KR20130033536A - 스파크 혹은 플라즈마를 이용한 합성천연가스 제조장치 및 제조방법 - Google Patents

스파크 혹은 플라즈마를 이용한 합성천연가스 제조장치 및 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 석탄가스화기에서 가스화된 합성가스를 이용하여 합성천연가스(SNG)를 제조함에 있어서, 촉매를 사용하는 종래기술과 달리 초기 한 차례의 스파크 혹은 플라즈마를 이용하는 합성천연가스 제조장치 및 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따라 스파크 혹은 플라즈마를 통해 메탄화 반응에 필요한 활성화 에너지를 일부 분자에 공급함으로써 일부 분자가 반응을 일으키고, 반응에 따라 발생하는 반응열이 다른 분자에 활성화 에너지로 공급되어 연쇄적인 반응이 일어나게 함으로써, 기존의 촉매층에서 일어나는 반응을 스파크 혹은 플라즈마로 대신할 수 있다.

Description

스파크 혹은 플라즈마를 이용한 합성천연가스 제조장치 및 제조방법{Apparatus and method for producing synthetic natural gas using spark or plasma}
본 발명은 합성천연가스(SNG: Synthetic Natural Gas)를 제조하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 스파크 혹은 플라즈마를 이용하여 반응에 필요한 활성화 에너지를 공급하는 방식을 채택한 합성천연가스 제조장치 및 제조방법에 관한 것이다.
천연가스는 발전용, 난방용 및 자동차 등의 연료용으로서 가장 청정한 연료로 분류되고 있으며, 그로 인하여 이용가치가 크다. 그러나 자연적으로 얻어지는 천연가스는 한정되어 있기 때문에, 천연가스를 합성하는 공정은 부가가치가 높은 산업이 되고 있다.
상업적으로 이용되고 있는 SNG 생산공정은 촉매를 채운 반응기를 시리즈로 사용하면서 순차적으로 메탄의 순도를 높이는 공정을 사용하고 있다.
구체적으로, 석탄 가스화기에서 저렴하고 매장량이 풍부한 석탄연료를 가스화함으로써 생성되는 수소와 일산화탄소가 풍부한 합성가스로부터, 수소와 일산화탄소 비율을 약 3:l 정도로 조정하는 수성가스 전환반응(water gas shift: CO + H2O ↔ CO2 + H2)을 진행한 후, 이 반응에서 생성된 CO2를 포집 처리한 다음, 수소가 풍부한 가스를 합성천연가스 생성 공정에 이용함으로써, 부가가치가 높은 연료를 얻을 수 있다.
상용의 합성천연가스를 생성하는 메탄화 반응은 대부분 하기 반응식 1의 반응을 일으키는 것으로, 이때 초기 반응기의 온도는 약 250℃이고, 반응은 촉매층에서 이루어지고 있다.
[반응식 1]
CO + 3H2 → CH4 + H2O(g), △H° = -206.2 kJ/mole
[반응식 2]
CO2 + 4H2 → CH4 + 2H2O(g), △H° = -165.0 kJ/mole
도 1은 상용 SNG 합성공정의 일 예로서, Haldor Topsoe사의 TREMPTM 공정(Topsoe Recycle Energy-efficient Methanation Process)을 나타낸 것이다.
