamber connected to the first combustion region and oxidatively removes carbon remaining on the surface of the caulking catalyst with additionally supplied air.
It includes,
The first combustion region
It includes a partition wall that is divided into a plurality of sections in a horizontal direction crossing the flow direction of the gaseous fuel and air and extended up and down,
A plurality of sections of the first combustion region
It is classified according to the combustion of the gaseous fuel to be supplied, and the complete combustion section and the partial oxidation section respectively disposed above and below the reaction chamber.
Each containing,
Each partial oxidation section
A fuel supply for supplying gaseous fuel or a mixture of gaseous fuel and air, and
Partially oxidized porous plate provided as one or multiple layers above the fuel supply
It includes,
A catalyst regenerator of a multi-stage combustion method in which hydrogen, carbon monoxide and solid carbon generated by partial oxidation of gaseous fuel and a coking catalyst are mixed and heat-transferred in the partially-oxidized porous plate.
기상 연료 및 공기의 흐름 방향과 반대 방향으로 코킹 촉매를 유동시키며, 유입구로 유입되는 코킹 촉매를 재생공간에서 재생한 후 재생된 촉매를 유출구로 유출하는 반응 챔버;
상기 반응 챔버 내부에서 상기 유입구에 인접하여 구비되며, 기상 연료의 부분산화로 수소, 일산화탄소 및 고상의 카본을 생성하여 코킹 촉매에 열을 공급하고, 생성된 수소, 일산화탄소 및 고상의 카본을 연소시켜 수증기 및 이산화탄소를 생성하는 제1연소영역; 및
상기 제1연소영역에 연결되는 상기 반응 챔버 내부에서 상기 유출구에 인접하여 구비되며, 추가로 공급되는 공기로 코킹 촉매의 표면에 잔류하는 카본을 산화 제거하는 제2연소영역
을 포함하며,
상기 제1연소영역은
상기 기상 연료 및 공기의 흐름 방향에 교차하는 수평 방향에서 복수의 구간들로 구획하여 상하로 신장되는 격벽을 포함하고,
상기 제1연소영역의 복수의 구간들은
공급되는 기상 연료의 연소에 따라 구분되어 상기 반응 챔버 내부에서 상부와 하부에 각각 배치되는 완전연소구간과 부분산화구간
을 각각 포함하고,
각각의 완전연소구간은
상기 기상 연료의 완전 연소를 위한 공기를 공급하는 연료 연소용 공기 공급부, 및
상기 연료 연소용 공기 공급부의 상방에 하나 또는 복층으로 구비되는 완전연소 다공판
을 포함하며,
기상 연료의 부분산화로 생성된 수소, 일산화탄소 및 고상의 카본을 완전연소시켜 수증기 및 이산화탄소를 생성하도록 상기 완전연소 다공판에서 혼합 및 열전달하는 다단 연소 방식의 촉매 재생기.
A reaction chamber that flows the coking catalyst in a direction opposite to the flow direction of gaseous fuel and air, regenerates the coking catalyst flowing into the inlet, and regenerates the regenerated catalyst into the outlet;
It is provided adjacent to the inlet in the reaction chamber, and generates hydrogen, carbon monoxide and solid carbon by partial oxidation of gaseous fuel to supply heat to the caulking catalyst, and burns the generated hydrogen, carbon monoxide and solid carbon to vaporize water. And a first combustion region generating carbon dioxide. And
A second combustion region that is provided adjacent to the outlet in the reaction chamber connected to the first combustion region and oxidatively removes carbon remaining on the surface of the caulking catalyst with additionally supplied air.
It includes,
The first combustion region
It includes a partition wall that is divided into a plurality of sections in a horizontal direction crossing the flow direction of the gaseous fuel and air and extended up and down,
A plurality of sections of the first combustion region
It is classified according to the combustion of the gaseous fuel to be supplied, and the complete combustion section and the partial oxidation section respectively disposed above and below the reaction chamber.
