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KR100719486B1 - Micro Combustion / Reforming Reactor - Google Patents

Micro Combustion / Reforming Reactor Download PDF

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KR100719486B1
KR100719486B1 KR1020050040751A KR20050040751A KR100719486B1 KR 100719486 B1 KR100719486 B1 KR 100719486B1 KR 1020050040751 A KR1020050040751 A KR 1020050040751A KR 20050040751 A KR20050040751 A KR 20050040751A KR 100719486 B1 KR100719486 B1 KR 100719486B1
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gas
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discharge hole
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박종수
이영재
윤왕래
이호태
조성호
이신근
최승훈
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한국에너지기술연구원
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Abstract

본 발명은 미세유로를 갖는 금속박판을 다층으로 적층하고, 가열체와 피가열체가 연소용 박판과 열전달용 박판으로 교차공급되는 시스템에서 가열에 필요한 열량의 생성이 피가열체가 존재하는 반응기 전면에서 고르게 진행될 수 있도록, 연료와 공기의 균일 혼합을 유도하여 반응기 내 온도차를 최소화하기 위한 마이크로 연소/개질반응기에 관한 것이다. According to the present invention, in a system in which a metal thin plate having a micro flow path is laminated in a multi-layer, and a heating body and a heated body are cross-fed into a burning thin plate and a heat transfer thin plate, generation of heat required for heating is evenly performed in front of the reactor in which the heated body is present. In order to proceed, it relates to a micro-combustion / reforming reactor for inducing uniform mixing of fuel and air to minimize temperature differences in the reactor.

기동장치, 마이크로 연소/개질 반응기, 발열히터, 촉매코팅메시 Starting device, micro combustion / reforming reactor, exothermic heater, catalytic coating mesh

Description

마이크로 연소/개질반응기{Micro combusting/reforming device}Micro combusting / reforming device

도 1은 본 발명의 탄화수소 연소/개질 반응기 각 구성요소의 평면결합사시도1 is a perspective plan view of each component of a hydrocarbon combustion / reforming reactor of the present invention.

도 2는 도 1의 A-B 단면도2 is a cross-sectional view taken along the line A-B of FIG.

도 3은 도 1의 연소개질 촉매 코팅 박판 상세도3 is a detailed view of the combustion reforming catalyst coating thin plate of FIG.

도 4는 도 3의 A1-B1 단면도Figure 4 is a cross-sectional view A1-B1 of FIG.

도 5는 촉매 코팅된 금속 메시의 작용도5 is a functional diagram of a catalyst coated metal mesh

도 6은 도 1의 구성에 따른 제작완성 사진6 is a production completion picture according to the configuration of Figure 1

도 7은 본 발명의 탄화수소 연소층과 개질층이 분리된 반응기의 결합사시도Figure 7 is a perspective view of a combined reactor of the hydrocarbon combustion layer and the reformed bed of the present invention separated

도 8은 도 7의 A-B 단면도8 is a cross-sectional view taken along line A-B of FIG.

도 9는 도 7의 C-D 단면도9 is a cross-sectional view taken along the line C-D of FIG.

도 10은 도 7에 사용된 연소용박판 상세도10 is a detailed view of the burning thin plate used in FIG.

도 11은 도 10의 A1-B1 단면도FIG. 11 is a cross-sectional view taken along the line A1-B1 of FIG.

도 12는 도 8에 사용된 개질용박판(20)의 상세도12 is a detailed view of the modified thin plate 20 used in FIG.

도 13은 도 12의 A2-B2 단면도13 is a cross-sectional view taken along the line A2-B2 of FIG.

도 14는 도 8에 사용된 브랭크박판(70)의 평면도14 is a plan view of a blank thin plate 70 used in FIG.

