KR102235559B1 - Catalyst reaction apparatus - Google Patents

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Abstract

본 발명은 촉매반응장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 미리 설정된 조건 하에서 하나 이상의 반응가스와 촉매를 반응시키는 촉매반응장치에 관한 것이다.
본 발명은, 촉매 및 반응가스를 혼합하여 촉매활성반응을 수행하는 반응공간(S)을 형성하며 미리 설정된 반응온도 조건을 형성하는 반응모듈(100)와; 상기 반응모듈(100)의 상측에 설치되어 상기 반응공간(S)으로 촉매를 공급하는 촉매공급부(300)와; 상기 반응모듈(100)로 반응가스를 공급하는 반응가스공급부(400)와; 상기 반응모듈(100)과 결합되어 상기 반응공간(S)을 거친 반응 후 가스를 외부로 배출하는 가스배출부(500)를 포함하는 것을 특징으로 하는 촉매반응장치를 개시한다.The present invention relates to a catalytic reaction apparatus, and more particularly, to a catalytic reaction apparatus for reacting one or more reaction gases and a catalyst under preset conditions.
The present invention comprises a reaction module 100 for forming a reaction space (S) for performing a catalytic activating reaction by mixing a catalyst and a reaction gas and forming a preset reaction temperature condition; A catalyst supply unit 300 installed above the reaction module 100 to supply a catalyst to the reaction space S; A reaction gas supply unit 400 for supplying a reaction gas to the reaction module 100; Disclosed is a catalytic reaction apparatus comprising a gas discharge unit 500 that is coupled to the reaction module 100 and discharges gas to the outside after the reaction passes through the reaction space (S).

Description

촉매반응장치 {Catalyst reaction apparatus}Catalyst reaction apparatus

본 발명은 촉매반응장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 미리 설정된 조건 하에서 하나 이상의 반응가스와 촉매를 반응시키는 촉매반응장치에 관한 것이다.The present invention relates to a catalytic reaction apparatus, and more particularly, to a catalytic reaction apparatus for reacting one or more reaction gases and a catalyst under preset conditions.

화학 산업을 구성하는 요소 중 빼놓을 수 없는 것이 바로 촉매다. 촉매는 화학 반응을 통해 제품을 생산하는 핵심 생산 요소이며, 촉매 기술은 화학 산업 기술의 척도로 여겨진다.Among the elements that make up the chemical industry, catalysts are indispensable. Catalysts are a key production factor that produces products through chemical reactions, and catalytic technology is regarded as a measure of technology in the chemical industry.

촉매는 화학 반응 속도를 증가 또는 감소시키는 효과를 나타내고 반응이 종료된 다음에도 원래의 상태로 존재할 수 있는 물질이다. 뿐만 아니라 수많은 화학 반응의 중심 역할을 하는 물질로 의약품, 정밀화학, 폴리머, 염료 산업 등의 공정에서 다양하게 적용된다.A catalyst is a substance that exhibits an effect of increasing or decreasing a chemical reaction rate and can exist in its original state even after the reaction is completed. In addition, as a substance that plays a central role in numerous chemical reactions, it is widely applied in processes such as pharmaceuticals, fine chemicals, polymers, and dye industries.

세계 촉매 시장은 약 16억 달러로 추산되며, 촉매 공정에서 발생하는 수익은 연간 1조 6천억 달러에 달한다. 촉매의 활용에 따라 신제품과 신공정 개발이 가능하며 우리나라는 대부분의 촉매 기술을 외국에서 도입해 사용하고 있다.The global catalyst market is estimated to be about $1.6 billion, with revenues from catalytic processes reaching $1.6 trillion annually. Depending on the use of catalysts, new products and new processes can be developed, and most of the catalyst technologies are introduced and used in Korea.

하년 촉매에도 나노기술이 접목되고 있다. 나노기술은 촉매 물질의 크기를 나노 크기로 형성시키고, 크기에 따라 변화된 물질의 물리화학적 성질을 부여하는 것이다.Nanotechnology is also being applied to the summer catalyst. Nanotechnology is to form the size of a catalytic material into a nano size, and to give the physicochemical properties of the material changed according to the size.

특히 에너지 및 환경 문제를 해결하기 위한 촉매 개발은 나노 기술과 밀접하게 관련돼, 나노 촉매를 활용할 경우 다양한 촉매 반응의 반응도를 높일 수 있다.In particular, the development of catalysts to solve energy and environmental problems is closely related to nanotechnology, and the reactivity of various catalytic reactions can be improved when nano catalysts are used.

또한 고효율의 나노 촉매를 국내 기술로 개발할 경우, 전 세계적으로 자원이 한정된 희유금속의 소모량을 획기적으로 줄일 수 있다. 대부분의 촉매 활성 물질은 Pt, Pd, Rh 등과 같은 백금계 금속과 La, Ce 등과 같은 희토류 금속으로, 자원 빈국인 우리나라의 경우 관련 분야의 기술력을 바탕으로 나노 촉매를 개발해야 하는 과제를 안고 있다.In addition, if a high-efficiency nano-catalyst is developed with domestic technology, it is possible to drastically reduce the consumption of rare metals with limited resources around the world. Most of the catalytically active materials are platinum-based metals such as Pt, Pd, and Rh, and rare earth metals such as La and Ce, and Korea, which is a resource-poor country, has a task to develop nano-catalysts based on technology in related fields.

이와 같은 촉매의 필요성이 증대됨에도 불구하고 촉매를 개발하기 위해서는 촉매반응을 통하여 촉매활성 시험을 요한다.Although the need for such a catalyst increases, in order to develop a catalyst, a catalytic activity test is required through a catalytic reaction.

특히 나노 촉매 등 촉매개발시 반응조건을 엄격히 설정하여 하는바 촉매개발에 최적화된 촉매반응장치가 필요하다.In particular, when developing catalysts such as nano catalysts, reaction conditions are strictly set, so a catalytic reaction device optimized for catalyst development is required.

본 발명의 목적은, 상기와 같은 필요성을 인식하여, 나노촉매 등 촉매개발을 위한 엄격한 반응조건 하에 하나 이상의 가스 및 촉매를 반응시킴으로써 신뢰성 있는 촉매반응실험을 수행할 수 있는 촉매반응장치를 제공하는데 있다. It is an object of the present invention to provide a catalytic reaction apparatus capable of performing a reliable catalytic reaction experiment by reacting one or more gases and catalysts under strict reaction conditions for catalyst development such as nano catalysts, recognizing the necessity as described above. .

본 발명은 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명은, 촉매 및 반응가스를 혼합하여 촉매활성반응을 수행하는 반응공간(S)을 형성하며 미리 설정된 반응온도 조건을 형성하는 반응모듈(100)와; 상기 반응모듈(100)의 상측에 설치되어 상기 반응공간(S)으로 촉매를 공급하는 촉매공급부(300)와; 상기 반응모듈(100)로 반응가스를 공급하는 반응가스공급부(400)와; 상기 반응모듈(100)과 결합되어 상기 반응공간(S)을 거친 반응 후 가스를 외부로 배출하는 가스배출부(500)를 포함하는 것을 특징으로 하는 촉매반응장치를 개시한다.The present invention was created to achieve the object of the present invention as described above, and the present invention forms a reaction space (S) for performing a catalytic activation reaction by mixing a catalyst and a reaction gas, and forming a preset reaction temperature condition A reaction module 100 and; A catalyst supply unit 300 installed above the reaction module 100 to supply a catalyst to the reaction space S; A reaction gas supply unit 400 for supplying a reaction gas to the reaction module 100; Disclosed is a catalytic reaction apparatus comprising a gas discharge unit 500 that is coupled to the reaction module 100 and discharges gas to the outside after the reaction passes through the reaction space (S).

상기 반응모듈(100)은, 상기 반응공간(S)을 형성하는 반응챔버(110)와; 상기 반응챔버(110)의 외측에 설치되어 미리 설정된 반응온도 조건을 형성하기 위한 메인히터부(120)를 포함할 수 있다.The reaction module 100 includes a reaction chamber 110 forming the reaction space S; It may include a main heater 120 installed outside the reaction chamber 110 to form a preset reaction temperature condition.

상기 반응챔버(110)는, 원통형상을 가지는 실린더부(111)와; 상기 실린더부(111)의 상단에서 내경이 확장되는 확관부(112)를 포함할 수 있다.The reaction chamber 110 includes a cylinder part 111 having a cylindrical shape; It may include an expansion part 112 whose inner diameter is expanded from the upper end of the cylinder part 111.

상기 실린더부(111)의 길이방향을 따라서 설치된 회전축(141)을 가지는 회전부(140)와; 상기 회전축(141)에 결합되어 상기 회전축(141)의 회전시 회전되어 촉매 및 반응가스의 촉매반응을 촉진시키는 블레이드부(130)를 포함할 수 있다.A rotating part 140 having a rotating shaft 141 installed along the longitudinal direction of the cylinder part 111; It may include a blade unit 130 that is coupled to the rotation shaft 141 and rotates when the rotation shaft 141 rotates to promote a catalytic reaction of a catalyst and a reaction gas.