촉매반응기는 별다른 전기적인 장치를 하지 않고, 가스의 유입과 입구온도를 조정해주는 것만으로도 반응을 일으킬 수 있기 때문에, 화공 플랜트에서 많이 사용된다. 그러나, 고온에 취약하며, 촉매 제조나 충진할 때 분쇄되는 일이 잦다. 또한, 여러 반응기를 병렬 연결로 사용할 경우에는, 반응기 입출구에서 발생하는 차압이 반응기별로 동일하게 유지될 필요가 있다. 그렇지 않으면 차압이 적은 반응기로 반응가스가 대부분 흐를 가능성이 있기 때문에, 반응기들의 차압이 동일하게 유지되도록 촉매를 충진해야 하는데, 동일한 차압이 발생하도록 촉매를 충진하는 작업이 쉽지 않은 작업이다. 또한, 촉매는 반응 중에 고온에 의하거나 반응 부산물의 축적에 의해서 유로의 막힘 등을 유발하게 되며, 그러면 운전 중에 반응기의 차압이 커질 수 있는 일이 발생한다. 그러면 반응기간 차압의 차이를 발생시키고, 유로의 불균일 흐름이 발생하기도 한다. 촉매의 이용은 장치의 편리함에도 불구하고 이런 기계적인 운전 장애요소를 포함하고 있다.
또한, 상용 합성천연가스 공정에서 사용되는 촉매 반응기의 첫 번째 반응기 입구측 촉매의 활성은 반응이 시작되면 빨리 활성을 잃는 단점이 있다. 첫 번째 반응기에서는 다량의 분자들이 반응함에 따라 발열되는 반응열이 높아지므로, 온도 조절을 위해 많은 양의 출구 가스를 냉각시킨 후 재순환하고 있다. 냉각기와 재순환을 위해 가스를 압축하는 작업이 병행되어야 한다.
일본 특허공개 제2001-220102호에서는 수증기를 피분해 탄화수소 가스와 함께 공급하고, 공기 또는 산소와 직접 접촉시켜 확산 화염층을 형성하고, 이것을 열원으로 수증기 및 피분해 탄화수소 가스에 라디칼 반응을 일으켜 합성 가스를 생성하는 방법이 개시되어 있다.
대한민국 특허공개 제2006-45027호에서는 일산화탄소와 수소가스를 주성분으로 하는 합성가스와 산소를 주입하면서 연소시켜 고온의 증기와 이산화탄소를 생성하는 산화반응실과, 산화반응실로부터 열량을 전달받아 적어도 1200℃를 넘는 온도를 유지하면서 고분자 유기물을 유입시켜 산화반응실에서 유입된 수증기와 이산화탄소와 환원 반응시킴으로써 일산화탄소와 수소가스를 주성분으로 하는 합성가스를 생성하는 환원반응실과, 고분자 유기물을 환원반응실로 투입하는 유기물 투입장치와, 환원반응실로부터 생성된 합성가스의 일부를 산화반응실로 재순환시키는 합성가스 유입관으로 구성되어 촉매 없이 1200℃ 이상에서 모든 탄화물질이 개질되게 하는 개질기가 개시되어 있다.
그러나, 상기 특허들은 수소와 일산화탄소를 주성분으로 하는 합성가스의 제조에 관한 것으로, 촉매를 사용하지 않고 점화플러그와 같은 점화수단을 사용하나, 합성가스 생성반응은 본질적으로 촉매가 불필요한 연소반응으로서, 여기서 점화수단은 단지 연소반응을 개시하기 위한 수단에 불과하다.
본 발명의 목적은 상용 촉매반응기의 활성 저하와 기계적인 운전장애에 대처하는 공정을 제안하는 것으로, 특히 촉매의 사용 없이 반응에 필요한 활성화 에너지를 전기적인 스파크 혹은 플라즈마로 공급하고, 반응에 따라 발생하는 반응열이 다른 분자의 활성화 에너지로 제공되면서 연쇄적인 반응을 유발시킴으로써, 상당한 이점을 갖는 합성천연가스 제조장치 및 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 일산화탄소, 이산화탄소 및 수소를 포함하는 원료가스로부터 메탄을 포함하는 합성천연가스가 생성되는 메탄화 반응이 일어나는 반응기; 및 반응기에 설치되어 스파크를 발생시켜 메탄화(Methanation) 반응에 필요한 활성화 에너지를 공급하는 스파크 점화기를 포함하는 합성천연가스 제조장치를 제공한다.
