KR20060122402A - 고온 고압 반응기 및 이를 이용한 전기화학 분석장치 - Google Patents

고온 고압 반응기 및 이를 이용한 전기화학 분석장치 Download PDF

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KR20060122402A
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Abstract

본 발명은 고온 고압 반응기 및 이를 이용한 전기화학 분석시스템에 관한 것으로, 유체와 맞닿는 반응기의 본체에 내식성 부재가 구비됨으로써 내구성을 향상시켜 반영구적인 사용이 가능할 뿐만 아니라, 고온의 화학적 반응 또는 다양한 물리화학적 환경에 적용가능하고, 이로 인해 그 구조를 단순화시켜 전체적인 반응기의 크기 및 두께를 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 반응기의 구성을 단순화하여 제조비용을 절감할 수 있는 고온 고압 반응기 및 이를 이용한 전기화학 분석시스템을 제공하기 위한 것으로, 그 기술적 구성은, 내부에 중공을 갖는 중공형상체로 형성되는 본체; 상기 본체의 양 단부에 근접되게 각각 구비되는 플랜지; 상기 본체의 양 단부와 각 플랜지 사이에 각각 개재되는 덮개; 상기 본체에 설치되는 히팅시스템; 및 상기 본체와 그 양 단부에 각각 구비되는 플랜지를 연결하기 위한 볼트; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
고온 고압 반응기, 전기화학 분석시스템, 본체, 덮개, 플랜지, 개스킷, 내식성 재료, 고강도 재료, 히팅시스템, 고속펌프, 냉각기, 밸브

Description

고온 고압 반응기 및 이를 이용한 전기화학 분석시스템{Electrochemical analysis system as such for the reactor with high pressure and high temperature}
도 1은 본 발명에 의한 고온 고압 반응기를 개략적으로 나타내는 단면도,
도 2는 본 발명에 의한 고온 고압 반응기를 이용한 전기화학 분석시스템을 개략적으로 나타내는 구성도,
도 3, 도4는 본 발명에 의한 고온 고압 반응기의 덮개 형상을 일부 달리한 실시예를 나타내는 도면,
도 5는 본 발명에 의한 고온 고압 반응기를 이용한 전기화학 분석시스템에서 고온 고압 반응기의 부식시험 결과를 나타내는 도면,
도 6은 본 발명에 의한 고온 고압 반응기의 다른 실시예를 나타내는 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 고온 고압 반응기, 3 : 고압 주입펌프,
5 : 냉각기, 7 : 밸브,
10 : 본체, 10a : 내부본체,
10b : 외부본체, 11 : 결합홈,
13 : 체결홈, 17 : 폐색부,
19 : 반원홈, 30 : 플랜지,
31 : 결합공, 33 : 체결공,
50 : 덮개, 50a : 내부덮개,
50b : 외부덮개, 51 : 끼움홈,
53 : 돌출턱, 55 : 돌출부,
57 : 삽입공, 59 : 홈,
70 : 개스킷, 73 : 볼트,
90 : 히팅시스템, 90a : 내부 히팅시스템,
90b : 외부 히팅시스템.
본 발명은 고온 고압 반응기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유체와 맞닿는 반응기의 본체에 내식성 부재가 구비됨으로써 고온의 화학적 반응 또는 다양한 물리화학적 환경에 적용가능하고, 이로 인해 그 구조를 단순화시킬 수 있을 뿐만 아니라, 반응기의 구성을 단순화하여 제조비용을 절감할 수 있으며, 반응기의 안정성을 향상시킬 수 있는 고온 고압 반응기 및 이를 이용한 전기화학 분석시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 고온에서 재료의 부식 및 인장강도 시험, 고분자 중합 또는 나노입자의 제조 등과 같은 물질 합성 또는 분해를 위한 화학반응 시스템 및 초임계 산화, 추출 및 합성 등과 초임계 유체 연구 등을 위하여 다양한 고온 고압 반응기가 개발되어 왔다.
미국 특허 제 4,247,755호에 개시된 바와 같이 고온고압 반응기의 직경을 감소시키고, 열 전달이 균일하게 이루어지도록 설계 및 제작하는 방법이 기술되어 있으며, 대한 민국 특허 제 10-1998-0003136호에 개시된 바와 같이 정기적으로 반응기를 열어 시료의 부식상태를 확인하는 부식시험을 위하여 변형이 쉽게 일어나는 금속 가스켓을 사용하지 않고 몸체와 뚜껑의 면접촉만으로 효과적인 밀봉을 보이는 "무가스켓 부식 시험 용기"에 대해 기술되어 있다.
그러나, 이러한 종래기술에 따른 고온고압 반응기는 반응기의 재료로 사용되는 스테인레스 스틸 합금 또는 니켈 합금 등이 사용되기 때문에 반응기에 물리화학적 환경으로 인해 발생될 수 있는 부식 문제를 근본적으로 해결하기 어려운 문제점이 있으며, 이로 인해 연구 대상 시스템이 반응기의 부식으로 인한 영향으로 정확한 실험 및 데이터를 얻을 수 없다는 문제점이 있었다.
상술한 바와 같은 문제점으로 인해 반응성이 큰 물질을 사용하는 화학 시스템이나 매우 낮은 pH 범위나 높은 pH 범위의 화학적 환경에서는 사용할 수 없게 된다는 문제점이 있었다.
또한, 금속 가스켓을 사용되는 경우 밀봉된 부분이 고강도 금속으로 이루어짐으로써 반응기의 온도를 고온으로 상승시킨 후 다시 상온으로 냉각시킬 때 금속 의 열팽창으로 인해 밀봉이 약화되어 밀봉부분에서 유체의 누출이 발생할 수 있는 개연성이 상당이 높으며, 금속 가스켓을 사용하지 않은 경우에도 상술한 바와 같은 현상이 발생될 확률이 상당하다는 문제점이 있으며, 이로 인해 반응기 내부의 유체가 누출되는 등 반응기의 안정성에 큰 문제를 일으킬 수 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 반응기의 내식성을 높이는 방안이 제안되었으나, 이렇게 반응기의 내식성을 향상시키기 위하여 티나늄 합금 또는 지르코늄 합금 등을 사용하는 방안이 제시되었으나, 이러한 합금은 고온에서의 허용 인장강도가 대체로 낮기 때문에 이러한 합금을 사용할 경우 반응기의 벽의 두께가 상당히 두꺼워지고, 전체적인 중량이 증가한다는 문제점이 있었다.
한편, 일본 특개평 2002-102671호 공보에 개시된 바와 같이, 용기본체, 피복층 그리고, 상기 용기본체와 피복재 사이의 간극부로 이루어지는 고온고압 반응기가 제시되어 있다.
여기서, 상기 피복재로 고 내식성 재료를 사용함으로써 반응기의 내구성을 향상시키고, 장시간 사용한 경우 피복재의 교환을 쉽게 할 수 있다는 장점이 있으나, 반응기 내부에 유체가 가득 찬 경우 압력 조절을 위해 만든 간극부 사이로 유체가 흘러 들어가서 본체의 부식을 막기 위해 이온 교환 수지 및 필터의 장착이 필수적이어서 매우 복잡한 구조를 가지게 되며, 이로 인해 제조비용이 크게 증대된다는 문제점이 있었다.