Each containing,
Each complete combustion section
An air supply unit for fuel combustion that supplies air for complete combustion of the gaseous fuel, and
Completely burned perforated plate provided in one or multiple layers above the air supply for fuel combustion
It includes,
A catalyst regenerator of a multi-stage combustion method in which hydrogen, carbon monoxide and solid carbon generated by partial oxidation of gaseous fuel are completely combusted to produce water vapor and carbon dioxide, and mixed and heat-transferred in the fully-burned porous plate.
제1항에 있어서,
상기 반응 챔버는
상기 제1연소영역을 형성하는 제1챔버, 및
상하 방향에서 상기 제1챔버의 하단을 수용하고 상기 상하 방향에 교차하는 수평 방향으로 상기 제1챔버보다 확장된 제2연소영역을 형성하는 제2챔버
를 포함하는 다단 연소 방식의 촉매 재생기.
According to claim 1,
The reaction chamber
A first chamber forming the first combustion region, and
A second chamber accommodating the lower end of the first chamber in the vertical direction and forming a second combustion region extending from the first chamber in a horizontal direction intersecting the vertical direction
Catalyst regenerator of the multi-stage combustion method comprising a.
제12항에 있어서,
상기 제1챔버는
상기 유입구의 반대측에 토출구를 형성하고,
상기 유출구는
상기 토출구보다 높은 상기 제2챔버의 측방에 형성되는 다단 연소 방식의 촉매 재생기.
The method of claim 12,
The first chamber
A discharge port is formed on the opposite side of the inlet port,
The outlet
Multi-stage combustion catalyst regenerator formed on the side of the second chamber higher than the discharge port.
제13항에 있어서,
상기 제2연소영역은
상기 제2챔버 내부의 상기 토출구 측에 구비되어,
공기를 공급하는 잔류 카본 제거용 공기 공급부를 포함하는 다단 연소 방식의 촉매 재생기.
The method of claim 13,
The second combustion region
It is provided on the side of the discharge port inside the second chamber,
A multistage combustion type catalyst regenerator comprising an air supply for removing residual carbon that supplies air.
제12항에 있어서,
상기 기상 연료 및 공기의 흐름 방향은, 상기 제1챔버 및 상기 제2챔버의 하부에서 상부로 형성되고,
공기의 흐름 방향은 상기 제2챔버의 하부에서 상부 및 중심에서 외측으로 더 형성되며,
상기 코킹 촉매 및 재생 촉매의 유동 방향은, 상기 제1챔버 및 상기 제2챔버의 상부에서 하부로 형성되고,
재생 촉매의 유동 방향은 상기 제2챔버의 중심에서 외측으로 더 형성되는 다단 연소 방식의 촉매 재생기.
The method of claim 12,
The flow direction of the gaseous fuel and air is formed from bottom to top of the first chamber and the second chamber,
The air flow direction is further formed from the bottom of the second chamber to the top and from the center to the outside,
The flow direction of the caulking catalyst and the regenerated catalyst is formed from upper to lower of the first chamber and the second chamber,
The flow direction of the regeneration catalyst is further formed from the center of the second chamber to the outside.