도 15는 입자촉매를 사용한 마이크로 반응기 분해사시도15 is an exploded perspective view of a micro reactor using a particle catalyst

도 16은 도 15에 따른 반응기 완성도FIG. 16 shows a reactor complete according to FIG. 15

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10: 박판 11: 가스이동홀10: thin plate 11: gas shift hole

12 : 가스배출홀 19: 미세유로면12: gas discharge hole 19: fine flow path surface

20: 개질용박판 21: 가스이동홀20: modified sheet 21: gas moving hole

22: 가스배출홀 25: 가스전달홀22: gas discharge hole 25: gas delivery hole

26: 가스전달홀 29: 미세유로면26: gas delivery hole 29: fine flow path surface

30: 연소용박판 31: 가스전달홀30: burning sheet 31: gas transfer hole

32: 가스전달홀 35: 가스이동홀32: gas delivery hole 35: gas transfer hole

36: 가스배출홀 70: 브랭크박판36: gas discharge hole 70: blank sheet

71,72,73,74: 가스연결홀 75: 브랭크박판71,72,73,74: Gas connection hole 75: Blank sheet

76: 제1홀 77: 제5홀76: hole 1 77: hole 5

78: 제4홀 79: 제3홀78: fourth hole 79: third hall

80: 제2홀 100,101,103:상부플레이트80: second hole 100,101,103: upper plate

110: 공급홀튜브 111: 제1공급홀튜브110: supply hole tube 111: first supply hole tube

112: 제2공급홀튜브 113: 공급홀튜브112: second supply hole tube 113: supply hole tube

120: 공급홀 121: 제1공급홀120: supply hole 121: first supply hole

122: 제2공급홀 200,201,203: 하부플레이트122: second supply hole 200, 201, 203: lower plate

209: 제1배출홀 210: 배출홀튜브209: first discharge hole 210: discharge hole tube

211: 제1배출홀튜브 212: 제2배출홀튜브211: first discharge hole tube 212: second discharge hole tube

213: 제2배출홀튜브 220: 배출홀213: second discharge hole tube 220: discharge hole

221: 제1배출홀 222: 제2배출홀 221: first discharge hole 222: second discharge hole

250,251: 장입홀 253: 제1배출홀튜브250,251: charging hole 253: first discharge hole tube

500: 금속메시 501: 연소용금속메시500: metal mesh 501: metal mesh for combustion

600,601: 발열히터 610,611: 절연체600,601: heating heater 610,611: insulator

620,621,622: 전선 623: 열전대장착홀620, 621, 622: wire 623: thermocouple mounting hole

700: 제1열전달용박판 701: 제3가스전달홀700: first heat transfer thin plate 701: third gas transfer hole

702: 제1가스전달홀 703: 제2가스전달홀702: first gas delivery hole 703: second gas delivery hole

709: 제1가스배출홀 800: 개질용금속메시709: first gas discharge hole 800: reforming metal mesh

900: 제2열전달용박판 902: 제4가스전달홀900: second heat transfer thin plate 902: fourth gas transfer hole

904: 제6가스전달홀 909: 제5가스전달홀904: sixth gas delivery hole 909: fifth gas delivery hole

950: 제3열전달용박판 951: 제9가스전달홀950: third heat transfer thin plate 951: ninth gas transfer hole

953: 제8가스전달홀 959: 제7가스전달홀953: eighth gas delivery hole 959: seventh gas delivery hole

1000: 개질용박판 1002: 제10가스전달홀1000: reforming sheet 1002: 10th gas delivery hole

1003: 제11가스전달홀 1004: 제12가스전달홀1003: 11th gas delivery hole 1004: 12th gas delivery hole

본 발명은 마이크로 연소/개질반응기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 미세유로를 갖는 금속박판을 다층으로 적층하고, 가열체와 피가열체가 연소용 박판과 열전달용 박판으로 교차공급되는 시스템에서 가열에 필요한 열량의 생성이 피가열체가 존재하는 반응기 전면에서 고르게 진행될 수 있도록, 연료와 공기의 균일 혼합을 유도하여 반응기 내 온도차를 최소화하기 위한 마이크로 연소/개질반응기에 관한 것이다. The present invention relates to a micro-combustion / reforming reactor, and more particularly, to stacking a metal thin plate having a micro flow path in multiple layers, and required for heating in a system in which a heating body and a heated object are cross-fed with a burning thin plate and a heat transfer thin plate. The present invention relates to a micro-combustion / reforming reactor for minimizing the temperature difference in the reactor by inducing uniform mixing of fuel and air so that the generation of calories can proceed evenly in front of the reactor in which the heating element is present.