상기 블레이드부(130)는, 상기 회전축(141)에 수직인 방향에서 보았을 때 지그재그 형상을 이루어 상기 회전축(141)에 결합될 수 있다.The blade unit 130 may form a zigzag shape when viewed from a direction perpendicular to the rotation shaft 141 and be coupled to the rotation shaft 141.

상기 회전축(141)은, 상기 반응모듈(100)을 상하로 관통하도록 설치되며, 상기 회전부(140)는, 상기 반응모듈(100)의 상단부 또는 하단부 중 적어도 하나에 상기 회전축(141)을 회전구동하기 위한 회전구동부(142)를 포함할 할 수 있다.The rotation shaft 141 is installed to penetrate the reaction module 100 vertically, and the rotation unit 140 rotates the rotation shaft 141 at at least one of an upper end or a lower end of the reaction module 100 It may include a rotation drive unit 142 for.

상기 반응가스공급부(400)는, 혼합 전 반응가스의 숫자에 대응되어 각 반응가스를 공급하는 하나 이상의 반응가스공급모듈(411, 412)을 포함할 수 있다.The reaction gas supply unit 400 may include one or more reaction gas supply modules 411 and 412 for supplying each reaction gas corresponding to the number of reaction gases before mixing.

상기 반응가스공급부(400)는, 상기 반응모듈(100)을 냉각하기 위한 냉각가스를 공급하는 냉각가스공급모듈(420)과; 상기 반응모듈(100)을 가열하기 위한 가열가스를 공급하는 가열가스공급모듈(430)을 포함할 수 있다.The reaction gas supply unit 400 includes a cooling gas supply module 420 for supplying a cooling gas for cooling the reaction module 100; A heating gas supply module 430 for supplying a heating gas for heating the reaction module 100 may be included.

본 발명에 따른 촉매반응장치는, 상기 반응가스공급부(400) 및 상기 반응모듈(100) 사이에 설치되어 상기 반응가스공급부(400)로부터 공급된 반응가스를 혼합하는 가스혼합부(440)와; 상기 가스혼합부(440) 및 상기 반응모듈(100) 사이에 설치되어 혼합된 반응가스를 예열하는 가스예열부(450)를 추가로 포함할 수 있다.The catalytic reaction apparatus according to the present invention includes a gas mixing unit 440 installed between the reaction gas supply unit 400 and the reaction module 100 to mix the reaction gas supplied from the reaction gas supply unit 400; It may further include a gas preheating unit 450 installed between the gas mixing unit 440 and the reaction module 100 to preheat the mixed reaction gas.

본 발명에 따른 촉매반응장치는, 촉매반응을 위한 반응모듈이 촉매 및 반응가스를 혼합하여 촉매활성반응을 수행하는 반응공간을 형성하며 미리 설정된 반응온도 조건을 형성하도록 구성됨으로써 정확한 촉매반응을 수행할 수 있어 촉매반응 실험에 대한 신뢰성을 극대화할 수 있는 이점이 있다.In the catalytic reaction apparatus according to the present invention, the reaction module for the catalytic reaction forms a reaction space for performing a catalytic activation reaction by mixing a catalyst and a reaction gas, and is configured to form a preset reaction temperature condition, thereby performing an accurate catalytic reaction. There is an advantage of maximizing the reliability of the catalytic reaction experiment.

특히 상기 반응챔버 내에서의 촉매 및 반응가스의 혼합을 위한 혼합수단을 추가로 구비함으로써 촉매반응을 활성화함으로써 촉매반응실험의 다양화 및 최적화의 달성이 가능하여 촉매개발을 보다 수월하게 수행할 수 있는 이점이 있다.In particular, by activating the catalytic reaction by additionally providing a mixing means for mixing the catalyst and the reaction gas in the reaction chamber, it is possible to achieve diversification and optimization of catalytic reaction experiments, thereby enabling easier catalyst development. There is an advantage.

도 1은, 본 발명에 따른 촉매반응장치를 보여주는 개념도이다.
도 2는, 도 1의 촉매반응장치에서 반응모듈을 포함하는 주요부를 보여주는 일부 측면도이다.
도 3은, 도 1의 촉매반응장치 중 반응모듈 및 예열모듈을 분해한 상태를 보여주는 분해도이다.
도 4는, 도 1의 촉매반응장치의 필터링부재의 일예를 보여주는 평면도이다.
도 5a는, 도 1의 촉매반응장치의 반응모듈의 구성 일부를 보여주는 단면도이다.
도 5b는, 도 5a에서 A-A 방향의 단면도이다.
도 6은, 도 1의 촉매반응장치의 반응모듈에서 실드링이 설치된 예를 보여주는 단면도이다.
도 7은, 도 1의 촉매반응장치의 반응가스공급부의 일예를 보여주는 개념도이다.
도 8은, 도 1에서 B 부분을 확대한 확대도이다.1 is a conceptual diagram showing a catalytic reaction apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a partial side view showing a main part including a reaction module in the catalytic reaction device of FIG. 1.
3 is an exploded view showing a state in which the reaction module and the preheating module of the catalytic reaction device of FIG. 1 are disassembled.
4 is a plan view showing an example of a filtering member of the catalytic reaction device of FIG. 1.
5A is a cross-sectional view showing a part of the configuration of a reaction module of the catalytic reaction device of FIG. 1.
5B is a cross-sectional view taken along the AA direction in FIG. 5A.
6 is a cross-sectional view showing an example in which a shielding ring is installed in the reaction module of the catalytic reaction device of FIG. 1.
7 is a conceptual diagram illustrating an example of a reaction gas supply unit of the catalytic reaction device of FIG. 1.
8 is an enlarged view of an enlarged portion B in FIG. 1.

이하 본 발명에 따른 촉매반응장치 및 그에 사용되는 반응모듈에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a catalytic reaction device according to the present invention and a reaction module used therein will be described with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 따른 촉매반응장치는, 도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 촉매 및 반응가스를 혼합하여 촉매활성반응을 수행하는 반응공간(S)을 형성하며 미리 설정된 반응온도 조건을 형성하는 반응모듈(100)와; 반응모듈(100)의 상측에 설치되어 반응공간(S)으로 촉매를 공급하는 촉매공급부(300)와; 반응모듈(100)로 반응가스를 공급하는 반응가스공급부(400)와; 반응모듈(100)과 결합되어 반응공간(S)을 거친 반응 후 가스를 외부로 배출하는 가스배출부(500)를 포함한다.The catalytic reaction apparatus according to the present invention, as shown in FIGS. 1 to 7, forms a reaction space (S) for performing a catalytically active reaction by mixing a catalyst and a reaction gas, and forming a preset reaction temperature condition. A module 100; A catalyst supply unit 300 installed on the upper side of the reaction module 100 to supply a catalyst to the reaction space S; A reaction gas supply unit 400 for supplying a reaction gas to the reaction module 100; It is coupled to the reaction module 100 and includes a gas discharge unit 500 for discharging the gas to the outside after the reaction passes through the reaction space (S).

여기서 상기 반응온도 조건은, 1,200℃ 등 촉매반응을 위한 온도조건으로서, 촉매 및 반응가스의 종류에 따라서 다양하게 설정될 수 있다.Here, the reaction temperature condition is a temperature condition for a catalytic reaction such as 1,200°C, and may be variously set according to the type of catalyst and reaction gas.

구체적으로, 본 발명의 실시예에서의 촉매반응은, 대표적인 촉매물질을 티타늄(Ti)을 포함하는 일메나이트의 촉매반응이다.Specifically, the catalytic reaction in the embodiment of the present invention is a catalytic reaction of ilmenite including titanium (Ti) as a representative catalyst material.

이때 일메나이트 촉매반응을 위한 반응가스는, 수증기(H2O) 및 일산화탄수(CO)가 사용될 수 있다.At this time, as the reaction gas for the ilmenite catalytic reaction, steam (H 2 O) and carbon monoxide (CO) may be used.

상기 반응모듈(100)은, 촉매 및 반응가스를 혼합하여 촉매활성반응을 수행하는 반응공간(S)을 형성하며 미리 설정된 반응온도 조건을 형성하는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.The reaction module 100 is configured to form a reaction space (S) for performing a catalytic activation reaction by mixing a catalyst and a reaction gas and to form a preset reaction temperature condition, and various configurations are possible.

예로서, 상기 반응모듈(100)은, 반응공간(S)을 형성하는 반응챔버(110)와; 반응챔버(110)의 외측에 설치되어 미리 설정된 반응온도 조건을 형성하기 위한 메인히터부(120)를 포함할 수 있다.For example, the reaction module 100 may include a reaction chamber 110 forming a reaction space S; It may include a main heater unit 120 installed outside the reaction chamber 110 to form a preset reaction temperature condition.