기상 연료 및 공기의 흐름 방향과 반대 방향으로 코킹 촉매를 유동시키며, 유입구로 유입되는 코킹 촉매를 재생공간에서 재생한 후 재생된 촉매를 유출구로 유출하는 반응 챔버;
상기 반응 챔버 내부에서 상기 유입구에 인접하여 구비되며, 기상 연료의 부분산화로 수소, 일산화탄소 및 고상의 카본을 생성하여 코킹 촉매에 열을 공급하고, 생성된 수소, 일산화탄소 및 고상의 카본을 연소시켜 수증기 및 이산화탄소를 생성하는 제1연소영역; 및
상기 제1연소영역에 연결되는 상기 반응 챔버 내부에서 상기 유출구에 인접하여 구비되며, 추가로 공급되는 공기로 코킹 촉매의 표면에 잔류하는 카본을 산화 제거하는 제2연소영역
을 포함하며,
상기 반응 챔버는
상기 유입구에 연결되어 코킹 촉매를 도입하는 도입관,
상기 도입관의 하단부를 수용하여 하단부에 설치되는 하방 개방부재, 및
상기 하방 개방부재의 하방에서 삽입되어 상기 도입관의 하단을 수용하여 상기 반응 챔버의 바닥에 설치되는 상방 개방부재
를 포함하고,
상기 제1연소영역은
공급되는 기상 연료의 연소에 따라 구분되어 상기 반응 챔버의 중심과 외측에 각각 배치되는 완전연소구간과 부분산화구간
을 포함하며,
상기 부분산화구간은
상기 상방 개방 부재와 상기 하방 개방부재 사이에 설정되고, 기상 연료 또는 기상 연료와 공기의 혼합물을 공급하는 연료 공급부, 및
상기 연료 공급부의 상방에 구비되는 부분산화 다공판
을 포함하는 다단 연소 방식의 촉매 재생기.
A reaction chamber that flows the coking catalyst in a direction opposite to the flow direction of gaseous fuel and air, regenerates the coking catalyst flowing into the inlet, and regenerates the regenerated catalyst into the outlet;
It is provided adjacent to the inlet in the reaction chamber, and generates hydrogen, carbon monoxide and solid carbon by partial oxidation of gaseous fuel to supply heat to the caulking catalyst, and burns the generated hydrogen, carbon monoxide and solid carbon to vaporize water. And a first combustion region generating carbon dioxide. And
A second combustion region that is provided adjacent to the outlet in the reaction chamber connected to the first combustion region and oxidatively removes carbon remaining on the surface of the caulking catalyst with additionally supplied air.
It includes,
The reaction chamber
An introduction pipe connected to the inlet port to introduce a caulking catalyst,
A lower opening member installed at the lower end by receiving the lower end of the introduction pipe, and
The upper opening member which is inserted below the lower opening member and accommodates the lower end of the introduction tube to be installed at the bottom of the reaction chamber.
Including,
The first combustion region
It is classified according to the combustion of the gaseous fuel to be supplied, and the complete combustion section and the partial oxidation section respectively disposed at the center and outside of the reaction chamber.
It includes,
The partial oxidation section
Is set between the upper opening member and the lower opening member, A fuel supply for supplying gaseous fuel or a mixture of gaseous fuel and air, and
Partially oxidized perforated plate provided above the fuel supply
Catalyst regenerator of the multi-stage combustion method comprising a.
삭제delete 삭제delete 제16항에 있어서,
상기 완전연소구간은
상기 도입관과 상기 상방 개방부재 사이에 설정되고,
상기 기상 연료의 완전 연소를 위한 공기를 공급하는 연료 연소용 공기 공급부
를 포함하는 다단 연소 방식의 촉매 재생기.
The method of claim 16,
The complete combustion section
It is set between the introduction pipe and the upper opening member,
Air supply unit for fuel combustion that supplies air for the complete combustion of the gaseous fuel
Catalyst regenerator of the multi-stage combustion method comprising a.