또한, 고온고압 반응기에 센서를 장착할 경우 그 상부에 구비되는 뚜껑부에서 수직으로 밖에 삽입이 불가함으로 결국 센서는 고온고압 반응기의 상단부에 위 치하게 된다. 이로 인해 센서의 냉각에 많은 어려움이 뒤따른다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 유체와 맞닿는 반응기의 본체에 내식성 부재가 구비됨으로써 고온의 화학적 반응 또는 다양한 물리화학적 환경에 적용가능하고, 이로 인해 그 구조를 단순화시킬 수 있을 뿐만 아니라, 반응기의 구성을 단순화하여 제조비용을 절감할 수 있으며, 반응기의 안정성을 향상시킬 수 있는 고온 고압 반응기 및 이를 이용한 전기화학 분석시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 내부에 중공을 갖는 중공형상체로 형성되는 본체; 상기 본체의 양 단부에 근접되게 각각 구비되는 플랜지; 상기 본체의 양 단부와 각 플랜지 사이에 각각 개재되는 덮개; 상기 본체에 설치되는 히팅시스템; 및 상기 본체와 그 양 단부에 각각 구비되는 플랜지를 연결하기 위한 볼트; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 본체가 내부본체와 상기 내부본체의 외측에 구비되는 외부본체로 구성된다.
바람직하게는, 상기 내부본체가 10 ㎛ ~ 29 mm의 두께를 갖는 내식성 재료로 형성된다.
여기서, 상기 내식성 재료가 티타늄 또는 티타늄 합금, 지르코늄 또는 지르코늄 합금, 인코넬과 하스텔로이와 모넬 등을 포함하는 니켈계 합금, 몰리브덴 또는 몰리브덴계 합금, 크롬 또는 크롬계 합금 중 적어도 어느 하나를 포함하여 이루어진다.
그리고, 상기 내식성 재료가 상기한 내식성 재료들의 조합 또는 유도체로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상의 금속 재료를 포함하여 이루어진다.
한편, 상기 외부본체가 고강도 재료로 형성된다.
바람직하게는, 상기 고강도 재료가 스테인레스 스틸, 탄소강 또는 탄소강과 같은 철계 합금, 인코넬과 하스텔로이와 모넬 등을 포함하는 니켈계 합금, 니켈-구리계 합금, 텅스텐계 합금 중 적어도 어느 하나를 포함하여 이루어진다.
더불어, 상기 고강도 재료가 상기한 고강도 재료들의 조합 또는 유도체로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상의 금속 재료를 포함하여 이루어진다.
한편, 상기 본체가 고강도 재료로 형성되고, 그 내주연에 내식성 재료가 표면처리된다.
여기서, 상기 본체가 원통형상체로 형성되고, 양 단부의 중공 가장자리에 원주방향으로 결합홈이 각각 형성된다.
더불어, 상기 각 결합홈의 가장자리에 근접되는 적소에 원주방향으로 체결홈 이 소정간격 이격되어 다수개 형성된다.
한편, 상기 플랜지는 중심부에 결합공이 관통형성되고, 상기 결합공의 가장자리 적소에 원주방향으로 소정간격 이격되어 다수개의 체결공이 형성된다.
그리고, 상기 덮개는 일측에 돌출부가 형성되는 대략 T자 형상으로 형성되고, 타측 중심부에 끼움홈이 형성되는 외부덮개와, 상기 외부덮개의 끼움홈에 대응되게 형성되되, 중심부에 홈이 형성되고, 그 단부가 소정부분 외향돌출되도록 돌출턱을 갖는 내부덮개로 구성된다.
여기서, 상기 내부덮개가 내식성 재료로 형성된다.
바람직하게는, 상기 내식성 재료가 티타늄 또는 티타늄 합금, 지르코늄 또는 지르코늄 합금, 인코넬과 하스텔로이와 모넬 등을 포함하는 니켈계 합금, 몰리브덴 또는 몰리브덴계 합금, 크롬 또는 크롬계 합금 중 적어도 어느 하나를 포함하여 이루어진다.
더불어, 상기 내식성 재료가 상기한 내식성 재료들의 조합 또는 유도체로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나 이상의 금속 재료를 포함하여 이루어진다.
한편, 상기 외부덮개가 고강도 재료로 형성된다.
여기서, 상기 고강도 재료가 스테인레스 스틸, 탄소강 또는 탄소강을 포함하는 철계 합금, 인코넬과 하스텔로이와 모넬 등을 포함하는 니켈계 합금, 니켈-구리계 합금, 텅스텐계 합금 중 적어도 어느 하나를 포함하여 이루어진다.
또한, 상기 고강도 재료가 상기한 고강도 재료들의 조합 또는 유도체로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나 이상의 비금속 재료를 포함하여 이루어진다.
대안적으로는, 상기 덮개가 고강도 재료로 형성되고, 그 내주연에 내식성 재료가 표면처리된다.
여기서, 상기 덮개의 내부덮개 중심부에 형성되는 홈은 최대 깊이를 내부본체의 내경으로 나눈 값으로 정의되는 정점 안전비가 0.05 내지 2.0으로 이루어진다.
한편, 상기 홈의 형상이 가변가능하게 이루어진다.
바람직하게는, 상기 본체의 결합홈에 환형의 개스킷이 구비된다.
여기서, 상기 개스킷이 알루미늄 재질, 은 재질, 몰리브덴 재질, 니켈 재질, 철 재질 중 적어도 어느 하나를 포함하는 금속 재질로 이루어진다.
더불어, 상기 개스킷이 상기한 금속 재질들의 조합 및 유도체로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상의 금속 재질을 포함하여 이루어진다.
한편, 상기 개스킷이 탄소 재질, 흑연 재질, 테프론 재질, 라바 재질, 고아텍스 재질 중 적어도 어느 하나를 포함하는 비금속 재질로 이루어진다.
더불어, 상기 개스킷이 상기한 비금속 재질들의 조합 및 유도체로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상의 비금속 재질을 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 개스킷이 금속 재질과 비금속 재질이 혼합된 스파이럴 와운드 개스킷으로 이루어진다.
대안적으로는, 상기 본체의 양 단부 중 어느 일측 단부가 폐색부에 의하여 폐색되게 형성된다.
바람직하게는, 상기 폐색부가 반구형상으로 형성되고, 그 내측면에 반원홈이 형성된다.
그리고, 상기 폐색부의 반원홈은 최대 깊이를 내부본체의 내경으로 나눈 값으로 정의되는 정점 안전비가 0.05 내지 2.0 사이의 값으로 이루어진다.
더불어, 상기 히팅시스템이 상기 본체의 양 단부에 구비되는 각 덮개 중 어느 한 덮개에 관통설치되는 내부 히팅시스템과 상기 본체의 외주연 소정위치에 설치되는 외부 히팅시스템으로 구성된다.