상기 반응공간(S)은, 촉매 및 반응가스의 반응, 즉 촉매반응을 위한 공간으로서 미리 설정된 온도조건 분위기가 형성됨을 특징으로 한다.The reaction space (S) is a space for reaction of a catalyst and a reaction gas, that is, a catalytic reaction, and is characterized in that an atmosphere under a preset temperature condition is formed.

여기서 상기 반응공간(S)은, 균일한 촉매반응을 위한 균일한 반응조건 형성이 가장 중요하다.In the reaction space (S), it is most important to form uniform reaction conditions for a uniform catalytic reaction.

상기 반응챔버(110)는, 반응공간(S)을 형성하는 공간으로서 다양한 구성이 가능하다.The reaction chamber 110 may be configured in various ways as a space forming the reaction space S.

예로서, 상기 반응챔버(110)는, 원통형상을 가지는 실린더부(111)와; 실린더부(111)의 상단에서 내경이 확장되는 확관부(112)를 포함할 수 있다.As an example, the reaction chamber 110 includes a cylinder part 111 having a cylindrical shape; It may include an expansion part 112 whose inner diameter is expanded from the upper end of the cylinder part 111.

상기 실린더부(111)는, 원통형상을 가지는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.The cylinder part 111 is a configuration having a cylindrical shape, and various configurations are possible.

예로서, 상기 실린더부(111)는, 고온조건을 고려하여 내열성이 강한 재질로서 SUS 등의 재질을 가짐이 바람직하다.For example, the cylinder part 111 is preferably made of a material such as SUS as a material having strong heat resistance in consideration of high temperature conditions.

한편 상기 실린더부(111)는, 끝단에 플렌지부분(118, 119)을 형성하여 타 모듈 내지 다른 구성과 볼팅 등에 의하여 조립되거나, 용접되는 등 다양한 결합이 가능하다.On the other hand, the cylinder part 111 may be assembled or welded with other modules or other configurations by forming flange portions 118 and 119 at the ends thereof.

그리고 상기 실린더부(111)는, 촉매반응 후 반응물질이 하측으로 낙하되는 것을 방지하기 위하여 후술하는 필터링부재(810)가 하단에 결합된다.In addition, in the cylinder part 111, a filtering member 810, which will be described later, is coupled to the lower end in order to prevent the reaction material from falling downward after the catalytic reaction.

상기 확관부(112)는, 실린더부(111)의 상단에서 내경이 확장되는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.The expansion part 112 is a configuration in which the inner diameter is expanded from the upper end of the cylinder part 111, and various configurations are possible.

특히 상기 확관부(112)는, 후술하는 촉매공급부(300)로부터의 촉매공급이 원활하도록 실린더부(111)의 상단에서 내경이 확장되어 형성된다.In particular, the expansion part 112 is formed by expanding the inner diameter at the upper end of the cylinder part 111 to facilitate supply of the catalyst from the catalyst supply part 300 to be described later.

이때 상기 확관부(112)는, 실린더부(111)와 일체로 형성되거나, 용접에 의하여 결합되거나, 플렌지(117)가 형성되어 오링 등이 개재된 상태로 볼팅결합될 수 있다.At this time, the expansion part 112 may be integrally formed with the cylinder part 111, may be combined by welding, or a flange 117 may be formed to be bolted to a state in which an O-ring or the like is interposed.

그리고 상기 확관부(112)의 상단부는, 외부와의 격리를 위하여 커버부(113)와 결합되어 밀폐되며, 후술하는 촉매공급부(300)와 결합됨과 아울러 후술하는 가스배출부(500)와 결합될 수 있다.In addition, the upper end of the expansion part 112 is coupled to the cover part 113 and sealed for isolation from the outside, and is combined with the catalyst supply part 300 to be described later, and the gas discharge part 500 to be described later. I can.

여기서 상기 커버부(113)과의 결합을 위한 플렌지(116)이 형성될 수 있다.Here, a flange 116 for coupling with the cover part 113 may be formed.

상기 커버부(113)는, 외부와의 격리를 위하여 확관부(112)의 상단부, 예를 들면 플렌지(116)에 결합되는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.The cover part 113 is a configuration that is coupled to the upper end of the expansion part 112, for example, the flange 116 for isolation from the outside, and may have various configurations.

여기서 상기 커버부(113)는, 반응공간(S) 내부의 온도를 측정하기 위한 온도센서부(830)가 결합될 수 있다.Here, the cover part 113 may be coupled to a temperature sensor part 830 for measuring the temperature inside the reaction space S.

상기 온도센서부(830)는, 반응공간(S) 내부의 온도 측정이 원활하도록 감지부분이 실린더부(111)까지 이르도록 설치됨이 바람직하다.The temperature sensor unit 830 is preferably installed so that the sensing portion reaches the cylinder unit 111 so that the temperature inside the reaction space (S) can be smoothly measured.

한편 상기 반응챔버(110)는, 촉매반응의 신뢰성 및 효율성을 고려하면 균일한 촉매반응을 위한 균일한 반응조건 형성이 가장 중요하다.Meanwhile, in the reaction chamber 110, in consideration of the reliability and efficiency of the catalytic reaction, it is most important to form a uniform reaction condition for a uniform catalytic reaction.

이에, 상기 반응챔버(110)는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 실린더부(111)의 길이방향을 따라서 설치된 회전축(141)을 가지는 회전부(140)와; 회전축(141)에 결합되어 회전축(141)의 회전시 회전되어 촉매 및 반응가스의 촉매반응을 촉진시키는 블레이드부(130)를 포함할 수 있다.Thus, the reaction chamber 110, as shown in Figs. 1 and 2, the rotating portion 140 having a rotating shaft 141 installed along the longitudinal direction of the cylinder unit 111; It may include a blade unit 130 that is coupled to the rotation shaft 141 and rotates when the rotation shaft 141 rotates to promote a catalytic reaction of a catalyst and a reaction gas.

상기 회전부(140)는, 실린더부(111)의 길이방향을 따라서 설치된 회전축(141)을 가지는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.The rotating part 140 is a configuration having a rotating shaft 141 installed along the longitudinal direction of the cylinder part 111, and various configurations are possible.

상기 회전축(141)은, 실린더부(111)의 길이방향을 따라서 설치되어 후술하는 블레이드부(130)를 회전시키기 위한 구성으로서, 회전축을 이룰 수 있는 구성이면 어떠한 구성도 가능하다.The rotation shaft 141 is a configuration for rotating the blade unit 130 to be described later by being installed along the longitudinal direction of the cylinder unit 111, and any configuration is possible as long as it is a configuration capable of forming a rotation axis.

특히, 상기 회전축(141)은, 외부에 설치된 회전구동부(142)에 의하여 회전될 수 있도록 반응모듈(100) 등을 상하로 관통하도록 설치됨이 바람직하다.In particular, the rotation shaft 141 is preferably installed to penetrate the reaction module 100, etc. vertically so that it can be rotated by the rotation drive unit 142 installed outside.

그리고 상기 회전축(141)의 관통구조에 따라 반응모듈(100) 등 적어도 일부의 구성을 관통하여 설치될 수 있다.In addition, it may be installed through at least some components such as the reaction module 100 according to the through structure of the rotation shaft 141.

예로서, 상기 회전축(141)은, 앞서 설명한 커버부(113)의 중앙 부분에 형성된 결합공(113a)에 회전가능하게 결합되고, 후술하는 필터링부재(810)의 중앙 부분에 형성된 축결합공(811)을 관통하여 삽입되어 설치될 수 있다.As an example, the rotation shaft 141 is rotatably coupled to a coupling hole 113a formed in the central portion of the cover portion 113 described above, and a shaft coupling hole formed in the central portion of the filtering member 810 to be described later ( 811) can be inserted and installed.

더 나아가 상기 회전축(141)은, 후술하는 예열모듈(200)의 하단까지 관통하여 외부로 노출되며, 외부로 노출된 회전축(141)은, 회전모터와 같은 회전구동부(142)의 구동축에 결합되어 회전구동될 수 있다.Furthermore, the rotation shaft 141 penetrates to the lower end of the preheating module 200 to be described later and is exposed to the outside, and the rotation shaft 141 exposed to the outside is coupled to a drive shaft of a rotation drive unit 142 such as a rotation motor. It can be rotated.

이때 상기 회전축(141)은, 커버부(113), 필터링부재(810), 예열모듈(200) 등을 관통할 때 그 내부의 밀폐를 위하여 적어도 일부는, 회전마찰 저감을 위한 베어링부재가 설치될 수 있다.At this time, when the rotation shaft 141 passes through the cover part 113, the filtering member 810, the preheating module 200, etc., at least part of the bearing member for reducing rotational friction is installed to seal the inside thereof. I can.

상기 베어링부재는, 회전축(141)의 원활한 회전을 위하여 형성되는 구성으로서, 엔지니어링 플라스틱 등 미캐니컬실(Mechanical seal), 기계적 베어링 등이 설치될 수 있다.The bearing member is formed for smooth rotation of the rotating shaft 141, and a mechanical seal such as engineering plastic, a mechanical bearing, or the like may be installed.

