KR20190018164A - 잠수함용의 소형 메탄올 개질기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 반응 영역 (20), 차징 영역 (30) 및 배출 영역 (40) 을 갖는 메탄올 개질기 (10) 에 관한 것이다. 반응 영역 (20), 차징 영역 (30) 및 배출 영역 (40) 은 일방이 타방 위에 배치되고, 반응 영역 (20) 은 바닥에 배치된다. 반응 영역 (20) 에는 적어도 하나의 제 1 동축 반응 튜브 (50) 가 수직하게 배치되고, 적어도 하나의 제 1 동축 반응 튜브 (50) 는 외부 튜브 영역 (52) 및 내부 튜브 영역 (54) 을 갖고, 외부 튜브 영역 (52) 은 촉매로 충전된다. 외부 튜브 영역 (52) 은 차징 영역 (30) 에 연결되고, 내부 튜브 영역 (54) 은 배출 영역 (40) 에 연결된다. 반응 영역 (20) 에는 메탄올-물 혼합물을 예열하기 위한 예열 장치 (100) 가 배치된다.

Description

잠수함용의 소형 메탄올 개질기
본 발명은 연료 전지에 사용하기 위한, 특히 수중 선박, 특히 잠수함의 메탄올 개질기의 사용을 위한 수소를 발생시키기 위한 메탄올 개질기에 관한 것이다.
현대의 잠수함, 예를 들어 U 212A 클래스의 잠수함은 에너지 생성을 위한 연료 전지를 갖는다. 따라서 에너지 생성은 외부 공기와 독립적으로 가능하며, 특히 잠수함이 잠긴 경우에 가능하다. 현재 이를 위해 수소는 수소를 안전하게 운반할 수 있게 하는 금속 수소화물 스토어에서 운송된다.
그러나 U 212A 클래스의 선박보다 큰 잠수함의 경우, 금속 수소화물 스토어 대신에 메탄올로 되돌아가는 것이 유용할 수 있다. 단점은, 추가로 개질기가 탑재되어야 한다는 것이다. 또한, 개질기는 특히 소형화 및 견고성과 관련하여 잠수함에 설치하기 위한 요건을 충족해야 한다.
평행 튜브들을 포함하는 열교환기 반응기가 US 2010 / 0254891 A1 에 공지되어 있다.
평행 튜브들을 포함하는 열교환기 반응기가 WO 2009 / 141 517 A1 에 공지되어 있다.
증기 개질을 위한 반응기가 US 2006 / 0248800 A1 에 공지되어 있다.
탄화수소용 개질기가 US 3,172,739 A 으로부터 공지되어 있다.
증기 개질기용의 멤브레인이 EP 1 679 111 A2 에 공지되어 있다.
본 발명의 목적은 잠수함에 사용하기에 적합한 소형 메탄올 개질기를 제공하는 것이다.
이 목적은 청구항 1 에 제시된 특징을 갖는 메탄올 개질기에 의해 달성된다. 유리한 개발예들은 하위 청구항, 하기의 설명 및 도면으로부터 알 수 있다.
본 발명의 메탄올 개질기는 반응 영역, 차징 영역 및 배출 영역을 갖고, 반응 영역, 차징 영역 및 배출 영역은 일방이 타방 위에 배치된다. 반응 영역은 바닥에 배치된다. 따라서, 차징 영역 및 배출 영역 쌍방은 반응 영역 위에 배치된다. 반응 영역에는 적어도 하나의 제 1 동축 반응 튜브가 수직하게 배치되고, 적어도 하나의 제 1 동축 반응 튜브는 외부 튜브 영역 및 내부 튜브 영역을 갖는다. 외부 튜브 영역은 차징 영역에 연결되고, 내부 튜브 영역은 배출 영역에 연결된다.