여기서, 중공형상체로 형성되는 본체와, 상기 본체의 양 단부에 구비되는 각 플랜지와, 상기 본체와 각 플랜지 사이에 각각 개재되는 덮개와, 상기 각 덮개 중 어느 한 덮개에 관통설치되는 내부 히팅시스템 및 상기 본체의 외주연 소정위치에 설치되는 외부 히팅시스템으로 구비되는 히팅시스템과, 상기 본체와 플랜지를 체결하기 위한 볼트로 구성되는 고온 고압 반응기; 상기 고온 고압 반응기의 본체 내에 설치되는 내부 히팅시스템의 일측에 연결되는 고압 주입펌프; 상기 고온 고압 반응기의 타측에 연결되는 냉각기; 및 상기 냉각기의 적소에 연결되는 밸브; 를 포함한다.
바람직하게는, 상기 고온 고압 반응기의 양 단부 중 어느 일측 단부가 폐색부에 의하여 패색되게 이루어진다.
이하, 본 발명에 의한 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하면서 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명에 의한 고온 고압 반응기를 개략적으로 나타내는 단면도이고, 도 2는 본 발명에 의한 고온 고압 반응기를 이용한 전기화학 분석시스템을 개략적으로 나타내는 구성도이고, 도 3과 도 4는 본 발명에 의한 고온 고압 반응기의 덮개 형상을 일부 달리한 도면이다.
도면에서 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명에 의한 고온 고압 반응기(1)는 본체(10)와 플랜지(30)와 덮개(50)로 구성된다.
상기 본체(10)는 그 내부에 전기화학적 분석을 위하여 소정의 중공을 갖는 중공형상체로서, 양 단부의 중공 가장자리에 원주방향으로 결합홈(11)이 각각 형성되고, 상기 각 결합홈(11)에 근접되는 적소에 원주방향으로 소정간격 이격되어 다수개의 체결홈(13)이 형성된다.
본 발명의 일 실시예에서는 상기 본체(10)가 그 중심부에 중공을 갖는 중공형상체로 형성되어 있으나, 내부에 전기화학적 분석을 위한 소정의 공간이 형성된다면 상기 본체(10)가 원통형상체로 형성되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 본체(10)는 내부본체(10a)와 외부본체(10b)로 구성되고, 상기 내부본체(10a)는 10 ㎛ ~ 29 mm의 두께를 갖는 내식성 재료로 형성되어 유동하는 유체와 맞닿도록 이루어지며, 상기 외부본체(10b)는 상기 내부본체(10a)의 외주연에 구비되되, 고강도 재료로 형성된다.
여기서, 상기 내부본체(10a)를 이루는 내식성 재료는 티타늄 또는 티타늄 합금으로 이루어지나, 지르코늄 또는 지르코늄 합금으로 이루어지는 것도 가능하고, 인코넬(Inconel)과 하스텔로이(Hastelloy)와 모넬(Monel)을 포함하는 니켈계 합금으로 이루어지는 것도 가능하다.
또한, 내식성 재료가 몰리브덴 또는 몰리브덴 합금으로 이루어지는 것도 바 람직하고, 크롬 또는 크롬계 합금으로 이루어지는 것도 바람직하다.
한편, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 본체(10)의 내부본체(10a)를 이루는 내식성 재료가 티타늄 또는 티타늄 합금, 지르코늄 또는 지르코늄 합금, 인코넬과 하스텔로이와 모넬 등을 포함하는 니켈계 합금, 몰리브덴 또는 몰리브덴계 합금, 크롬 또는 크롬계 합금 중 어느 하나를 포함하여 이루어져 있으나, 내식성 재료가 상기한 내식성 재료들의 조합 또는 유도체로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상의 금속 재료를 포함하여 이루어지는 것도 가능하다.
여기서, 상기 내부본체(10a)의 외측에 구비되는 외부본체(10b)를 이루는 고강도 재료가 스테인레스 스틸(Stainless steel)로 이루어지나, 탄소강 또는 탄소강과 같은 철계 합금으로 이루어지는 것도 가능하고, 인코넬과 하스텔로이와 모넬 등을 포함하는 니켈계 합금으로 이루어지는 것도 가능하다.
더불어, 고강도 재료가 니켈-구리계 합금으로 이루어지는 것도 바람직하고, 텅스텐계 합금으로 이루어지는 것도 가능하다.
한편, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 본체(10)의 외부본체(10b)를 이루는 고강도 재료가 스테인레스 스틸, 탄소강 또는 탄소강과 같은 철계 합금, 인코넬과 하스텔로이와 모넬 등을 포함하는 니켈계 합금, 니켈-구리계 합금, 텅스텐계 합금 중 어느 하나를 포함하여 이루어져 있으나, 고강도 재료가 상기한 금속성 재료들의 조합 또는 유도체로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상의 금속 재료를 포함하여 이루어지는 것도 가능하다.
여기서, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 본체(10)가 내부본체(10a)와 외부 본체(10b)로 구성되며, 상기 내부본체(10a)가 내식성 재료로 이루어지고, 상기 외부본체(10b)가 고강도 재료로 이루어져 있으나, 상기 본체(10)가 내부본체(10a)와 외부본체(10b)로 분리됨 없이 고강도 재료로 이루어지되, 그 내주연에 내식성 재료가 표면처리되는 것도 가능하다.
또한, 상기 본체(10)가 고강도 재료로 형성되고, 그 내주연의 유체가 유동하는 소정부분에만 내식성 재료가 표면처리되도록 이루어지는 것도 가능하다.
이때에도, 상기 본체(10)의 내주연에 표면처리되는 내식성 재료는 10 ㎛ ~ 29 mm의 두께를 갖도록 이루어지는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것이 아님은 자명하다 할 것이다.
여기서, 상기 본체(10)를 이루는 고강도 재료 및 본체(10)의 내주연 또는 내주연의 소정부분에 표면처리되는 내식성 재료가 상기한 바와 같은 고강도 재료 및 내식성 재료로 이루어지는 것이 바람직하다.
한편, 상기 본체(10)의 내주연 및 내주연의 소정부분에 표면처리되는 내식성 재료는 다양한 물리화학적 코팅처리, 도금처리, 도포처리, 삽입에 의한 붙임 가공법 등의 방법에 의하여 표면처리되는 것이 바람직하며, 여기서 삽입에 의한 붙임 가공법의 경우 고강도 재료에 따라 내식성 재료를 가공하고, 내식성 재료를 순간 냉각시켜 고강도 재료 내측면에 삽입한 후 온도를 상승시킴으로써 고강도 재료의 내측면에 고착 및 밀착시키는 방법과 고강도 재료를 히팅처리하여 고강도 재료에 연성을 부가한 후 상온의 내식성 재료를 삽입하여 붙이는 방법으로 나뉜다.