기상 연료 및 공기의 흐름 방향과 반대 방향으로 코킹 촉매를 유동시키며, 유입구로 유입되는 코킹 촉매를 재생공간에서 재생한 후 재생된 촉매를 유출구로 유출하는 반응 챔버;
상기 반응 챔버 내부에서 상기 유입구에 인접하여 구비되며, 기상 연료의 부분산화로 수소, 일산화탄소 및 고상의 카본을 생성하여 코킹 촉매에 열을 공급하고, 생성된 수소, 일산화탄소 및 고상의 카본을 연소시켜 수증기 및 이산화탄소를 생성하는 제1연소영역; 및
상기 제1연소영역에 연결되는 상기 반응 챔버 내부에서 상기 유출구에 인접하여 구비되며, 추가로 공급되는 공기로 코킹 촉매의 표면에 잔류하는 카본을 산화 제거하는 제2연소영역
을 포함하며,
상기 반응 챔버는
상기 유입구에 연결되어 코킹 촉매를 도입하는 도입관,
상기 도입관의 하단부를 수용하여 하단부에 설치되는 하방 개방부재, 및
상기 하방 개방부재의 하방에서 삽입되어 상기 도입관의 하단을 수용하여 상기 반응 챔버의 바닥에 설치되는 상방 개방부재
를 포함하고,
상기 제2연소영역은
상기 하방 개방 부재의 외측에 구비되어,
코킹 촉매의 표면에 잔류하는 카본을 산화 제거하는 공기를 상기 제1연소영역에 공급하는 잔류 카본 제거용 공기 공급부, 및
상기 잔류 카본 제거용 공기 공급부의 상방에 상기 하방 개방 부재와 상기 반응 챔버의 내벽 사이에 설치되는 다공판
를 더 포함하며,
상기 다공판은
기상 연료의 부분산화로 생성된 수소, 일산화탄소 및 고상의 카본과 덜 재생된 코킹 촉매를 더 혼합 및 열전달하여 코킹 촉매의 표면에 잔류하는 카본을 더 산화 제거하는 다단 연소 방식의 촉매 재생기.
A reaction chamber that flows the coking catalyst in a direction opposite to the flow direction of gaseous fuel and air, regenerates the coking catalyst flowing into the inlet, and regenerates the regenerated catalyst into the outlet;
It is provided adjacent to the inlet in the reaction chamber, and generates hydrogen, carbon monoxide and solid carbon by partial oxidation of gaseous fuel to supply heat to the caulking catalyst, and burns the generated hydrogen, carbon monoxide and solid carbon to vaporize water. And a first combustion region generating carbon dioxide. And
A second combustion region that is provided adjacent to the outlet in the reaction chamber connected to the first combustion region and oxidatively removes carbon remaining on the surface of the caulking catalyst with additionally supplied air.
It includes,
The reaction chamber
An introduction pipe connected to the inlet port to introduce a caulking catalyst,
A lower opening member installed at the lower end by receiving the lower end of the introduction pipe, and
The upper opening member which is inserted below the lower opening member and accommodates the lower end of the introduction tube to be installed at the bottom of the reaction chamber.
Including,
The second combustion region
It is provided on the outside of the lower opening member,
An air supply unit for removing residual carbon to supply air for oxidatively removing carbon remaining on the surface of the caulking catalyst to the first combustion region, and
A perforated plate installed above the lower opening member and the inner wall of the reaction chamber above the air supply for removing residual carbon.
Further comprising,
The perforated plate
Multistage combustion catalyst regenerator that further oxidizes and removes carbon remaining on the surface of the caulking catalyst by further mixing and heat transfer of hydrogen, carbon monoxide and solid carbon generated by partial oxidation of gaseous fuel and less regenerated caulking catalyst.
제16항에 있어서,
상기 기상 연료 및 공기의 흐름 방향은, 상기 반응 챔버의 중심에서 외곽으로 또는 외곽에서 중심으로 형성되고,
상기 코킹 촉매 및 재생 촉매의 유동 방향은, 상기 반응 챔버의 중심에서 외곽으로 형성되는 다단 연소 방식의 촉매 재생기.
The method of claim 16,
The gaseous fuel and air flow direction is formed from the center of the reaction chamber to the outside or from the outside to the center,
The flow direction of the caulking catalyst and the regenerated catalyst is a multi-stage combustion type catalyst regenerator formed from the center of the reaction chamber to the outside.