이러한 구성으로 인해, 메탄올 개질기의 하측에 공급물 입구를 포함하지 않고 안정되고 고정된 베이스를 포함하는 구조체가 제조된다. 따라서 개질기는 특히 공간적으로 한정된 지역, 예를 들어 잠수함에 잘 설치될 수 있다. 메탄올 개질기는 특히 진동-감쇠 및 충격-안전 방식으로 저장될 수 있으며, 따라서 잠수함의 특정 요건을 충족시킨다.
동축 반응 튜브는 서로 푸싱되어 있는, 상이한 직경을 갖는 2 개의 도관을 의미하는 것으로 이해된다. 도관의 직경은 도관들 사이에 갭이 형성되도록 선택된다. 이러한 배치를 초래하는 외부 도관과 내부 도관 사이의 갭은 외부 튜브 영역으로 지정되고, 내부 도관 내의 공간은 내부 튜브 영역으로 지정된다.
본 발명의 다른 실시형태에서, 외부 튜브 영역은 촉매로 충전진다. 예를 들어 금속간 화합물, 예컨대 Ni3Al, CuZn 또는 NiCr, 귀금속 촉매, 산화물, 예컨대 구리-아연-알루미늄 혼합 산화물, 또는 산화 캐리어 상의 금속 촉매, 예를 들어 Al2O3 상의 Cu/Zn, Cu/Cr 또는 Cu/Zr 이 촉매로서 사용될 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에서, 반응 영역은 물 입구 및 물 출구를 포함한다. 따라서 반응 영역은 열 운반체로서 물을 사용하여 템퍼링되거나 가열될 수 있다. 수소, 이산화탄소 및 일산화탄소를 형성하기 위한 메탄올과 물의 반응은 흡열적이고 상승된 온도에서만 영향을 받기 때문에 유리하다.
본 발명의 다른 실시형태에서, 물은 물 입구를 통해 가스로서 도입되고, 액체 물이 물 출구를 통해 배출된다. 물 입구는 이 목적을 위해 바람직하게는 반응 영역의 상부 영역에 배치되고, 물 출구는 반응 영역의 하부 영역에 배치된다. 따라서, 물의 열 용량 이외에, 증발의 엔탈피가 또한 가열에 이용될 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에서, 반응 영역, 차징 영역 및 배출 영역은 하우징 내에 배치된다. 바람직하게는 이는 원통형 하우징이다.
본 발명의 다른 실시형태에서, 배출 영역은 차징 영역 위에 배치된다. 반대의 배열도 마찬가지로 가능하며, 이후의 다른 실시형태는 그에 따라 알 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에서, 반응 영역과 차징 영역은 제 1 분리 트레이에 의해 분리되고, 차징 영역과 배출 영역은 제 2 분리 트레이에 의해 분리된다. 외부 튜브 영역은 제 1 분리 트레이에 연결되고, 내부 튜브 영역은 제 2 분리 트레이에 연결된다. 결과적으로, 반응물은 차징 영역으로부터 반응 영역을 통해 배출 영역으로 흐른다. 이 실시형태의 개선예에서, 반응 영역은 모두 차징 영역에 연결된 예열 장치 및 반응 장치를 포함한다. 예열 장치 및 반응 장치는, 반응물이 먼저 반응 영역에서 예열 장치를 통과하고 나서 차징 영역을 통과하여 반응 영역의 반응 장치를 통해 배출 영역으로 통과하도록 배치된다.
본 발명의 다른 실시형태에서, 적어도 하나의 제 1 동축 반응 튜브는 수직으로 배치된다. 특히 바람직하게는, 차징 영역은 반응 영역 위에 배치되고 배출 영역은 차징 영역 위에 배치된다.