상기 플랜지(30)는 상기 본체(10)의 양 단부에 근접되게 각각 구비되고, 그 중심부에 원형의 결합공(31)이 관통형성되며, 상기 결합공(31)의 가장자리 적소에는 다수개의 체결공(33)이 원주방향으로 소정간격 이격되어 다수개 형성된다.
여기서, 상기 각 플랜지(30)에 형성되는 다수개의 체결공(33)은 상기 본체(10)의 양 단부에 형성되는 체결홈(13)의 갯수와 대응되는 갯수로 구비된다.
상기 덮개(50)는 일측에 돌출부(55)가 형성되는 대략 T자 형상으로 형성되고, 타측 중심부에 끼움홈(51)이 형성되는 외부덮개(50b)와 상기 끼움홈(51)에 대응되게 형성되되, 중심부에 홈(59)이 형성되고, 그 단부가 소정부분 노출되어 외향돌출되도록 이루어지는 돌출턱(53)을 갖는 내부덮개(50a)로 구성되며, 본체(10)와 상기 본체(10)의 양 단부에 근접되게 구비되는 각 플랜지(30) 사이에 각각 개재된다.
본 발명의 일 실시예에서는 상기 덮개(50)가 대략 T자 형상으로 형성되어 있으나, 원추형으로 형성되는 것도 가능하다.
여기서, 상기 덮개(50)의 일측에 형성되는 돌출부(55)는 상기 플랜지(30)의 결합공(31)에 끼움결합되기 위하여 상기 결합공(31)의 직경에 대응되는 직경으로 형성되고, 그 타측에 돌출형성되는 돌출턱(53)은 상기 본체(10)의 중심부에 형성되는 중공에 끼움결합되기 위하여 중공의 직경에 대응되는 직경으로 형성된다.
한편, 상기 덮개(50)의 내부덮개(50b) 중심부에 형성되는 홈(59)은 정점 안전비가 0.05 내지 2.0 으로 이루어지나, 0.10 내지 1.0 범위의 적절한 정점 안전비로 이루어지는 것이 바람직하다.
즉, 상기 본체(10) 내부에서 발생되는 압력이 본체(10)의 내벽으로 효과적으 로 분산되지 않기 때문에 부하가 덮개(50)에 걸려 안전성이 저하되는 문제를 해결하기 위하여 상기 덮개(50)의 내부덮개(50b)의 중심부에 홈(59)을 형성하되, 상기 홈(59)의 정점 안전비를 0.05 내지 2.0 으로 형성하되, 0.10 내지 1.0 범위로 형성되도록 한다.
여기서, 정점 안전비(Vertex safety ratio)란 금속의 가열, 냉각 곡선에 있어서 상변태를 만나기 때문에 생긴 불연속되는 부분을 말하여 홈(59)의 최대 깊이를 상기 본체(10)의 내부본체(10a) 내경으로 나눈 값을 말하며, 정점 안전비가 0 일 경우 상기 덮개(50)의 내부덮개(50b)의 홈(59)이 평면에 가깝다는 것을 의미하고, 정점 안전비가 2 이상일 경우 안전성은 향상되나, 큰 곡률반경으로 인해 덮개(50)의 크기가 커지는 등 제작상의 어려움이 발생되므로 0.10 내지 1.0 범위의 적절한 정점 안전비로 상기 덮개(50)의 내부덮개(50b)의 중심부에 홈(59)을 형성하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 덮개(50)의 내부덮개(50b)에 형성되는 홈(59)은 반구형상으로 형성되되, 0.10 내지 1.0 범위의 적절한 정점 안전비로 이루어지나, 상기 홈(59)이 원뿔형상으로 형성되는 것도 가능하고, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 홈(59)이 다각형상 등 기타 다양한 형상으로 형성되는 등 가변가능하게 이루어지는 것도 가능하다.
이때에도, 다양한 형상으로 형성되는 홈의 정점 안전비는 0.10 내지 1.0 범위의 적절한 정점 안전비로 이루어진다.
여기서, 상기 덮개(50)의 내부덮개(50a)는 내식성 재료로 형성되고, 상기 내 부덮개(50b)의 외측에 구비되는 외부덮개(50b)는 고강도 재료로 형성된다.
더불어, 상기 내부덮개(50a)를 이루는 내식성 재료는 티타늄 또는 티타늄 합금으로 이루어지나, 내식성 재료가 지르코늄 또는 지르코늄 합금으로 이루어지는 것도 가능하고, 인코넬과 하스텔로이와 모넬 등을 포함하는 니켈계 합금으로 이루어지는 것도 가능하다.
또한, 내식성 재료가 몰리브덴 또는 몰리브덴계 합금으로 이루어지는 것도 바람직하고, 크롬 또는 크롬계 합금으로 이루어지는 것도 바람직하다.
한편, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 덮개(50)의 내부덮개(50a)를 이루는 내식성 재료가 티타늄 또는 티타늄 합금, 지르코늄 또는 지르코늄 합금, 인코넬과 하스텔로이와 모넬 등을 포함하는 니켈계 합금, 몰리브덴 또는 몰리브덴계 합금, 크롬 또는 크롬계 합금 중 어느 하나를 포함하여 이루어져 있으나, 내식성 재료가 상기한 내식성 재료들의 조합 또는 유도체로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상의 금속 재료를 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 내부덮개(50a)의 외측에 구비되는 외부덮개(50b)는 고강도 재료로 이루어지며, 상기 외부덮개(50b)를 이루는 고강도 재료는 스테인레스 스틸로 이루어지나, 고강도 재료가 탄소강 또는 탄소강과 같은 철계 합금으로 이루어지는 것도 가능하고, 인코넬과 하스텔로이와 모넬 등을 포함하는 니켈계 합금으로 이루어지는 것도 가능하다.
더불어, 고강도 재료가 니켈-구리계 합금으로 이루어지는 것도 바람직하고, 텅스텐계 합금으로 이루어지는 것도 바람직하다.
한편, 본 발명의 일 실시에에서는 상기 덮개(50)의 외부덮개(50b)를 이루는 고강도 재료가 스테인레스 스틸, 탄소강 또는 탄소강과 같은 철계 합금, 인코넬과 하스텔로이와 모넬 등을 포함하는 니켈계 합금, 니켈-구리계 합금, 텅스텐계 합금 중 어느 하나를 포함하여 이루어져 있으나, 고강도 재료가 상기한 고강도 재료들의 조합 또는 유도체로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상의 비금속 재료를 포함하여 이루어지는 것도 가능하다.
여기서, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 덮개(50)가 내부덮개(50a)와 외부덮개(50b)로 구성되고, 상기 내부덮개(50a) 및 외부덮개(50b)가 내식성 재료 및 고강도 재료로 이루어져 있으나, 상기 덮개(50)가 내부덮개(50a)와 외부덮개(50b)로 분리됨이 없이 고강도 재료로 이루어지되, 그 내주연에 내식성 재료가 표면처리되도록 이루어지는 것도 바람직하다.