기상 연료 및 공기의 흐름 방향과 반대 방향으로 코킹 촉매를 유동시키며 촉매를 재생시키는 반응 챔버;
상기 반응 챔버 내부에서 기상 연료의 부분산화로 수소, 일산화탄소 및 고상의 카본을 생성하여 코킹 촉매에 열을 공급하고, 생성된 수소, 일산화탄소 및 고상의 카본을 완전 연소시켜 수증기 및 이산화탄소를 생성하는 제1연소영역; 및
추가로 공급되는 공기로 코킹 촉매의 표면에 잔류하는 카본을 산화 제거하는 제2연소영역
을 포함하며,
상기 제1연소영역은
공급되는 기상 연료의 연소에 따라 구분되어 상기 반응 챔버 내부에서 상부와 하부에 각각 배치되는 완전연소구간과 부분산화구간
을 포함하고,
상기 부분산화구간은
기상 연료 또는 기상 연료와 공기의 혼합물을 공급하는 연료 공급부, 및
상기 연료 공급부의 상방에 구비되는 부분산화 다공판
을 포함하는 다단 연소 방식의 촉매 재생기.
A reaction chamber for flowing the coking catalyst in a direction opposite to the flow direction of the gaseous fuel and air and regenerating the catalyst;
Partial oxidation of gaseous fuel inside the reaction chamber generates hydrogen, carbon monoxide and solid carbon to supply heat to the caulking catalyst, and completely generates hydrogen, carbon monoxide and solid carbon to produce water vapor and carbon dioxide Combustion zone; And
A second combustion zone that oxidatively removes carbon remaining on the surface of the caulking catalyst with additional supplied air
It includes,
The first combustion region
It is classified according to the combustion of the gaseous fuel to be supplied, and the complete combustion section and the partial oxidation section respectively disposed above and below the reaction chamber.
Including,
The partial oxidation section
A fuel supply for supplying gaseous fuel or a mixture of gaseous fuel and air, and
Partially oxidized perforated plate provided above the fuel supply
Catalyst regenerator of the multi-stage combustion method comprising a.
제22항에 있어서,
상기 기상 연료 및 공기의 흐름 방향은, 상기 반응 챔버의, 하부에서 상부로 형성되고,
상기 코킹 촉매 및 재생 촉매의 유동 방향은, 상기 반응 챔버의 상부에서 하부로 형성되는 다단 연소 방식의 촉매 재생기.
The method of claim 22,
The gaseous fuel and air flow direction is formed from the bottom of the reaction chamber to the top,
The flow direction of the caulking catalyst and the regenerated catalyst is a multi-stage combustion type catalyst regenerator formed from upper to lower of the reaction chamber.
제22항에 있어서,
상기 기상 연료 및 공기의 흐름 방향은, 상기 반응 챔버의 중심에서 외곽으로 또는 외곽에서 중심으로 형성되고,
상기 코킹 촉매 및 재생 촉매의 유동 방향은, 상기 반응 챔버의 중심에서 외곽으로 형성되는 다단 연소 방식의 촉매 재생기.
The method of claim 22,
The gaseous fuel and air flow direction is formed from the center of the reaction chamber to the outside or from the outside to the center,
The flow direction of the caulking catalyst and the regenerated catalyst is a multi-stage combustion type catalyst regenerator formed from the center of the reaction chamber to the outside.