본 발명에 따른 합성천연가스 제조장치는 스파크 혹은 플라즈마 점화기와 연결되어 스파크 혹은 플라즈마 점화기에 전원을 공급하는 전원 공급기를 추가로 포함할 수 있으며, 전원 공급기는 스파크 혹은 플라즈마점화기에 공급되는 전력량을 조절할 수 있다.
본 발명에 따른 합성천연가스 제조장치는 반응기에 설치되어 원료가스를 혼합하고 반응기에 분산 주입하는 가스혼합 주입기를 추가로 포함할 수 있으며, 가스혼합 주입기의 내부에는 스월(swirl) 발생기가 설치될 수 있다.
본 발명에 따른 합성천연가스 제조장치는 반응기와 연결되어 생성된 합성천연가스를 냉각시키는 냉각기 및 반응기의 중앙 및 표면에 설치되어 온도를 측정하는 온도감지기를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 합성천연가스 제조장치에 사용되는 반응기는 무촉매 반응기일 수 있다.
또한, 본 발명은 일산화탄소, 이산화탄소 및 수소를 포함하는 원료가스를 반응기에 공급하는 단계; 및 반응기에 설치된 스파크 혹은 플라즈마를 점화기를 통해 스파크 혹은 플라즈마를 발생시켜 메탄화 반응에 필요한 활성화 에너지를 공급하는 단계를 포함하는 합성천연가스 제조방법을 제공한다.
본 발명에서 스파크 혹은 플라즈마는 초기에 한번 발생시키고, 이후에는 반응열을 이용하여 연쇄반응이 일어날 수 있다.
본 발명에서 원료가스 및 반응기의 초기 온도는 상온일 수 있으며, 메탄화 반응은 무촉매 반응일 수 있다.
본 발명에서는 반응기의 온도나 출구 가스 조성을 모니터링 하면서 스파크 혹은 플라즈마 점화기의 전력량을 조절할 수 있다.
본 발명에서는 반응기에 설치된 가스혼합 주입기 및 스월 발생기를 통해 원료가스를 혼합하고 반응기에 분산 주입할 수 있다.
본 발명에 따른 합성천연가스 제조방법은 생성된 합성천연가스를 냉각시키는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명은 상용 공정의 첫 번째 반응기에 촉매를 채우지 않고 스파크 혹은 플라즈마로 활성화 에너지를 공급하는 방식을 채택함으로써, 상당한 이점을 제공한다.
상용 시스템의 첫 번째 촉매반응기에서는 반응물이 촉매에 닿는 부위에서 급격히 반응이 일어나면서 발열하여 입구 촉매의 활성이 빨리 소멸된다. 이 촉매는 약 700℃ 이상에서 활성을 잃기 때문이다.
그러나, 본 발명에서는 첫 번째 반응기에 촉매를 채우지 않고 스파크 혹은 플라즈마로 반응에 필요한 활성화 에너지를 공급하며, 반응물질을 스월 발생장치를 이용하여 섞음에 따라, 반응기 내 온도를 위치에 관계없이 균일하게 유지할 수 있다.
또한, 기존 상용 촉매반응기의 경우 입구온도를 약 250℃까지 예열해주어야 하는데 반해, 본 발명에서는 반응할 때 생성되는 열만으로 반응기 온도를 이룰 수 있으므로, 별도의 예열 없이 원료가스를 상온의 온도로 반응기에 주입할 수 있다. 그러므로, 전체 온도를 기존 상용 촉매반응기보다 낮출 수 있다.
도 1은 상용 SNG 합성공정의 일 예로서, Haldor Topsoe사의 TREMPTM 공정(Topsoe Recycle Energy-efficient Methanation Process)을 나타낸 것이다.
도 2는 메탄화 반응에 필요한 활성화 에너지를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 합성천연가스 제조장치의 개략적인 구성도이다.
도 4는 도 3에서 가스 분석기 등이 추가된 구성도이다.