본 발명의 다른 실시형태에서, 반응 영역은 하부 베이스를 포함하고, 적어도 하나의 제 1 동축 반응 튜브는 스크류 연결부에 의해 하부 베이스에 연결된다. 특히 바람직한 실시형태에서, 적어도 하나의 제 1 동축 반응 튜브 상의 텐션은 하부 베이스와의 스크류 연결에 의해 발휘된다. 이 텐션은 메탄올 개질기가 보다 높은 내충격성을 나타내는 것을 보장한다. 따라서, 대응하는 메탄올 개질기는 군사 분야, 특히 수중 선박, 특히 수중 차량에서의 사용에 특히 적합하다. 이러한 효과로 인하여, 하부 베이스는 적어도 하나의 제 1 동축 반응 튜브를 통한 텐션이 없는 메탄올 개질기와 비교하여 보다 약하고 보다 얇게 수행될 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에서, 스크류 연결부는 내부 튜브 영역을 외부 튜브 영역에 연결한다. 따라서, 스크류 연결부는 적어도 하나의 제 1 동축 반응 튜브를 폐쇄하고 가스 스트림을 외부 튜브 영역으로부터 내부 튜브 영역으로 전환시키는 역할을 동시에 한다.
본 발명의 또 다른 실시형태에서, 스크류 연결부를 제거한 후에, 촉매가 외부 튜브 영역으로부터 제거될 수 있거나 외부 튜브 영역으로 도입될 수 있다. 촉매는 개질기의 수명 기간 내에서 통상적으로 변경되어야 하기 때문에, 외부 튜브 영역에 대한 접근의 필요성이 존재하는데, 이는 스크류 연결부에 의해 쉽게 보장될 수 있다. 스크류 연결부를 제거한 후에는, 먼저, 사용된 촉매가 외부 튜브 영역으로부터 제거된 다음, 새로운 촉매가 도입될 수 있다. 그 다음, 스크류 연결부가 다시 도입되고, 적어도 하나의 제 1 동축 반응 튜브가 다시 폐쇄된다. 촉매를 공급하기 위해, 바람직하게는 내부 튜브 영역이 촉매로 충전되지 않는 것을 보장하는 장치가 사용된다.
본 발명의 또 다른 실시형태에서, 촉매는 배타적으로 외부 튜브 영역에 배치된다. 예를 들어 차징 영역이 아니라 외부 튜브 영역에서의 배타적인 배치로 인해, 촉매의 영역에서 균일한 온도가 달성되고, 따라서 메탄올-물 혼합물의 균일한 반응이 달성된다. 동시에, 적은 활성 영역에서의 촉매의 사용이 회피되어서 귀중한 촉매가 절약된다.
본 발명의 다른 실시형태에서, 외부 튜브 영역은 230℃ 이상, 바람직하게는 250℃ 이상, 특히 바람직하게는 270℃ 의 온도로 유지된다.
본 발명의 다른 실시형태에서, 외부 튜브 영역은 310℃ 이하, 바람직하게는 290℃ 이하, 특히 바람직하게는 280℃ 의 온도로 유지된다.
본 발명의 다른 실시형태에서, 반응 영역은 약 300℃ 의 온도 및 6 MPa 내지 10 MPa 의 압력에서 증기를 사용하여 가열된다. 따라서, 증발의 엔탈피는 가열에 이용될 수 있다. 동시에, 물의 상태도로부터 생성된 액상의 온도는 압력에 의해 설정된다.
본 발명의 다른 실시형태에서, 20 개 이상의 동축 반응 튜브, 바람직하게는 50 개 이상의 동축 반응 튜브, 특히 바람직하게는 100 개 이상의 동축 반응 튜브가 반응 영역에 배열된다.
본 발명의 다른 실시형태에서, 500 개 이하의 동축 반응 튜브, 바람직하게는 300 개 이하의 동축 반응 튜브, 특히 바람직하게는 200 개 이하의 동축 반응 튜브가 반응 영역에 배열된다.
본 발명의 또 다른 실시형태에서, 촉매는 4 ㎜ 이하, 바람직하게는 2 ㎜, 특히 바람직하게는 1.5 ㎜ 의 평균 입자 크기를 나타낸다. 이는 특히 촉매로 충전되지 않은 영역에서 우회 흐름을 회피하게 한다.
본 발명의 다른 실시형태에서, 촉매는 0.1 ㎜ 이상, 바람직하게는 0.3 ㎜, 특히 바람직하게는 0.8 ㎜ 의 평균 입자 크기를 나타낸다.