한편, 상기 본체(10)의 각 결합홈(11)에는 환형의 개스킷(70)이 각각 구비된다. 즉, 상기 본체(10)의 양 단부에 형성되는 각 결합홈(11)에 환형의 개스킷(70)이 각각 구비되고, 상기 개스킷(70)에 의하여 본체(10)와 상기 본체(10)의 양 단부에 결합되는 각 덮개(50)와의 결합력 및 안정성이 향상된다.
다시 말하면, 본체(10)와 상기 본체(10)의 양 단부에 구비되는 덮개(50)의 결합 시 본체(10) 내부가 고온으로 가열 또는 냉각됨으로써 본체(10)와 각 덮개(50) 사이의 밀봉력 및 결합력이 약화되는 것을 방지할 뿐만 아니라, 이로 인해 본체(10) 내부의 유체가 누출되는 것을 방지하기 위하여 본체(10)와 그 양 단부에 결합되는 덮개(50) 사이에 환형의 개스킷(70)이 각각 구비된다.
여기서, 상기 개스킷(70)은 알루미늄 재질로 이루어지나, 은 재질로 이루어지는 것도 가능하고, 몰리브덴 재질로 이루어지는 것도 가능하며, 니켈 재질로 이루어지는 것도 가능하고, 철 재질로 이루어지는 것도 가능하다.
본 발명의 일 실시예에서는 상기 개스킷(70)이 알루미늄 재질, 은 재질, 몰리브덴 재질, 니켈 재질, 철 재질 중 적어도 어느 하나를 포함하는 금속재질로 이루어져 있으나, 상기 본체(10)의 양 단부에 형성되는 각 결합홈(11)에 결합되어 본체(10)와 각 덮개(50)의 안정성 및 밀봉력을 향상시킬 수 있다면, 상기 개스킷(70)이 상기한 금속 재질들의 조합 및 유도체로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상의 금속 재질을 포함하여 이루어지는 것도 가능하다.
또한, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 개스킷(70)이 금속 재질로 이루어져 있으나, 탄소 재질, 흑연 재질, 테프론 재질, 라바 재질, 고아텍스 재질 중 적어도 어느 하나를 포함하는 비금속 재질로 이루어지는 것도 가능하다.
한편, 상기 개스킷(70)이 상기한 비금속 재질들의 조합 및 유도체로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상의 비금속 재질을 포함하여 이루어지는 것도 가능하다.
여기서, 상기 개스킷(70)이 금속 재질과 비금속 재질이 혼합된 스파이럴 와운드 개스킷(70)으로 이루어지는 것도 바람직하다.
또한, 상기 개스킷(70)은 내식성이 탁월하다면 기타 합성수지재질로 이루어지는 것도 가능하다.
상기한 바와 같은 구조 및 구성으로 이루어지는 고온 고압 반응기(1)는 상기 본체(10)와 상기 플랜지(30)에 각각 형성되는 다수개의 체결홈(13) 및 체결공(33)에 볼트(73)를 체결함으로써 상호 연결되게 이루어진다.
본 발명의 일 실시예에서는 본체(10)와 상기 본체(10)의 양 단부에 결합되는 각 플랜지(30)에 4개의 체결홈(13) 및 체결공(33)이 원주방향으로 소정간격 이격되게 각각 형성되어 있으나, 상기 본체(10)와 그 양 단부에 결합되는 각 플랜지(30)와의 결합력을 향상시키기 위하여 상기 체결홈(13)과 체결공(33)이 그 이상의 갯수로 이루어지는 것도 가능하다.
한편, 상기 각 체결홈(13)과 체결공(33)에 체결되어 본체(10)와 각 플랜지(30)를 결합시키기 위한 볼트(73)의 갯수는 상기 체결홈(13)과 체결공(33)의 갯수에 대응되게 이루어지는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 고온 고압 반응기(1)에는 히팅시스템(90)이 구비되며, 상기 히팅시스템(90)이 고온 고압 반응기(1)에 구비될 경우 상기 본체(10)의 양 단부에 구비되는 양 덮개(50)의 중심부에는 소정의 삽입공(57)이 관통형성되되, 상기 본체(10)에 결합된 일측 덮개(50)의 중심부에 관통형성되는 삽입공(57)에는 히팅시스템(90)이 결합되고, 그 타측 덮개(50)의 중심부에 관통형성되는 삽입공(57)은 후술하는 냉각기(5)와 연결된다.
상기한 바와 같은 구조 및 구성으로 이루어지는 고온 고압 반응기(1)는 그 일측에 구비되는 고압 주입펌프(3)와 냉각기(5)와 밸브(7)에 의하여 상호 연결되며, 이렇게 고온 고압 반응기(1)를 포함하는 전기화학 분석시스템에 의하여 물리화학적인 환경에 관계없이 작동이 가능해진다.
이하, 본 발명에 의한 고온 고압 반응기(1)의 결합 과정 및 전체 시스템을 설명한다.
먼저, 스테인레스 강으로 이루어지는 원통형상체의 외부본체(10b)를 제작한 후, 티타늄 재질로 이루어지는 내부본체(10a)를 급속 냉각시켜 수축시킨 다음, 상기 외부본체(10b)의 내부에 삽입시킨다.
이렇게 외부본체(10b)의 내주연에 내부본체(10a)를 삽입한 후 소정온도로 높여 내부본체(10a)와 외부본체(10b)를 밀착시킨다. 이때, 상기 내부본체(10a)와 외부본체(10b)의 길이는 대략 400mm 으로 이루어지되, 외부본체(10b)는 내경이 35mm로 이루어지고, 내부본체(10a)는 외경이 38mm, 내경이 34.7mm로 이루어지며, 내부본체(10a)를 액체 질소에 급속 냉각시켜 수축시킨 다음 외부본체(10b)의 삽입하도록 이루어진다.
상기한 바와 같이 내부본체(10a)와 외부본체(10b)를 밀착결합시켜 일체화시킨 다음, 상기 본체(10)의 양 단부에 덮개(50)를 각각 결합시킨다.
이때, 상기 본체(10)의 양 단부에 형성되는 각 결합홈(11)에 환형의 개스킷(70)을 각각 설치한 후 본체(10)의 양 단부에 덮개(50)를 각각 결합시킴으로써 본체(10)와 상기 본체(10)의 양 단부에 결합되는 각 덮개(50)와의 결합력, 밀봉력, 안정성이 향상된다.
여기서, 상기 본체(10)의 양 단부에 결합되는 각 덮개(50)의 내부덮개(50a)에 형성되는 홈(59)은 그 정점 안전비가 0.1 내지 2.0 으로 이루어지나, 보다 바람직하게는 1.0 으로 제작된 후 본체(10)의 양 단부에 결합시키는 것이 바람직하다.
이렇게 상기 본체(10)의 양 단부에 형성되는 각 결합홈(11)에 개스킷(70)을 각각 설치하고, 상기 각 개스킷(70)에 맞닿도록 덮개(50)를 각각 설치한 후 상기 각 덮개(50)의 일측에 플랜지(30)를 각각 설치한다.