한편 상기 회전부(140)는, 반응모듈(100)의 상단부 또는 예열모듈(200)의 하단부 중 적어도 하나에 회전축(141)을 회전구동하기 위한 회전구동부(142)를 포함한다.Meanwhile, the rotation unit 140 includes a rotation driving unit 142 for rotationally driving the rotation shaft 141 at at least one of an upper end of the reaction module 100 or a lower end of the preheating module 200.

상기 회전구동부(142)는, 반응모듈(100)의 상단부 또는 하단부 중 적어도 하나에 설치되어 회전축(141)을 회전구동하기 위한 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.The rotation drive unit 142 is installed on at least one of an upper end or a lower end of the reaction module 100 to rotate the rotation shaft 141, and various configurations are possible.

바람직한 예로서, 상기 회전구동부(142)는, 반응모듈(100)의 하단부 또는 예열모듈(200)이 설치된 경우 예열모듈(200)의 하단부에 결합된 회전모터로 구성될 수 있다.As a preferred example, the rotation driving unit 142 may be configured as a rotary motor coupled to the lower end of the reaction module 100 or the lower end of the preheating module 200 when the preheating module 200 is installed.

상기 블레이드부(130)는, 회전축(141)에 결합되어 회전축(141)의 회전시 회전되어 촉매 및 반응가스의 촉매반응을 촉진시키는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.The blade unit 130 is coupled to the rotation shaft 141 and rotates when the rotation shaft 141 rotates to accelerate the catalytic reaction of the catalyst and the reaction gas, and various configurations are possible.

특히 상기 블레이드부(130)는, 촉매반응을 촉진시키기 위하여 회전에 의하여 하측에서 유입되어 상승되는 반응가스와 상측에서 유입되어 낙하되는 촉매를 혼합시키는 구성으로서, 반응가스 및 촉매의 적절한 혼합을 위한 구성이면 어떠한 구성도 가능하다.In particular, the blade unit 130 is a configuration for mixing a reaction gas that is introduced from the lower side and rises by rotation to accelerate the catalytic reaction and a catalyst that is introduced and falls from the upper side, and is configured for proper mixing of the reaction gas and the catalyst. If this is the case, any configuration is possible.

예로서, 상기 블레이드부(130)는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 회전축(141)에 수직인 방향에서 보았을 때 지그재그 형상을 이루어 회전축(141)에 결합될 수 있다.For example, as shown in FIGS. 1 and 2, the blade unit 130 may form a zigzag shape when viewed from a direction perpendicular to the rotation shaft 141, and may be coupled to the rotation shaft 141.

이때 상기 블레이드부(130)는, 미리 설정된 두께로서 플레이트부재가 지그재그방향으로 형성될 수 있다.In this case, the blade unit 130 may have a plate member formed in a zigzag direction with a preset thickness.

그리고 상기 블레이드부(130)는, 촉매반응에 영향을 주지 않도록 촉매 및 반응가스와 반응하지 않는 재질로서, SUS 등의 재질이 사용될 수 있다.In addition, the blade unit 130 is a material that does not react with a catalyst and a reaction gas so as not to affect the catalytic reaction, and a material such as SUS may be used.

그리고 상기 블레이드부(130)는, 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 회전축(141)과 견고한 결합을 위하여 용접에 의하여 결합되거나, 회전축(141)에 핀부재(133)에 의하여 결합된 허브링(131)에 용접되어 결합되는 등 다양한 결합이 가능하다.And the blade unit 130, as shown in Figs. 5A and 5B, is coupled by welding for a solid coupling with the rotation shaft 141, or a hub coupled to the rotation shaft 141 by a pin member 133 Various combinations are possible, such as being welded to and coupled to the ring 131.

한편 상기 필터링부재(810) 및 회전축(141) 사이의 마찰에 의한 파티클 발생가능성을 고려하여 필터링부재(810)에 형성된 축결합공(811)의 내경이 회전축(141)의 외경보다 크게 형성할 수 있다.Meanwhile, in consideration of the possibility of particle generation due to friction between the filtering member 810 and the rotating shaft 141, the inner diameter of the shaft coupling hole 811 formed in the filtering member 810 may be formed larger than the outer diameter of the rotating shaft 141. have.

이때 상기 반응공간(S) 내에서 촉매반응 후 낙하되는 물질이 후술하는 필터링부재(810)의 하측으로 낙하될 우려가 있는바 이를 방지하기 위하여, 축결합공(811)의 상측에 축결합공(811)의 내경보다 큰 외경을 가지는 허브링(131)이 설치됨으로써 반응공간(S) 내에서 촉매반응 후 낙하되는 물질이 축결합공(811)을 통하여 하측으로 낙하되는 것을 방지하게 된다.At this time, there is a possibility that the material falling after the catalytic reaction in the reaction space (S) may fall to the lower side of the filtering member 810 to be described later. To prevent this, a shaft coupling hole ( The hub ring 131 having an outer diameter larger than the inner diameter of 811 is installed to prevent the material falling down after the catalytic reaction in the reaction space S from falling downward through the shaft coupling hole 811.

또 다른 예로서, 상기 반응공간(S) 내에서 촉매반응 후 낙하되는 물질이 후술하는 필터링부재(810)의 하측으로 낙하되는 것을 방지하기 위하여, 회전축(141)은, 도 6에 도시된 바와 같이, 축결합공(811)의 상측에서 축결합공(811)의 내경보다 충분히 큰 크기의 실드링(149)가 결합될 수 있다.As another example, in order to prevent the material falling after the catalytic reaction in the reaction space (S) from falling below the filtering member 810 to be described later, the rotation shaft 141 is, as shown in FIG. , A shielding ring 149 having a size sufficiently larger than the inner diameter of the shaft coupling hole 811 at the upper side of the shaft coupling hole 811 may be coupled.

상기 실드링(149)는, 축결합공(811)의 내경보다 충분히 큰 크기의 외경을 가지는 원형 플레이트로서 반응공간(S) 내에서 촉매반응 후 낙하되는 물질이 축결합공(811)을 통하여 하측으로 낙하되는 것을 방지하게 된다.The shielding ring 149 is a circular plate having an outer diameter sufficiently larger than the inner diameter of the shaft coupling hole 811, and the material falling after the catalytic reaction in the reaction space S is lower side through the shaft coupling hole 811 To prevent it from falling.

상기 메인히터부(120)는, 반응챔버(110)의 외측에 설치되어 미리 설정된 반응온도 조건을 형성하기 위한 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.The main heater unit 120 is installed outside the reaction chamber 110 to form a preset reaction temperature condition, and various configurations are possible.

예로서 상기 메인히터부(120)는, 촉매반응이 고온에서 이루어짐을 고려하여 고온발열이 가능한 세라믹히터, 면상발열체, PTC히터 등이 사용될 수 있다.For example, the main heater unit 120 may be a ceramic heater capable of high-temperature heating, a planar heating element, a PTC heater, etc., considering that the catalytic reaction is performed at a high temperature.

그리고 상기 메인히터부(120)는, 반응챔버(110)의 내부의 균일한 온도분위기 조성을 위하여, 복수의 가열영역이 반응챔버(110)의 상하 길이방향으로 분할설정되고, 각 가열영역은 독립적 온도제어가 가능하도록 복수의 히터(121, 122, 123)들이 설치될 수 있다. In addition, the main heater unit 120 is divided into a plurality of heating zones in the vertical direction of the reaction chamber 110 in order to create a uniform temperature atmosphere inside the reaction chamber 110, and each heating zone has an independent temperature. A plurality of heaters 121, 122, 123 may be installed to enable control.

그리고 상기 메인히터부(120)는, 가열효율을 높이기 위하여 발열부재(미도시)와 외측으로는 단열부재가 설치되며 내측으로는 반응챔버(110) 내부의 균일한 가열을 위하여 반응챔버(110)의 외벽과 미리 설정된 간격을 두고 설치됨이 바람직하다.In addition, the main heater unit 120 is provided with a heating member (not shown) and a heat insulating member on the outside to increase heating efficiency, and the reaction chamber 110 on the inside for uniform heating of the inside of the reaction chamber 110 It is preferable to be installed at a predetermined distance from the outer wall of the.

한편 상기 반응챔버(110) 내에서의 반응온도 조건을 형성함에 있어서 메인히터부(120)로는 부족할 수 있으며, 반응가스공급부(400)로부터 공급되는 반응가스가 충분하게 가열되지 않은 상태에서 반응공간(S)으로 유입되는 경우 원활한 촉매반응이 일어나지 않을 수 있는 문제가 있다.On the other hand, in forming the reaction temperature condition in the reaction chamber 110, the main heater unit 120 may be insufficient, and in a state in which the reaction gas supplied from the reaction gas supply unit 400 is not sufficiently heated, the reaction space ( When flowing into S), there is a problem that a smooth catalytic reaction may not occur.

이에 상기 반응모듈(200)의 하단부에는, 반응가스공급부(400)로부터 공급된 반응가스를 가열하기 위한 예열모듈(200)이 추가로 결합될 수 있다.Accordingly, a preheating module 200 for heating the reaction gas supplied from the reaction gas supply unit 400 may be additionally coupled to the lower end of the reaction module 200.