본 발명에 따르면, 메탄올-물 혼합물을 예열하기 위한 예열 장치가 반응 영역에 배열된다. 반응 영역 내에서 예열되기 때문에, 메탄올-물 혼합물은 정확히 반응 영역의 정확한 온도에서 외부 튜브 영역의 촉매에 도달하며, 외부 튜브 영역의 촉매는 동일한 온도를 나타낸다. 촉매의 온도 변화는 오직 반응의 엔탈피로 인한 것이다.
본 발명의 다른 실시형태에서, 예열 장치는 차징 영역에 연결되고, 예열 장치는 메탄올-물 혼합물을 위한 입구를 포함한다.
본 발명의 다른 실시형태에서, 예열 장치는 차징 영역에 각각 개별적으로 연결된 수 개의 열교환기 튜브로 구성된다. 각각의 열교환기 튜브는 관류 방향이 가열 매체의 주 유동 방향에 대해 주로 수직이도록 배열될 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에서, 예열 장치는 메탄올-물 혼합물을 15℃ 이상, 바람직하게는 100℃ 이상, 특히 바람직하게는 175℃ 이상 만큼 예열하도록 설계된다. 약 20℃ 에서의 미예열된 메탄올-물 혼합물의 사용은 물론 특히 간단하다. 그러나, 이는 반응 영역의 온도 변화를 초래할 수 있다. 그러므로 미예열된 메탄올-물 혼합물의 사용은 소형화된 전체 구조에 유리하고, 예열된 메탄올-물 혼합물의 사용은 프로세스 제어를 단순화하는데 유리하다.
본 발명의 또 다른 실시형태에서, 메탄올-물 혼합물을 예열하기 위한 예열 장치는 새로운 (차가운) 메탄올-물 혼합물이 반응 영역의 상부 영역에 도입되도록 반응 영역에 배열되고, 반응 영역의 상부 영역은 가스상 물을 사용하여 가열된다. 차가운 메탄올-물 혼합물은 열 엔지니어링의 관점에서 증기와 접촉하게 되고, 증기는 응축에 의해 메탄올-물 혼합물에 비교적 많은 양의 열을 방출할 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에서, 외부 튜브 영역에서의 유동의 코스는 상부로부터 하부로 진행한다. 하향 유동으로 인해, 촉매의 유동층의 형성이 방지된다.
본 발명의 다른 실시형태에서, 반응 영역의 벽들, 차징 영역의 벽들 및 배출 영역의 벽들 뿐만아니라 적어도 하나의 제 1 동축 반응 튜브는 동일한 재료로 구성된다. 따라서, 이들은 동일한 열팽창 특성 및 부식 특성을 가지며, 이는 메탄올 개질기의 수명을 증가시킨다.
본 발명의 다른 실시형태에서, 차징 영역 및 외부 튜브 영역은 천공 판에 의해 분리된다. 차징 영역으로의 촉매의 탈출은 천공 판으로 인해 회피된다. 이는 특히 중요한데, 그 이유는 메탄올 개질기가 촉매로 외부 튜브 영역을 충전하기 위해 180°만큼 유리한 방식으로 회전되고, 그럼으로써 차징 영역이 반응 영역 아래에 놓이기 때문이다. 천공 판이 없으면, 촉매는 차징 영역에 직접적으로 충전될 것이다. 그러나, 차징 영역은 가열되지 않기 때문에, 여기에 촉매가 배치되어서는 안되는데, 그 이유는 그렇지 않고 여기에 촉매가 배치되면 메탄올-물 혼합물이 촉매상에서의 반응에 의해 냉각되기 때문이다. 이 냉각된 가스 혼합물은 너무 낮은 온도에서 외부 튜브 영역의 촉매상으로 방출되고, 그럼으로써 메탄올 개질기의 효율이 저하 될 것이다.