본 발명에서는 촉매 대신에 반응기 내에 스파크 혹은 플라즈마를 일으켜 메탄화 반응에 필요한 최소한의 활성화 에너지를 공급하고, 반응을 일으킨 후 반응에 의해 발생된 열이 다른 분자들의 활성화 에너지로 공급되어 연쇄적인 반응이 일어나게 하는 방식을 채택하고 있다.
메탄화 반응에 필요한 활성화 에너지를 극복하기 위한 최소한의 에너지 공급이 필요한데, 도 2는 이것을 개념화한 그래프이다. 이것은 상부에 있는 물을 하부로 내릴 때, 초기 빠는 힘이나 자바라를 눌렀다가 놓으면, 물이 아래로 자발적으로 내려가는 것과 같이, 한번의 힘만으로 그 다음은 순조롭게 물을 아래로 내릴 수 있는 사이펀(siphon) 원리와 동일하다고 볼 수 있다. 즉, 메탄화 반응은 초기 활성화 에너지만 주입하면 자발적인 반응이 가능하다고 할 수 있다. 구체적으로, 반응물이 가지는 에너지보다 생성물의 에너지 레벨이 낮으므로 발열이 일어나고, 그 열을 다른 분자들이 얻어 활성화 에너지로 사용함에 따라 연쇄적인 반응이 진행될 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 합성천연가스 제조장치의 개략적인 구성도로서, 메탄화 반응기(100), 스파크 점화기(101, 101-1), 전원공급기(102), 가스혼합 주입기(103), 유량계(109, 110), 체크밸브(111, 111-1), 온도감지기(112, 113, 114, 115, 116) 등으로 구성된다.
메탄화 반응기(100)는 일산화탄소, 이산화탄소 및 수소를 포함하는 원료가스로부터 메탄을 포함하는 합성천연가스가 생성되는 메탄화 반응이 일어나는 장치이다. 메탄화 반응기(100)는 무촉매 반응기로서, 상용 시스템에서 사용되는 촉매가 내부에 채워지지 않으며, 그 대신 스파크 혹은 플라즈마 점화기(101, 101-1)가 설치된다.
스파크 혹은 플라즈마 점화기(101, 101-1)는 반응기(100)에 설치되고, 스파크 혹은 플라즈마를 발생시켜 메탄화 반응에 필요한 활성화 에너지를 공급하는 장치이다. 도면에는 스파크 혹은 플라즈마 점화기(101, 101-1)가 반응기(100) 상부에 2개 설치되어 있으나, 그 설치 위치 및 개수는 특별히 제한되지 않는다.
스파크는 어느 한 점에 에너지를 가하는 것으로, 스파크도 일종의 플라즈마라고 볼 수 있다. 플라즈마는 장치상 넓은 범위에 에너지를 보낼 수 있는데, 이와 같이 넓은 영역에 활성화 에너지를 공급하는 플라즈마가 효율 측면에서는 유리할 수 있다.
스파크 혹은 플라즈마 점화기(101, 101-1)는 절연체에 의해 반응기(100)와 분리되어 있으나, 가스 누설이 없도록 구성되어 있다. 스파크 혹은 플라즈마 점화기(101, 101-1)는 전원공급에 의해 반응기(100) 내부에 스파크 혹은 플라즈마를 튀기게 할 수 있으며, 이때 반응기(100)로는 전기가 흐르지 않는다.
전원공급기(102)는 스파크 혹은 플라즈마 점화기(101, 101-1)와 연결되어 스파크 혹은 플라즈마 점화기(101, 101-1)에 전원을 공급하는 장치로서, 바람직하게는 스파크 혹은 플라즈마 점화기(101, 101-1)에 공급되는 전력량을 조절하는 기능을 갖고 있다. 공급되는 전력은 예를 들어 5,000 V 및 0.05 A일 수 있고, 이는 가변될 수 있다.