반응 챔버 내에서 제1방향으로 코킹 촉매를 유동시키는 제1단계; 및
상기 반응 챔버 내에서 상기 제1방향에 역류하는 제2방향으로 기상 연료 또는 기상 연료와 공기의 부분산화로 생성된 수소, 일산화탄소 및 고상의 카본을 공급하여 제1연소영역에서 코킹 촉매에 열을 공급하고, 생성된 수소, 일산화탄소 및 고상의 카본을 연소시켜 수증기 및 이산화탄소를 생성하는 제2단계; 및
추가로 공기를 공급하여 제2연소영역에서 코킹 촉매의 표면에 잔류하는 카본을 산화 제거하여 코킹 촉매를 재생하는 제3단계
를 포함하며,
상기 제2단계는 연료 공급부와 상기 연료 공급부의 상방에 구비되는 부분산화 다공판을 포함하는 부분산화구간에서 진행되며,
상기 연료 공급부가 기상 연료 또는 기상 연료와 공기의 혼합물을 상기 부분산화구간 및 상기 부분산화 다공판 하방에 공급하여,
기상 연료 또는 기상 연료와 공기의 혼합물의 부분산화로 생성되어 상향 이동하는 수소, 일산화탄소 및 고상의 카본이
상기 부분산화 다공판에서 하향 유동하는 코킹 촉매와 서로 혼합 및 열전달하는 다단 연소 방식의 촉매 재생방법.
A first step of flowing a caulking catalyst in a first direction in the reaction chamber; And
Supplying heat to the caulking catalyst in the first combustion zone by supplying hydrogen, carbon monoxide and solid carbon generated by partial oxidation of gaseous fuel or gaseous fuel and air in a second direction countercurrent to the first direction in the reaction chamber And, the second step of generating water vapor and carbon dioxide by burning the generated hydrogen, carbon monoxide and solid carbon; And
A third step of regenerating the coking catalyst by oxidatively removing carbon remaining on the surface of the coking catalyst in the second combustion region by supplying additional air
It includes,
The second step proceeds in a partial oxidation section including a fuel supply unit and a partially oxidized porous plate provided above the fuel supply unit,
The fuel supply unit supplies gaseous fuel or a mixture of gaseous fuel and air to the partial oxidation section and below the partially-oxidized porous plate,
Hydrogen, carbon monoxide and solid carbon produced by partial oxidation of gaseous fuel or mixture of gaseous fuel and air
A catalyst regeneration method of a multistage combustion method in which coking catalysts flowing downward in the partially oxidized porous plate are mixed with each other and heat transferred.
제25항에 있어서,
상기 제2단계는
부분산화 된 수소, 일산화탄소 및 고상의 카본으로 코킹 촉매의 반응열을 낮추어 코킹 촉매의 고온 노출을 방지하는
다단 연소 방식의 촉매 재생방법.
The method of claim 25,
The second step is
Partially oxidized hydrogen, carbon monoxide and solid carbon to lower the heat of reaction of the caulking catalyst to prevent the high temperature exposure of the caulking catalyst
Multistage combustion catalyst regeneration method.
제25항에 있어서,
상기 제1단계 및 상기 제3단계는
상기 코킹 촉매 및 재생 촉매를 상기 반응 챔버의 상부에서 하부로 유동시키고,
상기 제2단계 및 상기 제3단계는
상기 기상 연료 및 공기를 상기 반응 챔버의 하부에서 상부로 흐르게 하는
다단 연소 방식의 촉매 재생방법.
The method of claim 25,
The first step and the third step are
The caulking catalyst and the regenerated catalyst are flowed from the top of the reaction chamber to the bottom,
The second step and the third step are
Causing the gaseous fuel and air to flow from the bottom of the reaction chamber to the top
Multistage combustion catalyst regeneration method.
제25항에 있어서,
상기 제1단계 및 상기 제3단계는
상기 코킹 촉매 및 재생 촉매를 상기 반응 챔버의 중심에서 외곽으로 유동시키고,
상기 제2단계 및 상기 제3단계는
상기 기상 연료 및 공기를 상기 반응 챔버의 중심에서 외곽으로 또는 외곽에서 중심으로 흐르게 하는
다단 연소 방식의 촉매 재생방법.
The method of claim 25,
The first step and the third step are
The caulking catalyst and the regenerated catalyst flow from the center of the reaction chamber to the outside,
The second step and the third step are
Causing the gaseous fuel and air to flow from the center of the reaction chamber to the outside or from the outside to the center
Multistage combustion catalyst regeneration method.
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