본 발명의 다른 실시형태에서, 메탄올 개질기는 수소 방출기 (hydrogen liberator) 및 버너를 포함하고, 수소가 스트리핑된 수소 방출기의 잔류 가스는 버너에 공급된다. 높은 분리도는 경제적으로 실행가능하지 않기 때문에, 통상적으로 수소의 약 90% 만이 분리되어 연료 전지에 공급된다. 수소 및 일산화탄소를 갖는 잔류 가스는 공정에 필요한 에너지를 적어도 부분적으로 생성하기 위해 산소를 이용하여 연소된다.
본 발명의 메탄올 개질기의 소형이고 안정한 구조는 바람직하게는 수중 선박, 특히 잠수함에 사용하기에 적합하다.
본 발명의 메탄올 개질기는 도면에 도시된 예시적인 실시형태를 사용하여 보다 상세히 설명된다.
도 1 은 메탄올 개질기의 개략적인 단면도이다.
도 2 는 스크류 연결부의 평면도이다.
도 1 은 메탄올 개질기 (10) 를 개략적인 단면으로 도시한다. 도 1 은 가시성을 보장하기 위해 축척에 맞지 않는다.
메탄올 개질기 (10) 는 반응 영역 (20), 그 위에 배치된 차징 영역 (30) 및 그 위에 배치된 배출 영역 (40) 을 포함한다. 예로서, 외부 튜브 영역 (52) 및 내부 튜브 영역 (54) 을 포함하는 3 개의 동축 반응 튜브 (50) 가 반응 영역 (20) 에 위치된다. 예를 들어, 메탄올 개질기 (10) 는 반응 영역 (20) 에 수직하게 배치된 200 개의 동축 반응 튜브 (50) 를 갖는다. 반응 영역 (20) 은 약 300℃ 및 8 MPa 에서 가스로서 물 입구 (60) 를 통해 도입되는 물에 의해 가열된다. 물은 동축 반응 튜브 (50) 상에서 응축한다. 예를 들어 도시된 바와 같이, 반응 영역 (20) 은 물 출구 (62) 를 통해 제거되는 액체 물로 절반이 충전된다. 반응 영역 (20), 차징 영역 (30) 및 배출 영역 (40) 은 하우징 (70) 내에 배치된다. 반응 영역 (20) 과 차징 영역 (30) 은 제 1 분리 트레이 (80) 에 의해 기밀 방식으로 서로 분리되어 있다. 차징 영역 (30) 과 배출 영역 (40) 은 제 2 분리 트레이 (82) 에 의해 기밀 방식으로 서로 분리되어 있다. 외부 튜브 영역 (52) 의 외부 벽은 제 1 분리 트레이 (80) 에 연결되어서, 메탄올-물 혼합물이 촉매로 충전된 외부 튜브 영역 (52) 내로 차징 영역 (30) 으로부터 도입된다. 이와 유사하게, 내부 튜브 영역 (54) 의 외부 벽은 제 2 분리 트레이 (82) 에 연결되어서, 개질된 가스 혼합물이 내부 튜브 영역 (54) 으로부터 배출 영역 (40) 으로 통과할 수 있다. 가스는 스크류 연결부 (90) 를 통해 외부 튜브 영역 (52) 으로부터 내부 튜브 영역 (54) 으로 통과할 수 있다. 동시에, 동축 반응 튜브는 스크류 연결부 (90) 에 의해 충격-방지 방식으로 하부 베이스 (84) 에 연결된다. 스크류 연결부 (90) 를 제거함으로써, 촉매가 외부 튜브 영역 (52) 으로부터 제거될 수 있고 촉매가 대체될 수 있다. 메탄올-물 혼합물을 예열하기 위해, 메탄올 개질기 (10) 는 예를 들어 여기서는 2 개의 열교환기 튜브에 의해 구성된 예열 장치 (100) 를 포함한다. 대안적으로, 예열 장치는 하우징 (70) 을 관통하는 하나의 연결부만을 또한 포함할 수 있으며, 오직 반응 영역 (20) 의 내부에서 예를 들어 2 개, 3 개 또는 4 개의 열교환기 튜브로 분할될 수 있다. 차징 영역 (30) 과 외부 튜브 영역 (52) 사이의 전이부에는 천공 판 (110) 이 배치되는데, 이 천공 판은 메탄올 개질기가 촉매에 의한 차징을 위해 회전되더라도 차징 영역 (30) 내로의 촉매의 침입은 방지하지만 가스의 통과는 허용한다.