상기 예열모듈(200)은, 반응모듈(100)의 하측에 결합되어 미리 설정된 예열온도로 반응가스를 예열하여 반응공간(S)으로 예열된 반응가스를 공급하는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.The preheating module 200 is coupled to the lower side of the reaction module 100 to preheat the reaction gas to a preset preheating temperature to supply the preheated reaction gas to the reaction space (S), and various configurations are possible.

예로서, 상기 예열모듈(200)은, 반응모듈(100)과 유사하게 구성될 수 있으며, 예열공간을 형성하는 예열챔버(210)와; 예열챔버(210)의 외측에 설치되어 미리 설정된 예열온도로 반응가스를 가열하기 위한 예열히터부(220)를 포함할 수 있다.For example, the preheating module 200 may be configured similarly to the reaction module 100, and may include a preheating chamber 210 forming a preheating space; It may include a preheating heater unit 220 installed outside the preheating chamber 210 for heating the reaction gas to a preset preheating temperature.

상기 예열챔버(210)는, 예열공간(P)을 형성할 수 있는 구성이면 어떠한 구성도 가능하다.The preheating chamber 210 may have any configuration as long as it has a configuration capable of forming a preheating space (P).

특히 상기 예열챔버(210)는, 예열공간(P)에서 가열된 반응가스가 반응공간(S) 내부로 확산될 수 있도록 상단의 내경이 반응챔버(110)의 하단 내경과 동일한 크기의 확산부분(212)가 상부를 이루고 확산부분(212)의 내경보다 작은 내경을 가지는 실린더부분(211)이 하부를 이루어 이루어질 수 있다.In particular, the preheating chamber 210 has a diffusion portion having the same size as the lower inner diameter of the reaction chamber 110 so that the reaction gas heated in the preheating space P can be diffused into the reaction space S. 212 may form an upper portion and a cylinder portion 211 having an inner diameter smaller than the inner diameter of the diffusion portion 212 may be formed as a lower portion.

상기 확산부분(212)은, 예열공간에서 가열된 반응가스가 반응공간(S) 내부로 확산될 수 있도록 상단의 내경이 반응챔버(110)의 하단 내경과 동일한 크기를 가지는 부분으로서, 하단으로부터 상단으로 가면서 내경이 증가하도록 형성됨이 바람직하다.The diffusion portion 212 is a portion having the same size as the inner diameter of the lower end of the reaction chamber 110 so that the reaction gas heated in the preheating space can diffuse into the reaction space (S), from the lower end to the upper end. It is preferable that the inner diameter is formed to increase while going to.

그리고 상기 확산부분(212)의 상단부분은, 필터링부재(810)가 개재된 상태로 반응챔버(110)와 결합될 수 있도록 상단에 플렌지(219)가 형성될 수 있다.In addition, a flange 219 may be formed at the upper end of the diffusion portion 212 to be coupled to the reaction chamber 110 with the filtering member 810 interposed therebetween.

한편 상기 예열챔버(210)의 하단에는, 반응가스공급부(400)로부터 공급받는 반응가스가 예열공간(P)로 유입될 수 있도록 반응가스공급부(400)과 연결된 배관(485)과 연결되는 어댑터부(480)가 결합될 수 있다.Meanwhile, at the lower end of the preheating chamber 210, an adapter unit connected to a pipe 485 connected to the reaction gas supply unit 400 so that the reaction gas supplied from the reaction gas supply unit 400 can be introduced into the preheating space P. 480 can be combined.

상기 어댑터부(480)는, 예열챔버(210)의 하단에 결합되어 반응가스공급부(400)로부터 공급받는 반응가스가 예열공간(P)로 유입될 수 있도록 반응가스공급부(400)과 연결된 배관(485))과 연결되는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.The adapter unit 480 is coupled to the lower end of the preheating chamber 210 and connected to the reaction gas supply unit 400 so that the reaction gas supplied from the reaction gas supply unit 400 flows into the preheating space P ( 485)) and various configurations are possible.

예로서, 상기 어댑터부(480)는, 상단 및 하단이 개구된 실린더부(481)와, 실린더부(481)의 하단에 밀폐결합되는 밀폐부재(486)를 포함할 수 있다.For example, the adapter part 480 may include a cylinder part 481 with open upper and lower ends and a sealing member 486 that is hermetically coupled to the lower end of the cylinder part 481.

상기 실린더부(481)는, 상단에 예열챔버(210)의 하단에 결합된 플렌지(217)와 결합되는 상단플렌지(483)가 결합되고 하단에 밀폐부재(486)과의 결합을 위한 하단플렌지(484)가 결합될 수 있다.The cylinder portion 481 is, the upper flange 483 coupled to the flange 217 coupled to the lower end of the preheating chamber 210 at the upper end is coupled, and a lower flange for coupling with the sealing member 486 at the lower end ( 484) can be combined.

한편 상기 실린더부(481)는, 측벽에 관연결부재 등에 의하여 배관(485)과 연결될 수 있다.Meanwhile, the cylinder portion 481 may be connected to the pipe 485 by a pipe connecting member or the like on a side wall.

상기 밀폐부재(486)는, 실린더부(481)의 하단에 결합되어 실린더부(481)를 밀폐시키는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.The sealing member 486 is coupled to the lower end of the cylinder portion 481 to seal the cylinder portion 481, and various configurations are possible.

상기 예열히터부(220)는, 예열챔버(210)의 외측에 설치되어 미리 설정된 예열온도로 반응가스를 가열하기 위한 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.The preheater unit 220 is installed outside the preheating chamber 210 to heat the reaction gas at a preset preheating temperature, and various configurations are possible.

예로서 상기 예열히터부(220)는, 촉매반응이 고온에서 이루어짐을 고려하여 고온발열이 가능한 세라믹히터, 면상발열체, PTC히터 등이 사용될 수 있다.For example, the preheating heater unit 220 may be a ceramic heater capable of high-temperature heating, a planar heating element, a PTC heater, etc., in consideration of the catalytic reaction being performed at a high temperature.

한편 상기 예열히터부(220)는, 가열효율을 높이기 위하여 발열부재(미도시)와 외측으로는 단열부재가 설치되며 내측으로는 예열챔버(210) 내부의 균일한 가열을 위하여 예열챔버(210)의 외벽과 미리 설정된 간격을 두고 설치됨이 바람직하다.Meanwhile, the preheating heater unit 220 includes a heating member (not shown) and a heat insulating member on the outside to increase heating efficiency, and the preheating chamber 210 on the inside for uniform heating of the inside of the preheating chamber 210 It is preferable to be installed at a predetermined distance from the outer wall of the.

상기 필터링부재(810)는, 반응모듈(100)의 하단부분에 설치되어 반응공간(S)에서 촉매반응을 마친 반응물질이 예열모듈(200)로 낙하되는 것을 방지하기 위하여 설치되는 모듈로서 반응물질의 차단을 위한 구성이면 어떠한 구성도 가능하다.The filtering member 810 is a module installed at the lower end of the reaction module 100 to prevent the reaction material that has completed the catalytic reaction in the reaction space S from falling into the preheating module 200. Any configuration is possible as long as it is a configuration for blocking of.

예로서, 상기 필터링부재(810)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 반응물질이 미리 설정된 크기 이상의 기준입자로 형성됨을 고려하여 기준입자의 직경보다 작은 분사공(812)들이 관통형성된 부재로 구성될 수 있다.As an example, the filtering member 810, as shown in FIG. 4, is composed of a member through which injection holes 812 smaller than the diameter of the reference particle are formed in consideration of the fact that the reactant is formed of reference particles having a predetermined size or more. Can be.

여기서 상기 필터링부재(810)는, 반응가스를 상측으로 투과시키면서 반응물질이 하측으로 낙하, 즉 예열모듈(200)로 낙하되는 것을 방지할 수 있는 구성이면 부직포 등 다양한 부재가 사용될 수 있음은 물론이다.Here, the filtering member 810 may be a non-woven fabric and other various members as long as it is configured to prevent the reaction material from falling downward, that is, to the preheating module 200 while passing the reaction gas upward. .

한편 상기 필터링부재(810)의 상부에는, 촉매반응을 마친 반응물질이 쌓이게 되는바 반응물질의 분석이 가능하도록 필터링부재(810)는, 반응모듈(100) 및 예열모듈(200)로부터 탈착가능하게 설치될 수 있다.On the other hand, on the upper part of the filtering member 810, the reaction material that has completed the catalytic reaction is accumulated. The filtering member 810 is detachable from the reaction module 100 and the preheating module 200 so that the reaction material can be analyzed. Can be installed.

이때 상기 필터링부재(810)의 분리를 위하여 반응모듈(100) 및 예열모듈(200) 중 적어도 하나는 상하로 이동가능하게 설치될 수 있음은 물론이다.At this time, it goes without saying that at least one of the reaction module 100 and the preheating module 200 may be installed to be movable vertically to separate the filtering member 810.