이때, 상기 각 플랜지(30)의 중심부에 각각 형성되는 원형의 결합공(31)에 상기 각 덮개(50)에 형성되는 돌출부(55)가 결합되며, 이를 위하여 상기 덮개(50)의 결합공(31)과 상기 각 플랜지(30)의 돌출부(55)의 직경은 상호 대응되게 이루어진다.
이렇게 상기 본체(10)의 양 단부에 개스킷(70)과 덮개(50)를 각각 결합시키고, 각각의 덮개(50)에 플랜지(30)를 각각 결합시킨 다음, 상기 각 플랜지(30)에 형성되는 다수개의 체결공(33) 및 상기 본체(10)에 형성되는 다수개의 체결홈(13)에 볼트(73)를 각각 결합하여 상기 고온 고압 반응기(1)의 결합을 완료한다.
이때, 상기 본체(10)에 형성되는 다수개의 체결홈(13)과 각 플랜지(30)에 형성되는 다수개의 체결공(33)을 동일한 위치에 위치시킨 다음 볼트(73)를 체결하여 본체(10)와 상기 본체(10)의 양 단부에 구비되는 각 플랜지(30)의 결합을 완료한다.
이렇게 상기 본체(10)의 양 단부에 결합되는 각 플랜지(30)에 의하여 본체(10)와 상기 본체(10)의 양 단부에 구비되는 각 덮개(50)의 결합력이 향상될 뿐만 아니라, 본체(10)와 각 구성 요소간의 안정성을 향상시킨다.
상기한 바와 같이, 고온 고압 반응기(1)를 제작한 후 상기 고온 고압 반응기(1)에 히팅시스템(90)을 설치하고, 상기 히팅시스템(90)에 고압 주입펌프(3), 냉각 기(5) 및 밸브(7)를 연결한다.
이때, 상기 고온 고압 반응기(1)의 본체(10) 양 단부에 구비되는 각 덮개(50)의 중심부에 소정의 삽입공(57)을 각각 형성한 다음 각 덮개(50) 중 어느 한 덮개(50)에 히팅시스템(90)을 설치한다.
여기서, 상기 고온 고압 반응기(1)의 내부에 설치되는 히팅시스템(90)은 대략 500W로 이루어지며, 상기 히팅시스템(90)의 압력은 밸브(7)에 의해 조절되고, 히팅시스템(90)의 온도는 히터 콘트롤러(도번 미도시)에 의해 조절되며, 상기 히팅시스템(90)의 압력을 조절하는 밸브(7)는 BPR 밸브(Back Pressure Regulator)가 바람직하다.
한편, 상기 고온 고압 반응기(1)는 그 내부에 설치된 히팅시스템(90) 또는 그 외부에 구비되는 별도의 전열시스템(furnace, 도번 미도시)에 의해 가열된다.
그리고, 상기 히팅시스템(90)에 주입되는 시험 용액은 고압 주입펌프(3)에 의하여 주입되며, 히팅시스템(90)으로 주입된 시험 용액은 고온 고압 반응기(1)의 내부에 주입되는 반응 시험을 위한 별도의 용액과 반응하게 된다.
여기서, 반응이 종료된 시험 용액은 고압 주입펌프(3)에 의하여 제거되고, 반응 시험을 위하여 별도로 주입된 용액은 고온 고압 반응기(1)의 내부에서 냉각기(5)를 통하여 배출되게 이루어진다.
상기한 바와 같은 구조 및 구성으로 이루어지는 전기화학 시스템의 성능을 시험해본 결과, 100기압, 250℃에서 수 일 동안 매우 안정적으로 작동되는 것을 확인하였다.
도 5는 본 발명에 의한 고온 고압 반응기를 이용한 전기화학 분석시스템에서 고온 고압 반응기의 부식시험 결과를 나타내는 도면이다. 도면에서 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명에 의한 고온 고압 반응기(1)가 설치된 전기화학 시스템을 이용하여 부식시험을 한 결과를 나타낸다.
<실시예 1>
전기화학 시스템의 고온 고압 반응기(1) 본체(10) 중 내부본체(10a)를 티타늄 재질로 형성시킨 다음 0.01 M KCI 수용액을 5mm/min 으로 10시간 동안 주입하면서 200℃에서 본체(10) 내벽의 부식 시험을 평가하여 10시간 이후 본체(10)의 출구측 용액을 ICP로 분석하였다. 분석결과, 철, 니켈 및 티타늄의 농도는 각각 0.1 ppm, 0.02 ppm, 5 ppb 이하로 나타났으며, 200시간 이후 본체(10)의 출구측 용액을 ICP로 분석한 결과 철, 니켈 및 티타늄의 농도는 각각 0.05 ppm, 0.01ppm, 3 ppb 이하로 나타났다.
<실시예 2>
전기화학 시스템의 고온 고압 반응기(1) 본체(10) 중 내부본체(10a)를 지르코늄 재질로 형성시킨 다음 상기한 바와 같이 0.01 M KCI 수용액을 5mm/min 으로 10시간 동안 주입하면서 200℃에서 본체(10) 내벽의 부식 시험을 평가하여 10시간 이후 본체(10)의 출구측 용액을 ICP로 분석하였다. 분석결과, 철, 니켈 및 지르코늄의 농도는 각각 0.2 ppm, 0.02 ppm 및 2 ppb 이하로 나타났으며, 200시간 후 본 체(10)의 출구측 용액을 ICP로 분석한 결과 철, 니켈 및 지르코늄의 농도는 각각 0.15 ppm, 0.01 ppm 및 2 ppb 이하로 나타났다.
<실시예 3>
전기화학 시스템의 고온 고압 반응기(1) 본체(10)를 스테인레스 강 재질로 형성시킨 다음 상기한 바와 같이 0.01 M KCI 수용액을 5mm/min 으로 10시간 동안 주입하면서 200℃에서 본체(10) 내벽의 부식 시험을 평가하여 10시간 이후 본체(10)의 출구측 용액을 IPC로 분석하였다. 분석결과, 철과 니켈의 농도는 각각 12 ppm, 2 ppm 정도로 높게 나타났으며, 100시간 후 용기의 출구측 용액을 ICP로 분석한 결과 철 및 니켈의 농도는 각각 20 ppm, 3 ppm 정도로 더 높게 나타났다. 200시간 실험 후 고온 고압 반응기(1)를 해체한 후 내부를 관찰하였을 때 육안으로도 내부가 많이 부식된 것을 확인할 수 있었다.
이와 같은 결과에 의하여 실시예 3에서 나타난 바와 같이, 고온 고압 반응기(1)의 본체(10)가 스테인레스 강 재질로 제작될 경우 고온 고압 반응기(1)의 내부 표면에서 상당량의 철과 니켈이 용출되어 나오는 것을 확인할 수 있으며, 실시예 1과 2에서는 소량의 금속이 용출되는 것을 알 수 있다. 이러한 결과로부터 본 발명에 의한 고온 고압 반응기(1)의 내식성이 종래에 비하여 매우 향상된 것임을 알 수 있다.