도 2 는 스크류 연결부 (90) 를 확대하여 도시한다. 스크류 연결부 (90) 는, 외부 튜브 영역 (52) 과 내부 튜브 영역 (54) 이 서로 연결되어서 촉매상에서 반응된 가스 혼합물이 제거될 수 있도록 하는 연결부 (120) 를 포함한다. 연결부 (120) 는, 유리하게는, 촉매가 외부 튜브 영역 (52) 으로부터 내부 튜브 영역 (54) 으로 통과할 수 없도록 실행된다.
10 메탄올 개질기
20 반응 영역
30 차징 영역
40 배출 영역
50 동축 반응 튜브
52 외부 튜브 영역
54 내부 튜브 영역
60 물 입구
62 물 출구
70 하우징
80 제 1 분리 트레이
82 제 2 분리 트레이
84 하부 베이스
90 스크류 연결부
100 예열 장치
110 천공 판
120 연결부

Claims (24)

  1. 반응 영역 (20), 차징 영역 (30) 및 배출 영역 (40) 을 갖는 메탄올 개질기 (10) 로서,
    상기 반응 영역 (20), 상기 차징 영역 (30) 및 상기 배출 영역 (40) 은 일방이 타방 위에 배치되고, 상기 반응 영역 (20) 은 바닥에 배치되고, 상기 반응 영역 (20) 에는 적어도 하나의 제 1 동축 반응 튜브 (50) 가 수직하게 배치되고, 상기 적어도 하나의 제 1 동축 반응 튜브 (50) 는 외부 튜브 영역 (52) 및 내부 튜브 영역 (54) 을 갖고, 상기 외부 튜브 영역 (52) 은 상기 차징 영역 (30) 에 연결되고, 상기 내부 튜브 영역 (54) 은 상기 배출 영역 (40) 에 연결되고,
    상기 반응 영역 (20) 에는 메탄올-물 혼합물을 예열하기 위한 예열 장치 (100) 가 배치되는, 메탄올 개질기 (10).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제 1 동축 반응 튜브의 상기 외부 튜브 영역 (52) 은 촉매로 충전되는 것을 특징으로 하는 메탄올 개질기 (10).
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 반응 영역 (20) 은 물 입구 (60) 및 물 출구 (62) 를 포함하는 것을 특징으로 하는 메탄올 개질기 (10).
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 물 입구 (60) 를 통해 물이 가스로서 도입되고, 상기 물 출구 (62) 를 통해 액체 물이 배출되는 것을 특징으로 하는 메탄올 개질기 (10).
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반응 영역 (20), 상기 차징 영역 (30) 및 상기 배출 영역 (40) 은 하우징 (70) 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 메탄올 개질기 (10).
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배출 영역 (40) 은 상기 차징 영역 (30) 위에 배치되는 것을 특징으로 하는 메탄올 개질기 (10).
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 반응 영역 (20) 과 상기 차징 영역 (30) 은 제 1 분리 트레이 (80) 에 의해 분리되고, 상기 차징 영역 (30) 과 상기 배출 영역 (40) 은 제 2 분리 트레이 (82) 에 의해 분리되고, 상기 외부 튜브 영역 (52) 은 상기 제 1 분리 트레이 (80) 에 연결되고, 상기 내부 튜브 영역 (54) 은 상기 제 2 분리 트레이 (82) 에 연결되는 것을 특징으로 하는 메탄올 개질기 (10).
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반응 영역 (20) 은 하부 베이스 (84) 를 포함하고, 상기 적어도 하나의 제 1 동축 반응 튜브 (50) 는 스크류 연결부 (90) 에 의해 상기 하부 베이스 (84) 에 연결되는 것을 특징으로 하는 메탄올 개질기 (10).