전원공급기(102)를 통해 스파크 혹은 플라즈마 점화기(101, 101-1)의 전력량을 조절하여 스파크 혹은 플라즈마 전압을 조절함으로써, 활성화 에너지로 공급되는 에너지량을 조절할 수 있는데, 특히 반응기(100) 온도나 출구 가스조성을 모니터링 하면서 스파크 혹은 플라즈마 점화기(101, 101-1)의 전력량을 조절하여 전력공급의 변화가 가능하고, 예를 들어 반응온도가 높은 경우 스파크 혹은 플라즈마 전력을 낮추어 주입할 수 있다.
가스혼합 주입기(103)는 반응기(100)에 설치되어 원료가스를 혼합하고 반응기(100)에 분산 주입하는 장치로서, 그 내부에는 스월(swirl), 즉 소용돌이가 일어날 수 있도록 스월 발생기가 설치되는 것이 바람직하다.
가스혼합 주입기(103) 및 스월 발생기를 통해 원료가스인 수소가스와 CO 가스가 충분히 혼합되고 반응기(100) 내부에 분산되게 퍼져나갈 수 있다. 초기 점화는 일부 분자를 메탄화시키므로, 주변 분자에 연쇄적인 반응이 순조롭게 일어나게 하기 위해서는, 스월 발생기에 의해 원료가스들이 혼합되어 퍼져나갈 필요가 있다.
원료가스 공급라인에는 각각 수소 유량계(109) 및 CO 유량계(110)를 설치함으로써, 원료가스인 수소가스와 CO 가스의 양을 조절하여 반응기(100)에 주입할 수 있다. 유량계로는 MFC(Mass Flow Controller)이나 MFM(Mass Flow Meter, 질량 유량계)을 사용할 수 있다.
또한, 원료가스가 역류되거나 반응기(100)에서 역화되지 않도록, 유량계(109, 110)의 후단과 반응기(100) 사이에는 체크밸브(111, 111-1)를 설치할 수 있다.
반응기(100)에는 다수의 온도감지기(112, 113, 114, 115, 116)를 설치하여 반응에 따른 발열온도를 모니터링 할 수 있다. 도면에는 반응기(100)의 내부 제일 중앙에 하나의 내부 온도감지기(112)가 설치되고, 반응기(100) 표면에 4개의 표면 온도감지(113, 114, 115, 116)를 설치하였으나, 온도감지기의 설치위치 및 개수는 특별히 제한되지 않는다.
도 4에 도시된 바와 같이, 반응기(100)의 후단에는 생성된 합성천연가스를 냉각시키는 냉각기(117)를 설치할 수 있다. 메탄화 반응은 발열반응이므로, 후단 설비를 위해서 가스를 냉각해줄 필요가 있으며, 냉각매체로는 냉각수 등을 사용할 수 있다.
냉각기(117)의 후단에는 압력을 지시하는 압력계(104), 반응기(100) 압력을 조절하는 압력제어밸브(105) 및/또는 출구 가스량을 측정하는 유량계(106)를 설치할 수 있다.
또한, 가스분석기(107)를 설치하여 출구 가스의 조성을 분석할 수 있으며, 최종 출구가스는 플레어 스택(Flare stack)(108)에서 태운 후 배출할 수 있다.
본 발명에서는 원료가스가 스월 발생기에 의해 섞임에 따라 반응기 내부의 온도를 균일하게 유지하기가 쉽고, 반응기 출구 온도와 가스조성을 모니터링 하면서 스파크 혹은 플라즈마의 빈도수와 전력량을 조절할 수 있다. 그러면 규정된 출구온도를 유지하는 반응기 운전이 가능하고, 상용 시스템과 같이 3단계의 반응기 진행단계를 거치면서 메탄의 순도를 높이는 작업이 가능하다.
또한, 본 발명에서는 프로그램과 연계하여 스파크 혹은 플라즈마 발생 전력량을 조절할 수 있는데, 예를 들어 출구 메탄 농도 모니터링에 따라 메탄 농도 얼마 이하일 때 스파크 혹은 플라즈마를 투입하는지를 제어할 수 있다.