한편 본 발명의 실시예에서는, 예열모듈(200)이 설치된 예를 들어 설명하였으나, 예열모듈(200)이 설치되지 않은 경우 필터링부재(810)는, 반응모듈(100), 특히 반응챔버(110)의 하단에 결합될 수 있음은 물론이다.On the other hand, in the embodiment of the present invention, the example in which the preheating module 200 is installed has been described, but when the preheating module 200 is not installed, the filtering member 810 is the reaction module 100, in particular, the reaction chamber 110 Of course, it can be combined at the bottom of the.

이때 상기 반응모듈(100)에 예열모듈(200)이 결합되지 않은 경우 반응모듈(100), 특히 반응챔버(110)의 하단에는, 앞서 설명한 어댑터부(480)가 결합될 수 있다.In this case, when the preheating module 200 is not coupled to the reaction module 100, the adapter unit 480 described above may be coupled to the reaction module 100, particularly at the lower end of the reaction chamber 110.

한편 상기 반응모듈(100) 및 예열모듈(200) 사이 또는 반응모듈(100) 및 어댑터부(480) 사이에는, 도 1, 도 2 및 도 5a에 도시된 바와 같이, 반응가스의 공급조절을 통하여 반응모듈(100) 및 예열모듈(200) 사이의 압력차를 최소화하기 위하여 반응모듈(100) 및 예열모듈(200) 사이의 압력차를 측정하기 위한 차압계(880)이 설치될 수 있다.Meanwhile, between the reaction module 100 and the preheating module 200 or between the reaction module 100 and the adapter unit 480, as shown in Figs. 1, 2 and 5A, through the supply control of the reaction gas. In order to minimize the pressure difference between the reaction module 100 and the preheating module 200, a differential pressure gauge 880 may be installed to measure the pressure difference between the reaction module 100 and the preheating module 200.

상기 차압계(880)는, 반응모듈(100) 및 예열모듈(200) 사이에 설치되어 반응가스의 공급조절을 통하여 반응모듈(100) 및 예열모듈(200) 사이의 압력차를 최소화하기 위하여 반응모듈(100 및 예열모듈(200) 사이의 압력차를 측정하기 위한 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.The differential pressure gauge 880 is installed between the reaction module 100 and the preheating module 200 to minimize the pressure difference between the reaction module 100 and the preheating module 200 through supply control of the reaction gas. (As a configuration for measuring the pressure difference between 100 and the preheating module 200, various configurations are possible.

한편 상기 반응모듈(100) 내에서 반응을 마친 반응물질의 분석을 위하여 반응챔버(110)의 내부로부터 반응물질의 외부 배출을 위한 배출부(870)가 추가로 설치될 수 있다.Meanwhile, a discharge unit 870 for discharging the reactant material from the inside of the reaction chamber 110 to the outside may be additionally installed for analysis of the reactant material that has been reacted in the reaction module 100.

상기 배출부(870)는, 반응모듈(100) 내에서 반응을 마친 반응물질의 분석을 위하여 반응챔버(110)의 내부로부터 반응물질의 외부 배출을 위한 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.The discharge unit 870 is a configuration for discharging the reactant material from the inside of the reaction chamber 110 to the outside for analysis of the reactant material that has been reacted in the reaction module 100, and various configurations are possible.

예로서, 상기 배출부(870)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 반응챔버(110), 특히 실린더부(111)의 측벽에 반응공간(S)과 연통가능하며 실린더부(111)의 측벽으로부터 하측으로 경사지게 결합된 실린더부재(871)로 구성될 수 있다.For example, the discharge unit 870, as shown in FIG. 1, can communicate with the reaction space (S) on the side wall of the reaction chamber 110, in particular the cylinder unit 111, and the side wall of the cylinder unit 111 It may be composed of a cylinder member (871) coupled inclined downward from the.

그리고 상기 실린더부재(871)는, 촉매반응시 반응공간(S) 내부와 외부의 격리를 위하여 마개(872)가 결합되어 외부와 격리될 수 있다.In addition, the cylinder member 871 may be separated from the outside by coupling a stopper 872 to isolate the inside and the outside of the reaction space S during the catalytic reaction.

상기 촉매공급부(300)는, 반응모듈(100)의 상측에 설치되어 반응공간(S)으로 촉매를 공급하는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.The catalyst supply unit 300 is installed on the upper side of the reaction module 100 to supply the catalyst to the reaction space (S), and various configurations are possible.

예로서, 상기 촉매공급부(300)는, 촉매가 담기는 촉매용기(310)와, 미리 설정된 시간동안 일정량의 촉매가 반응공간(S) 내부로 공급될 수 있도록 촉매용기(310)에 결합되는 노즐부(320)을 포함할 수 있다.For example, the catalyst supply unit 300 includes a catalyst container 310 containing a catalyst, and a nozzle coupled to the catalyst container 310 so that a certain amount of catalyst can be supplied into the reaction space S for a preset time. It may include a unit 320.

상기 촉매용기(310)는, 촉매가 담기는 용기로서, 촉매가 담길 수 있는 구성이면 어떠한 구성도 가능다.The catalyst container 310 is a container in which a catalyst is stored, and any configuration is possible as long as the catalyst container 310 is configured to contain a catalyst.

상기 노즐부(320)는, 미리 설정된 시간동안 일정량의 촉매가 반응공간(S) 내부로 공급될 수 있도록 촉매용기(310)에 결합되는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.The nozzle unit 320 may be configured in various configurations as a configuration coupled to the catalyst container 310 so that a certain amount of catalyst can be supplied into the reaction space S for a predetermined time.

한편 상기 노즐부(320)의 끝단은, 촉매반응이 원활하게 이루어 질 수 있도록 촉매반응시 촉매가 반응공간(S)으로 낙하될 수 있도록 노즐부(320)를 개폐하기 위한 개폐밸브가 추가로 설치될 수 있다.Meanwhile, an opening/closing valve for opening and closing the nozzle part 320 is additionally installed at the end of the nozzle part 320 so that the catalyst can fall into the reaction space S during the catalytic reaction so that the catalytic reaction can be performed smoothly. Can be.

상기 반응가스공급부(400)는, 반응모듈(100)과, 예열모듈(200)이 설치된 경우 예열모듈(200)과 결합되어 예열모듈(200)로 반응가스를 공급하는 구성으로서, 반응가스의 종류, 숫자 등에 따라서 다양한 구성이 가능하다.The reaction gas supply unit 400 is configured to supply reaction gas to the preheating module 200 by being combined with the reaction module 100 and the preheating module 200 when the preheating module 200 is installed, and the type of reaction gas , Various configurations are possible depending on the number, etc.

예로서, 상기 반응가스공급부(400)는, 도 1 및 도 7에 도시된 바와 같이, 혼합 전 반응가스의 숫자에 대응되어 각 반응가스를 공급하는 하나 이상의 반응가스공급모듈(411, 412)을 포함할 수 있다.As an example, the reaction gas supply unit 400, as shown in Figs. 1 and 7, in correspondence with the number of reaction gases before mixing, one or more reaction gas supply modules (411, 412) for supplying each reaction gas. Can include.

상기 반응가스공급모듈(411, 412)는, 혼합 전 반응가스의 숫자에 대응되어 각 반응가스를 공급하는 구성으로서, 각 반응가스를 공급하는 반응가스공급장치(미도시)로부터 각 반응가스를 공급받아 그 공급량의 조절을 위한 유량제어부(411a, 412a)와, 예열모듈(200)로 반응가스의 선택적 공급을 위한 체크밸브(411b, 412b)를 포함할 수 있다.The reaction gas supply modules 411 and 412 are configured to supply each reaction gas corresponding to the number of reaction gases before mixing, and supply each reaction gas from a reaction gas supply device (not shown) that supplies each reaction gas. It may include flow rate control units (411a, 412a) for adjusting the amount of supply received, and check valves (411b, 412b) for selectively supplying the reaction gas to the preheating module (200).

또한 상기 반응가스공급모듈(411, 412)는, 반응가스의 종류 및 숫자에 따라서 다양한 구성이 가능하며, 예로서, 수증기를 공급하기 위한 제1반응가스공급모듈(411)과, 일산화탄소의 공급을 위한 제2반응가스공급모듈(412)를 포함할 수 있다.In addition, the reaction gas supply module (411, 412) can be configured in a variety of configurations according to the type and number of the reaction gas, for example, the first reaction gas supply module 411 for supplying water vapor and the supply of carbon monoxide. It may include a second reaction gas supply module 412 for.

한편 상기 반응가스공급부(400)는, 가열된 반응챔버(110)의 냉각 등을 위하여 반응모듈(100)을 냉각하기 위한 냉각가스를 공급하는 냉각가스공급모듈(420)을 포함할 수 있다. Meanwhile, the reaction gas supply unit 400 may include a cooling gas supply module 420 that supplies a cooling gas for cooling the reaction module 100 to cool the heated reaction chamber 110.