한편, 고온 고압 반응기(1)에 전기화학 센서 포트를 만든 후 기준 전극과 고 온의 pH 전극을 설치하고, 250 ℃ 에서 LiOH(5ppm-Li) B(OH)3(1000 ppm-B)의 혼합 용액의 pH를 측정한 결과 이론치 7.0에 매우 근접한 7.2로 나타났다. 이는 반응기(1) 내부에서 극히 소량의 금속 이온이 용출되어 나오기 때문에 pH에 영향을 거의 주지 않는 것을 알 수 있다.
도 6는 본 발명에 의한 고온 고압 반응기의 다른 실시예를 나타내는 단면도로서, 고온 고압 반응기의 본체 양 단부 중 일측 단부의 형상을 일부 달리하되 고온 고압 반응기의 기본적인 구성은 동일하게 형성된다.
도면에서 도시하고 있는 바와 같이, 본 실시예에서는 상기 고온 고압 반응기(1)의 본체(10) 양 단부 중 어느 일측 단부가 폐색부(17)에 의하여 폐색되게 형성된다.
상기한 바와 같이, 본 실시예에서는 상기 고온 고압 반응기(1)의 양 단부 중 일측 단부에 폐색부(17)가 형성됨으로써 고온 고압 반응기(1)의 본체(10)에 개방된 측에만 플랜지(30)와 덮개(50)가 구비된다.
여기서, 상기 본체(10)는 내식성 재료로 이루어지는 내부본체(10a)와 고강도 재료로 이루어지는 외부본체(10b)로 구성되나, 상기 본체(10)가 내부본체(10a)와 외부본체(10b)로 분리됨이 없이 고강도 재료로 이루어지고, 그 내주연에 내식성 재료가 표면처리되게 이루어지는 것도 가능하다.
그리고, 내식성 재료는 티타늄 또는 티타늄 합금, 지르코늄 또는 지르코늄 합금, 인코넬과 하스텔로이와 모넬 등으로 포함하는 니켈계 합금, 몰리브덴 또는 몰리브덴계 합금, 크롬 또는 크롬계 합금 중 적어도 어느 하나를 포함하여 이루어 지나, 상기한 내식성 재료들의 조합 또는 유도체로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상의 금속 재료를 포함하여 이루어지는 것도 바람직하다.
한편, 고강도 재료는 스테인레스 스틸, 탄소강 또는 탄소강과 같은 철계 합금, 인코넬과 하스텔로이와 모넬 등을 포함하는 니켈계 합금, 니켈-구리계 합금, 텅스텐계 합금 중 적어도 어느 하나를 포함하여 이루어지나, 상기한 고강도 재료들의 조합 또는 유도체로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상의 비금속 재료를 포함하여 이루어지는 것도 가능하다.
한편, 상기 본체(10)의 양 단부 중 일측 단부에 형성되는 폐색부(17)가 반구형상으로 형성되고, 상기 폐색부(17)의 내측면에 반원형상의 반원홈(19)이 형성된다.
본 실시예에서는 상기 본체(10)의 일측 단부에 형성되는 폐색부(17)가 반구형상으로 형성되고, 그 내측면에 반원홈(19)이 형성되어 있으나, 상기 폐색부(17)가 육면체형상, 원뿔형상, 쐐기형상 또는 기타 다양한 형상으로 형성되고, 그 내측면에 이와 동일한 형상의 홈이 형성되는 것도 가능하다.
여기서, 상기 폐색부(17)의 내측면에 형성되는 반원형상의 반원홈(19)의 정점 안전비는 0.05 내지 2.0으로 이루어진다.
한편, 상기 본체(10)의 개방된 측에 원주방향으로 형성되는 결합홈(11)에는 환형의 개스킷(70)이 구비되며, 상기 개스킷(70)은 알루미늄 재질, 은 재질, 몰리브덴 재질, 니켈 재질, 철 재질 중 적어도 어느 하나로 이루어지나, 상기한 금속 재질들의 조합 및 유도체로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나 이상의 금속 재질을 포함하여 이루어지는 것도 가능하다.
또한, 본 실시예에서는 상기 개스킷(70)이 금속재질로 이루어져 있으나, 상기 개스킷(70)이 탄소 재질, 흑연 재질, 테프론 재질, 라바 재질, 고아텍스 재질 중 적어도 어느 하나를 포함하는 비금속 재질로 이루어지는 것도 가능하고, 상기한 비금속 재질들의 조합 및 유도체로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상의 비금속 재질을 포함하여 이루어지는 것도 가능하며, 금속재질과 비금속 재질이 혼합된 스파이럴 와운드 개스킷으로 이루어지는 것도 가능하다.
본 실시예에 의한 고온 고압 반응기(1)는 상기 본체(10)의 개방된 측과 플랜지(30)를 동일선상에 위치시킨 다음 각각에 형성되는 다수개의 체결홈(13)과 체결공(33)에 볼트(73)를 체결함으로써 상호 연결되게 이루어진다.
본 발명은 특정의 실시예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 첨부 특허청구의 범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명은 유체와 맞닿는 반응기의 본체에 내식성 부재가 구비됨으로써 내구성을 향상시켜 반영구적인 사용이 가능할 뿐만 아니라, 고온의 화학적 반응 또는 다양한 물리화학적 환경에 적 용가능하고, 이로 인해 그 구조를 단순화시켜 전체적인 반응기의 크기 및 두께를 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 반응기의 구성을 단순화하여 제조비용을 절감할 수 있는 등의 효과를 거둘 수 있다.