본 발명은 메탄화 반응의 활성화 에너지를 극복하는 에너지원으로 스파크 혹은 플라즈마를 사용한 것을 특징으로 한다. 종래에는 메탄화 촉매와 반응에 필요한 최소에너지를 얻기 위해, 반응기 입구온도를 250℃ 이상으로 가열하여 주입하였다. 그러나, 본 발명에서는 초기 반응기 입구온도를 상온으로 유지하고 촉매를 사용하지 않는 대신에, 일부 분자에 필요한 최소한의 활성화 에너지를 점화장치를 통해 스파크 혹은 플라즈마 에너지로 공급하여 일부를 메탄화 반응시키고, 그 반응에서 발생하는 열을 이용하여 주변 분자들에 활성화 에너지를 공급하여 연쇄적인 반응이 일어나게 하는 방식을 채택하였다.
국내외에 석탄가스화를 위해 플라즈마나 스파크를 상시 가하면서 활성화 에너지를 공급하는 반응기가 있으나, 메탄 합성용으로 스파크나 점화기를 사용하는 사례는 없었으며, 메탄화 반응기에는 반드시 촉매를 사용하고 있다. 활성화 에너지 갭을 낮추기 위해 촉매를 사용하고, 반응기 입구에 얼마간의 온도를 공급함으로써 활성화 에너지를 공급하고 있다.
본 발명에서는 메탄 합성에 필요한 반응 활성화 에너지를 스파크 혹은 플라즈마, 즉 점화에 의해 공급하며, 또한 점화기를 상시 작동시키는 것이 아니라, 초기 한번 혹은 출구 생성물 조성을 모니터링 하면서 메탄의 농도가 적어질 때 스파크 혹은 플라즈마를 공급하는 방식으로 운영함으로써, 상시 스파크 혹은 플라즈마 공급에 따른 전력소모를 덜고 촉매의 활성저하 및 촉매교체의 번거로움을 덜도록 할 수 있다.
현재의 메탄 합성반응은 촉매가 충진된 반응기를 사용하는데, 반응기 입구에서 급격한 반응이 일어남에 따라 입구 촉매의 활성이 빨리 잃게 된다. 그리고 그 다음 층의 촉매가 역할을 하고, 또 활성을 잃으면 그 다음 층 촉매가 역할을 하면서, 궁극에는 촉매를 전량 교체해주어야 한다.
그러나 본 발명에서는 촉매를 사용하지 않으므로, 촉매 교체를 별도로 하지 않아도 되며, 반응기 내로 주입하는 가스를 혼합하면서 섞어주기 때문에, 반응기 온도를 균일하게 유지시킬 수 있어서, 종래 반응기에 비해 경제적인 운영이 가능하다.
현재 메탄 합성반응은 상용화되어 있는 공정이다. 이 공정은 촉매를 사용하는 공정이고, 이 공정을 촉매 대신에 본 발명처럼 스파크 혹은 플라즈마에 의한 반응기로 바꿀 경우, 어느 정도의 공정 변경이 불가피해지며, 새로운 공정이 도입될 수도 있겠지만, 기존 공정과 대비하여 상당한 이점을 제공한다.
메탄 합성반응은 화학공정에서 널리 사용되는 공정이고, 이 공정을 본 발명과 같은 신기술로 대체하게 되면, 파급효과가 매우 클 것으로 예상된다.
본 발명은 석탄가스화 가스를 메탄으로 합성하거나 석유에서 메탄을 합성하는 SNG(Synthetic Natural Gas) 합성공정뿐만 아니라, CO가 생산되어 배출해야 하는 공정에 있어서, 메탄으로 변환하여 태워버리는 정제공정 등 사용범위가 넓다. SNG 합성공정을 활용하는 곳은 전세계적으로 많으며, 석유를 이용하거나 석탄을 가스화하여 천연가스 대용의 SNG를 제조하는 수많은 공정에 이용 가능하다.