상기 냉각가스공급모듈(420)은, 가열된 반응챔버(110)의 냉각 등을 위하여 반응모듈(100)을 냉각하기 위한 냉각가스를 공급하는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다. 여기서 상기 냉각가스는, 냉각조건에 따라서 N2, 공기 등이 사용될 수 있다.The cooling gas supply module 420 is configured to supply a cooling gas for cooling the reaction module 100 for cooling of the heated reaction chamber 110, and various configurations are possible. Here, as the cooling gas, N 2 , air, or the like may be used depending on cooling conditions.

예로서, 상기 냉각가스공급모듈(420)은, 냉각가스를 공급하는 냉각가스공급장치(미도시)로부터 냉각가스를 공급받아 그 공급량의 조절을 위한 유량제어부(421)와, 예열모듈(200)로 냉각가스의 선택적 공급을 위한 체크밸브(422)를 포함할 수 있다.For example, the cooling gas supply module 420 receives cooling gas from a cooling gas supply device (not shown) that supplies cooling gas, and a flow rate control unit 421 for adjusting the supply amount, and a preheating module 200 It may include a check valve 422 for selective supply of the furnace cooling gas.

한편 상기 반응챔버(110)는, 반응공간(S) 내로 반응가스 및 촉매의 공급에 앞서 촉매반응을 위한 온도로 가열될 필요가 있다.Meanwhile, the reaction chamber 110 needs to be heated to a temperature for a catalytic reaction prior to supplying the reaction gas and the catalyst into the reaction space S.

이에 상기 반응공간(S) 내부의 촉매반응조건에 부합되는 온도조건 분위기 형성에 있어서 메인히터부(120)와 함께 가열가스의 사전 공급에 의하여 촉매반응조건에 부합되는 온도조건 분위기가 형성되는 것이 바람직하다.Accordingly, in forming an atmosphere at a temperature suitable for the catalytic reaction condition inside the reaction space S, it is preferable to form an atmosphere at a temperature condition corresponding to the catalytic reaction condition by pre-supplying the heating gas together with the main heater 120. Do.

이에 반응가스공급부(400)는, 반응모듈(100)을 가열하기 위한 가열가스를 공급하는 가열가스공급모듈(430)을 포함할 수 있다.Accordingly, the reaction gas supply unit 400 may include a heating gas supply module 430 that supplies a heating gas for heating the reaction module 100.

상기 가열가스공급모듈(430)은, 가열가스를 공급하는 가열가스공급장치(미도시)로부터 가열가스를 공급받아 그 공급량의 조절을 위한 유량제어부(431)와, 예열모듈(200)로 가열가스의 선택적 공급을 위한 체크밸브(432)를 포함할 수 있다.The heating gas supply module 430 receives heating gas from a heating gas supply device (not shown) for supplying the heating gas, and a flow control unit 431 for adjusting the supply amount, and the heating gas by the preheating module 200. It may include a check valve 432 for selective supply of.

한편 상기 반응가스가 복수 종으로 이루어질 때 반응공간(S) 내에서의 원활한 촉매반응을 위해서는, 복수 종의 반응가스들이 반응공간(S) 내에 유입되기 전에 균일하게 혼합되는 것이 바람직하다.On the other hand, when the reaction gas is composed of a plurality of types, for a smooth catalytic reaction in the reaction space (S), it is preferable that the plurality of types of reaction gases are uniformly mixed before flowing into the reaction space (S).

이에, 상기 반응가스공급부(400) 및 반응모듈(100) 사이, 예열모듈(200)이 설치된 경우 반응가스공급부(400) 및 예열모듈(200) 사이에는, 반응가스공급부(400)로부터 공급된 반응가스를 혼합하는 가스혼합부(440)가 추가로 설치됨이 바람직하다.Thus, between the reaction gas supply unit 400 and the reaction module 100, when the preheating module 200 is installed, between the reaction gas supply unit 400 and the preheating module 200, the reaction supplied from the reaction gas supply unit 400 It is preferable that a gas mixing unit 440 for mixing gas is additionally installed.

상기 가스혼합부(440)는, 반응가스의 혼합구조에 따라서 다양한 구성이 가능하며, 예로서, 충분한 혼합시간을 위하여 반응모듈(100), 예열모듈(200)이 설치된 경우 예열모듈(200) 방향의 유로를 길게 형성하기 위하여 내부에 경로연장부를 포함하거나, 가스가 흐르는 유로에 다수의 돌기, 부재들이 설치되는 등 다양한 구성이 가능하다.The gas mixing unit 440 may be configured in various ways according to the mixing structure of the reaction gas. For example, when the reaction module 100 and the preheating module 200 are installed for a sufficient mixing time, the direction of the preheating module 200 Various configurations are possible, such as including a path extension part inside to form a long flow path, or a plurality of protrusions and members installed in the flow path through which gas flows.

한편 상기 반응공간(S) 내로 유입되는 반응가스는, 촉매반응에 충분한 온도로 가열될 필요가 있는바, 예열모듈(200)이 설치된 경우 예열모듈(200)과 함께 반응가스를 가열하기 위하여, 반응가스공급부(400) 및 반응모듈(100) 사이, 예열모듈(200)이 설치된 경우 반응가스공급부(400) 및 예열모듈(200) 사이에 혼합된 반응가스를 예열하는 가스예열부(450)를 추가로 포함할 수 있다.Meanwhile, the reaction gas flowing into the reaction space (S) needs to be heated to a temperature sufficient for the catalytic reaction. In order to heat the reaction gas together with the preheating module 200 when the preheating module 200 is installed, the reaction If the preheating module 200 is installed between the gas supply unit 400 and the reaction module 100, a gas preheating unit 450 for preheating the reaction gas mixed between the reaction gas supply unit 400 and the preheating module 200 is added. Can be included as.

상기 가스예열부(450)는, 관 내에 흐르는 가스를 가열하기 위한 구성으로서, 가열방식에 따라서 다양한 구성이 가능하다.The gas preheating unit 450 is a configuration for heating the gas flowing in the pipe, and various configurations are possible according to the heating method.

예로서, 상기 가스예열부(450)는, 가스가 흐르는 관의 외주면에 결합되어 발열에 의하여 관에 흐르는 가스를 가열하는 가열부재로 구성될 수 있다.For example, the gas preheating unit 450 may be configured as a heating member that is coupled to an outer circumferential surface of a tube through which gas flows to heat a gas flowing through the tube by heat generation.

한편 상기 반응가스공급부(400) 및 반응모듈(100) 사이, 예열모듈(200)이 설치된 경우 반응가스공급부(400) 및 예열모듈(200) 사이에는, 반응가스공급부(400)에서 공급된 복수의 반응가스가 하나의 유로로 합쳐진 후 혼합된 반응가스의 공급량을 제어하기 위한 MFC, MFM과 같은 유량제어부(410)가 설치될 수 있다.Meanwhile, between the reaction gas supply unit 400 and the reaction module 100, when the preheating module 200 is installed, between the reaction gas supply unit 400 and the preheating module 200, a plurality of After the reaction gas is combined into one flow path, a flow rate control unit 410 such as MFC or MFM may be installed to control the supply amount of the mixed reaction gas.

상기 가스배출부(500)는, 반응모듈(100)과 결합되어 반응공간(S)을 거친 반응 후 가스를 외부로 배출하는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.The gas discharge unit 500 is a configuration for discharging the gas to the outside after the reaction through the reaction space (S) by being combined with the reaction module 100, various configurations are possible.

예로서, 상기 가스배출부(500)는, 반응모듈(100), 특히 반응챔버(110)의 확관부(112)의 측벽에 연결관(540)에 의하여 연결되며 파티클을 거르기 위한 필터부재(521)가 내부에 설치된 배출용기(520)와, 배출용기(520)에 결합되며 연결관(540)에 의하여 반응챔버(110)로부터 반응을 마친 가스를 공급받아 필터부재(521)에 의하여 파티클이 제거된 가스를 외부로 배출하는 배기부(510)를 포함할 수 있다.For example, the gas discharge part 500 is connected to the side wall of the reaction module 100, in particular, the expansion part 112 of the reaction chamber 110 by a connection pipe 540 and a filter member 521 for filtering particles. ) Is installed inside the discharge container 520 and the discharge container 520 is coupled to the reaction chamber 110 through the connection pipe 540 to receive the reacted gas and remove the particles by the filter member 521 It may include an exhaust unit 510 for discharging the generated gas to the outside.

그리고 상기 가스배출부(500)는, 필터부재(521)에 걸러진 파티클을 하부로 외부로 배출될 수 있도록 배출용기(520)의 하단에 결합된 파티클배출부(530)를 추가로 포함할 수 있다.In addition, the gas discharge part 500 may further include a particle discharge part 530 coupled to the lower end of the discharge container 520 so that particles filtered by the filter member 521 can be discharged to the outside. .