Claims (34)

  1. 내부에 중공을 갖는 중공형상체로 형성되는 본체(10);
    상기 본체(10)의 양 단부에 근접되게 각각 구비되는 플랜지(30);
    상기 본체(10)의 양 단부와 각 플랜지(30) 사이에 각각 개재되는 덮개(50);
    상기 본체(10)에 설치되는 히팅시스템(90); 및
    상기 본체(10)와 그 양 단부에 각각 구비되는 플랜지(30)를 연결하기 위한 볼트(73);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 고온 고압 반응기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 본체(10)가 내부본체(10a)와 상기 내부본체(10a)의 외측에 구비되는 외부본체(10b)로 구성되는 것을 특징으로 고온 고압 반응기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 내부본체(10a)가 10 ㎛ ~ 29 mm의 두께를 갖는 내식성 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 고온 고압 반응기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 내식성 재료가 티타늄 또는 티타늄 합금, 지르코늄 또는 지르코늄 합금, 인코넬과 하스텔로이와 모넬 등을 포함하는 니켈계 합금, 몰리브덴 또는 몰리브덴계 합금, 크롬 또는 크롬계 합금 중 적어도 어느 하나를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고온 고압 반응기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 내식성 재료가 상기한 내식성 재료들의 조합 또는 유도체로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상의 금속 재료를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고온 고압 반응기.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 외부본체(10b)가 고강도 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 고온 고압 고압 반응기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 고강도 재료가 스테인레스 스틸, 탄소강 또는 탄소강과 같은 철계 합금, 인코넬과 하스텔로이와 모넬 등을 포함하는 니켈계 합금, 니켈-구리계 합금, 텅스텐계 합금 중 적어도 어느 하나를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고온 고압 반응기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 고강도 재료가 상기한 고강도 재료들의 조합 또는 유도체로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상의 금속 재료를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고온 고압 반응기.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 본체(10)가 고강도 재료로 형성되고, 그 내주연에 내식성 재료가 표면처리되는 것을 특징으로 하는 고온 고압 반응기.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 본체(10)가 원통형상체로 형성되고, 양 단부의 중공 가장자리에 원주방향으로 결합홈(11)이 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 고온 고압 반응기.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 각 결합홈(11)의 가장자리에 근접되는 적소에 원주방향으로 체결홈(13)이 소정간격 이격되어 다수개 형성되는 것을 특징으로 하는 고온 고압 반응기.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 플랜지(30)는 중심부에 결합공(31)이 관통형성되고, 상기 결합공(31)의 가장자리 적소에 원주방향으로 소정간격 이격되어 다수개의 체결공(33)이 형성되는 것을 특징으로 하는 고온 고압 반응기.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 덮개(50)는 일측에 돌출부(55)가 형성되는 대략 T자 형상으로 형성되고, 타측 중심부에 끼움홈(51)이 형성되는 외부덮개(50b)와, 상기 외부덮개(50b)의 끼움홈(51)에 대응되게 형성되되, 중심부에 홈(59)이 형성되고, 그 단부가 소정부분 노출되어 외향돌출되도록 이루어지는 돌출턱(53)을 갖는 내부덮개(50a)로 구성되는 것을 특징으로 하는 고온 고압 반응기.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 내부덮개(50a)가 내식성 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 고온 고압 반응기.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 내식성 재료가 티타늄 또는 티타늄 합금, 지르코늄 또는 지르코늄 합금, 인코넬과 하스텔로이와 모넬 등을 포함하는 니켈계 합금, 몰리브덴 또는 몰리브덴계 합금, 크롬 또는 크롬계 합금 중 적어도 어느 하나를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고온 고압 반응기.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 내식성 재료가 상기한 내식성 재료들의 조합 또는 유도체로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나 이상의 금속 재료를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고온 고압 반응기.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 외부덮개(50b)가 고강도 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 고온 고 압 반응기.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 고강도 재료가 스테인레스 스틸, 탄소강 또는 탄소강을 포함하는 철계 합금, 인코넬과 하스텔로이와 모넬 등을 포함하는 니켈계 합금, 니켈-구리계 합금, 텅스텐계 합금 중 적어도 어느 하나를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고온 고압 반응기.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 고강도 재료가 상기한 고강도 재료들의 조합 또는 유도체로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나 이상의 비금속 재료를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고온 고압 반응기.
  20. 제13항에 있어서,
    상기 덮개(50)가 고강도 재료로 형성되고, 그 내주연에 내식성 재료가 표면처리되는 것을 특징으로 하는 고온 고압 반응기.
  21. 제13항에 있어서,
    상기 덮개(50)의 내부덮개(50a) 중심부에 형성되는 홈(59)은 최대 깊이를 내부본체(10a)의 내경으로 나눈 값으로 정의되는 정점 안전비가 0.05 내지 2.0으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고온 고압 반응기.
  22. 제13항에 있어서,
    상기 홈(59)의 형상이 가변가능하게 이루어지는 것을 특징으로 하는 고온 고압 반응기.
  23. 제1항에 있어서,
    상기 본체(10)의 결합홈(11)에 환형의 개스킷(70)이 구비되는 것을 특징으로 하는 고온 고압 반응기.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 개스킷(70)이 알루미늄 재질, 은 재질, 몰리브덴 재질, 니켈 재질, 철 재질 중 적어도 어느 하나를 포함하는 금속 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고온 고압 반응기.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 개스킷(70)이 상기한 금속 재질들의 조합 및 유도체로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상의 금속 재질을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고온 고압 반응기.
  26. 제23항에 있어서,
    상기 개스킷(70)이 탄소 재질, 흑연 재질, 테프론 재질, 라바 재질, 고아텍스 재질 중 적어도 어느 하나를 포함하는 비금속 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고온 고압 반응기.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 개스킷(70)이 상기한 비금속 재질들의 조합 및 유도체로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상의 비금속 재질을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고온 고압 반응기.
  28. 제23항에 있어서,
    상기 개스킷(70)이 금속 재질과 비금속 재질이 혼합된 스파이럴 와운드 개스킷으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고온 고압 반응기.
  29. 제1항에 있어서,
    상기 본체(10)의 양 단부 중 어느 일측 단부가 폐색부(17)에 의하여 폐색되게 형성되는 것을 특징으로 하는 고온 고압 반응기.
  30. 제29항에 있어서,
    상기 폐색부(17)가 반구형상으로 형성되고, 그 내측면에 반원홈(19)이 형성되는 것을 특징으로 하는 고온 고압 반응기.
  31. 제30항에 있어서,
    상기 폐색부(17)의 반원홈(19)은 최대 깊이를 내부본체(10a)의 내경으로 나눈 값으로 정의되는 정점 안전비가 0.05 내지 2.0 사이의 값으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고온 고압 반응기.
  32. 제1항에 있어서,
    상기 히팅시스템(90)이 상기 본체(10)의 양 단부에 구비되는 각 덮개(50) 중 어느 한 덮개(50)에 관통설치되는 내부 히팅시스템(90a)과 상기 본체(10)의 외주연 소정위치에 설치되는 외부 히팅시스템(90b)로 구성되는 것을 특징으로 하는 고온 고압 반응기.
  33. 중공형상체로 형성되는 본체(10)와, 상기 본체(10)의 양 단부에 구비되는 각 플랜지(30)와, 상기 본체(10)와 각 플랜지(30) 사이에 각각 개재되는 덮개(50)와, 상기 각 덮개(50) 중 어느 한 덮개(50)에 관통설치되는 내부 히팅시스템(90a) 및 상기 본체(10)의 외주연 소정위치에 각각 설치되는 외부 히팅시스템(90b)으로 구비되는 히팅시스템(90)과, 상기 본체(10)와 플랜지(30)를 체결하기 위한 볼트(73)로 구성되는 고온 고압 반응기(1);
    상기 고온 고압 반응기(1)의 본체(10) 내에 설치되는 내부 히팅시스템(90a)의 일측에 연결되는 고압 주입펌프(3);
    상기 고온 고압 반응기(1)의 타측에 연결되는 냉각기(5); 및
    상기 냉각기(5)의 적소에 연결되는 밸브(7);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 고온 고압 반응기를 이용한 전기화학 분석시스템.
  34. 제33항에 있어서,
    상기 고온 고압 반응기(1)의 양 단부 중 어느 일측 단부가 폐색부(17)에 의하여 패색되게 이루어지는 것을 특징으로 하는 고온 고압 반응기를 이용한 전기화학 분석시스템.
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