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 스크류 연결부 (90) 는 상기 내부 튜브 영역 (54) 을 상기 외부 튜브 영역 (52) 에 연결하는 것을 특징으로 하는 메탄올 개질기 (10).
  10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 스크류 연결부 (90) 의 제거 후에, 촉매가 상기 외부 튜브 영역 (52) 으로부터 제거될 수 있거나 상기 외부 튜브 영역 (52) 내로 도입될 수 있는 것을 특징으로 하는 메탄올 개질기 (10).
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    촉매는 상기 외부 튜브 영역 (52) 에만 배타적으로 배치되는 것을 특징으로 하는 메탄올 개질기 (10).
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 외부 튜브 영역 (52) 은 230℃ 이상, 바람직하게는 250℃ 이상, 특히 바람직하게는 270℃ 의 온도로 유지되는 것을 특징으로 하는 메탄올 개질기 (10).
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 외부 튜브 영역 (52) 은 310℃ 이하, 바람직하게는 290℃ 이하, 특히 바람직하게는 280℃ 의 온도로 유지되는 것을 특징으로 하는 메탄올 개질기 (10).
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반응 영역 (20) 은 약 300℃ 의 온도 및 6 MPa 내지 10 MPa 의 압력에서 증기를 이용하여 가열되는 것을 특징으로 하는 메탄올 개질기 (10).
  15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    20 개 이상의 동축 반응 튜브 (50), 바람직하게는 50 개 이상의 동축 반응 튜브 (50), 특히 바람직하게는 100 개 이상의 동축 반응 튜브 (50) 가 상기 반응 영역 (20) 에 배치되는 것을 특징으로 하는 메탄올 개질기 (10).
  16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    500 개 이하의 동축 반응 튜브 (50), 바람직하게는 300 개 이하의 동축 반응 튜브 (50), 특히 바람직하게는 200 개 이하의 동축 반응 튜브 (50) 가 상기 반응 영역 (20) 에 배치되는 것을 특징으로 하는 메탄올 개질기 (10).
  17. 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    촉매는 4 mm 이하, 바람직하게는 2 mm, 특히 바람직하게는 1.5 mm 의 평균 입자 크기를 나타내는 것을 특징으로 하는 메탄올 개질기 (10).
  18. 제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    촉매는 0.1 ㎜ 이상, 바람직하게는 0.3 ㎜, 특히 바람직하게는 0.8 ㎜ 의 평균 입자 크기를 나타내는 것을 특징으로 하는 메탄올 개질기 (10).
  19. 제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 예열 장치 (100) 는 상기 차징 영역 (30) 에 연결되는 것을 특징으로 하는 메탄올 개질기 (10).
  20. 제 1 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 예열 장치 (100) 는 메탄올-물 혼합물을 15℃ 이상, 바람직하게는 100℃ 이상, 특히 바람직하게는 175℃ 이상 만큼 예열하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 메탄올 개질기 (10).
  21. 제 1 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 외부 튜브 영역 (52) 에서의 유동의 코스는 상부로부터 바닥으로 진행하는 것을 특징으로 하는 메탄올 개질기 (10).
  22. 제 1 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반응 영역 (20) 의 벽들, 상기 차징 영역 (30) 의 벽들 및 상기 배출 영역 (40) 의 벽들 뿐만아니라 상기 적어도 하나의 제 1 동축 반응 튜브 (50) 는 동일한 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 메탄올 개질기 (10).
  23. 제 1 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 차징 영역 (30) 과 상기 외부 튜브 영역 (52) 은 천공 판 (110) 에 의해 분리되는 것을 특징으로 하는 메탄올 개질기 (10).
  24. 제 1 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 메탄올 개질기 (10) 는 수소 방출기 (hydrogen liberator) 및 버너를 포함하고, 수소가 스트리핑된 상기 수소 방출기의 잔류 가스는 상기 버너에 공급되는 것을 특징으로 하는 메탄올 개질기 (10).
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