상기 파티클배출부(530)는, 배출용기(520) 내에 미리 설정된 양 이상의 파티클이 쌓인 경우 밸브의 개패 등을 통하여 하부로 배출되도록 구성되는 등 다양한 구성이 가능하다.The particle discharging unit 530 may have various configurations, such as being configured to be discharged to a lower portion through an opening or closing of a valve when particles of a predetermined amount or more are accumulated in the discharge container 520.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예들에만 한정되는 것이 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경될 수 있다.In the above, preferred embodiments of the present invention have been exemplarily described, but the scope of the present invention is not limited to such specific embodiments, and may be appropriately changed within the scope described in the claims.

100 : 반응모듈 200 : 예열모듈
300 : 촉매공급부 400 : 반응가스공급부
500 : 가스배출부100: reaction module 200: preheating module
300: catalyst supply unit 400: reaction gas supply unit
500: gas outlet

Claims (9)

촉매 및 반응가스를 혼합하여 촉매활성반응을 수행하는 반응공간(S)을 형성하며 미리 설정된 반응온도 조건을 형성하는 반응모듈(100)와;
상기 반응모듈(100)의 하측에 결합되어 미리 설정된 예열온도로 반응가스를 예열하여 상기 반응공간(S)으로 예열된 반응가스를 공급하는 예열모듈(200)과;
상기 반응모듈(100)의 상측에 설치되어 상기 반응공간(S)으로 촉매를 공급하는 촉매공급부(300)와;
상기 예열모듈(200)과 결합되어 상기 예열모듈(200)로 반응가스를 공급하는 반응가스공급부(400)와;
상기 반응모듈(100)과 결합되어 상기 반응공간(S)을 거친 반응 후 가스를 외부로 배출하는 가스배출부(500)와;
상기 반응모듈(100) 및 상기 예열모듈(200)을 상하로 관통하는 회전축(141)과, 상기 회전축(141)을 회전구동하기 위한 회전구동부(142)와, 상기 회전축(141)에 결합되어 상기 회전축(141)의 회전시 회전되는 블레이드부(130)를 포함하는 회전부(140)와;
상기 반응모듈(100)의 하단부분에 설치되어 촉매반응을 마친 반응물질이 상기 예열모듈(200)로 낙하되는 것을 방지하는 필터링부재(810)와;
상기 반응모듈(100) 및 상기 예열모듈(200) 사이의 압력차를 측정하기 위한 차압계(880)를 포함하며;
상기 예열모듈(200)은,
예열공간을 형성하는 예열챔버(210)와, 예열챔버(210)의 외측에 설치되어 미리 설정된 예열온도로 반응가스를 가열하기 위한 예열히터부(220)와,
상기 예열챔버(210)의 하단부에 설치되어 반응가스가 예열공간(P)로 유입될 수 있도록 반응가스공급부(400)와 연결되는 어댑터부(480)를 포함하고,
상기 필터링부재(810)는,
상기 회전축(141)의 외경보다 큰 내경을 갖는 축결합공(811)이 형성되며,
상기 회전축(141)은,
상기 필터링부재(810)에 형성된 상기 축결합공(811)을 통하여 촉매반응을 마친 반응물질이 상기 예열모듈(200)로 낙하되는 것을 방지하기 위하여, 상기 축결합공(811)의 상측에 상기 축결합공(811)의 내경보다 큰 외경을 가지는 허브링(131)이 용접되어 결합되거나, 상기 축결합공(811)의 내경보다 큰 외경을 가지는 실드링(149)이 삽입되어 결합되고,
상기 회전구동부(142)는,
상기 예열모듈(200)의 하단부에 설치되며,
상기 블레이드부(130)는,
상기 회전축(141)에 수직인 방향에서 보았을 때 지그재그 형상을 이루어 상기 회전축(141)에 결합되는 것을 특징으로 하는 촉매반응장치.A reaction module 100 for forming a reaction space S for performing a catalytic activation reaction by mixing a catalyst and a reaction gas and for forming a preset reaction temperature condition;
A preheating module 200 coupled to the lower side of the reaction module 100 to preheat the reaction gas to a preset preheating temperature to supply the preheated reaction gas to the reaction space (S);
A catalyst supply unit 300 installed above the reaction module 100 to supply a catalyst to the reaction space S;
A reaction gas supply unit 400 coupled to the preheating module 200 to supply a reaction gas to the preheating module 200;
A gas discharge unit 500 that is coupled to the reaction module 100 and discharges gas to the outside after the reaction passes through the reaction space (S);
A rotation shaft 141 penetrating the reaction module 100 and the preheating module 200 vertically, a rotation drive unit 142 for rotatingly driving the rotation shaft 141, and the rotation shaft 141 are coupled to the A rotation unit 140 including a blade unit 130 that is rotated when the rotation shaft 141 is rotated;
A filtering member (810) installed at the lower end of the reaction module (100) to prevent a reaction material that has completed the catalytic reaction from falling into the preheating module (200);
And a differential pressure gauge 880 for measuring a pressure difference between the reaction module 100 and the preheating module 200;
The preheating module 200,
A preheating chamber 210 forming a preheating space, and a preheating heater 220 installed outside the preheating chamber 210 to heat the reaction gas at a preset preheating temperature,
It is installed at the lower end of the preheating chamber 210 and includes an adapter unit 480 connected to the reaction gas supply unit 400 to allow the reaction gas to flow into the preheating space (P),
The filtering member 810,
A shaft coupling hole 811 having an inner diameter larger than the outer diameter of the rotation shaft 141 is formed,
The rotation shaft 141 is,
In order to prevent the reaction material that has completed the catalytic reaction from falling into the preheating module 200 through the shaft coupling hole 811 formed in the filtering member 810, the shaft is placed on the upper side of the shaft coupling hole 811. A hub ring 131 having an outer diameter larger than the inner diameter of the coupling hole 811 is welded to be coupled, or a shield ring 149 having an outer diameter larger than the inner diameter of the shaft coupling hole 811 is inserted and coupled,
The rotation drive unit 142,
It is installed at the lower end of the preheating module 200,
The blade unit 130,
A catalytic reaction device, characterized in that when viewed from a direction perpendicular to the rotation shaft 141, it forms a zigzag shape and is coupled to the rotation shaft 141. 청구항 1에 있어서,
상기 반응모듈(100)은,
상기 반응공간(S)을 형성하는 반응챔버(110)와;
상기 반응챔버(110)의 외측에 설치되어 미리 설정된 반응온도 조건을 형성하기 위한 메인히터부(120)를 포함하는 것을 특징으로 하는 촉매반응장치.The method according to claim 1,
The reaction module 100,
A reaction chamber 110 forming the reaction space S;
A catalytic reaction apparatus comprising a main heater unit 120 installed outside the reaction chamber 110 to form a preset reaction temperature condition. 청구항 2에 있어서,
상기 반응챔버(110)는,
원통형상을 가지는 실린더부(111)와;
상기 실린더부(111)의 상단에서 내경이 확장되는 확관부(112)를 포함하는 것을 특징으로 하는 촉매반응장치.The method according to claim 2,
The reaction chamber 110,
A cylinder portion 111 having a cylindrical shape;
Catalytic reaction apparatus, characterized in that it comprises an expansion portion (112) whose inner diameter is expanded from the upper end of the cylinder portion (111). 삭제delete 삭제delete 삭제delete 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 반응가스공급부(400)는,
혼합 전 반응가스의 숫자에 대응되어 각 반응가스를 공급하는 하나 이상의 반응가스공급모듈(411, 412)을 포함하는 것을 특징으로 하는 촉매반응장치.The method according to any one of claims 1 to 3,
The reaction gas supply unit 400,
Catalytic reaction apparatus comprising at least one reaction gas supply module (411, 412) for supplying each reaction gas corresponding to the number of reaction gases before mixing. 청구항 1에 있어서,
상기 반응가스공급부(400)는,
상기 반응모듈(100)을 냉각하기 위한 냉각가스를 공급하는 냉각가스공급모듈(420)과;
상기 반응모듈(100)을 가열하기 위한 가열가스를 공급하는 가열가스공급모듈(430)을 포함하는 것을 특징으로 하는 촉매반응장치.The method according to claim 1,
The reaction gas supply unit 400,
A cooling gas supply module 420 for supplying a cooling gas for cooling the reaction module 100;
Catalytic reaction apparatus comprising a heating gas supply module (430) for supplying a heating gas for heating the reaction module (100). 청구항 1에 있어서,
상기 반응가스공급부(400) 및 상기 반응모듈(100) 사이에 설치되어 상기 반응가스공급부(400)로부터 공급된 반응가스를 혼합하는 가스혼합부(440)와;
상기 가스혼합부(440) 및 상기 반응모듈(100) 사이에 설치되어 혼합된 반응가스를 예열하는 가스예열부(450)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 촉매반응장치.The method according to claim 1,
A gas mixing unit 440 installed between the reaction gas supply unit 400 and the reaction module 100 to mix the reaction gas supplied from the reaction gas supply unit 400;
A catalytic reaction device, characterized in that it further comprises a gas preheating unit 450 installed between the gas mixing unit 440 and the reaction module 100 to preheat the mixed reaction gas.
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