100: 메탄화 반응기
101, 101-1: 스파크 혹은 플라즈마 점화기
102: 전원공급기
103: 가스혼합 주입기(스월 발생기)
104: 압력계
105: 압력제어밸브
106: 유량계
107: 가스 분석기
108: 플레어 스택
109: 수소 유량계
110: CO 유량계
111, 111-1: 체크밸브
112: 반응기 내부 온도감지기
113, 114, 115, 116: 반응기 표면 온도감지기
117: 냉각기

Claims (15)

  1. 일산화탄소, 이산화탄소 및 수소를 포함하는 원료가스로부터 메탄을 포함하는 합성천연가스가 생성되는 메탄화 반응이 일어나는 반응기; 및
    반응기에 설치되어 스파크 혹은 플라즈마를 발생시켜 메탄화 반응에 필요한 활성화 에너지를 공급하는 스파크 혹은 플라즈마 점화기를 포함하는 합성천연가스 제조장치.
  2. 제1항에 있어서,
    스파크 혹은 플라즈마 점화기와 연결되어 스파크 혹은 플라즈마 점화기에 전원을 공급하는 전원 공급기를 추가로 포함하는 합성천연가스 제조장치.
  3. 제2항에 있어서,
    전원 공급기는 스파크 혹은 플라즈마 점화기에 공급되는 전력량을 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 합성천연가스 제조장치.
  4. 제1항에 있어서,
    반응기에 설치되어 원료가스를 혼합하고 반응기에 분산 주입하는 가스혼합 주입기를 추가로 포함하는 합성천연가스 제조장치.
  5. 제4항에 있어서,
    가스혼합 주입기의 내부에 스월(swirl) 발생기가 설치되는 것을 특징으로 하는 합성천연가스 제조장치.
  6. 제1항에 있어서,
    반응기와 연결되어 생성된 합성천연가스를 냉각시키는 냉각기를 추가로 포함하는 합성천연가스 제조장치.
  7. 제1항에 있어서,
    반응기의 중앙 및 표면에 설치되어 온도를 측정하는 온도감지기를 추가로 포함하는 합성천연가스 제조장치.
  8. 제1항에 있어서,
    반응기는 무촉매 반응기인 것을 특징으로 하는 합성천연가스 제조장치.
  9. 일산화탄소, 이산화탄소 및 수소를 포함하는 원료가스를 반응기에 공급하는 단계; 및
    반응기에 설치된 스파크 혹은 플라즈마 점화기를 통해 스파크 혹은 플라즈마를 발생시켜 메탄화 반응에 필요한 활성화 에너지를 공급하는 단계를 포함하는 합성천연가스 제조방법.
  10. 제10항에 있어서,
    스파크 혹은 플라즈마는 초기에 한번 발생시키고, 이후에는 반응열을 이용하여 연쇄반응이 일어나는 것을 특징으로 하는 합성천연가스 제조방법.
  11. 제10항에 있어서,
    원료가스 및 반응기의 초기 온도는 상온인 것을 특징으로 하는 합성천연가스 제조방법.
  12. 제10항에 있어서,
    메탄화 반응은 무촉매 반응인 것을 특징으로 하는 합성천연가스 제조방법.
  13. 제10항에 있어서,
    반응기의 온도나 출구 가스 조성을 모니터링 하면서 스파크 혹은 플라즈마 점화기의 전력량을 조절하는 것을 특징으로 하는 합성천연가스 제조방법.
  14. 제10항에 있어서,
    반응기에 설치된 가스혼합 주입기 및 스월 발생기를 통해 원료가스를 혼합하고 반응기에 분산 주입하는 것을 특징으로 하는 합성천연가스 제조방법.
  15. 제10항에 있어서,
    생성된 합성천연가스를 냉각시키는 단계를 추가로 포함하는 합성천연가스 제조방법.
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