최근 연료전지 분야 및 질소산화물 제거용 환원가스로 활용하기 위하여 탄화수소 또는 알콜을 이용한 합성가스 제조를 목적으로 마이크로 반응기에 대하여 많은 연구가 진행되고 있다. Recently, many researches have been conducted on microreactors for the purpose of preparing a synthesis gas using hydrocarbons or alcohols in order to utilize fuel gas and reducing gas for removing nitrogen oxides.

탄화수소를 이용한 합성가스의 생성 반응을 보면 반응식 1 내지 반응식 3과 같이 다양한 반응을 이용한 진행이 가능하다. Looking at the reaction of the synthesis gas using a hydrocarbon it is possible to proceed using a variety of reactions, such as Scheme 1 to Scheme 3.

생성물 중에서 수소의 농도가 매우 높은 반응식 1에 따른 스팀개질(steam reforming)이 주목을 받고 있다. Attention is drawn to steam reforming according to Scheme 1, where the concentration of hydrogen in the product is very high.

특히, 신속한 응답 특성이 있는 부분산화반응(partial oxidation, 반응식 3) 역시 주목을 받고 있다. In particular, partial oxidation (Scheme 3), which has fast response characteristics, is also drawing attention.

CH4 + H2O → CO + 3H2, ΔH298 = 206kJ/molCH 4 + H 2 O → CO + 3H 2 , ΔH 298 = 206 kJ / mol

CO2 + CH4 → 2CO + 2H2, ΔH298 = 247kJ/molCO 2 + CH 4 → 2CO + 2H 2 , ΔH 298 = 247 kJ / mol

CH4 + 1/2O2 → CO + 2H2, ΔH298 = -36kJ/molCH 4 + 1 / 2O 2 → CO + 2H 2 , ΔH 298 = -36 kJ / mol

소형 정치형연료전지(RPG)용의 수소 제조 시스템으로 신속한 응답측면보다는 수소 농도가 높은 스팀개질의 효용성 기대로 많은 연구가 추진되고 있다. As a hydrogen production system for small stationary fuel cells (RPGs), much research is being carried out in anticipation of the effectiveness of steam reforming with high hydrogen concentration rather than rapid response.

상기 과정에서 어려움은 반응식 1에 나타낸 바와 같이 반응에 필요한 반응열의 공급이 관건으로 작용되고 있다. 스팀개질 반응의 경우 반응온도 750℃이상에서 탄화수소(메탄)의 전환율을 95%이상을 얻을 수 있기 때문에 고온유지와 함께 반응열을 공급하기 위하여 각고의 노력을 필요로 한다.The difficulty in this process is the supply of the heat of reaction required for the reaction as shown in Scheme 1 is the key. In the case of the steam reforming reaction, since the conversion rate of hydrocarbon (methane) is more than 95% at a reaction temperature of more than 750 ℃, it requires a lot of effort to supply the heat of reaction with maintaining the high temperature.

CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O, ΔH298 = -801kJ/molCH 4 + 2O 2 → CO 2 + 2H 2 O, ΔH 298 = -801 kJ / mol

반응열은 반응식 4와 같이 탄화수소의 연소(촉매산화 또는 연소)를 통하여 생성한다. The heat of reaction is generated through the combustion (catalytic oxidation or combustion) of hydrocarbons as in Scheme 4.

이 과정에서 열전달을 효과적으로 이루기 위하여 높은 온도차(△T), 넓은 접촉면적(A), 높은 열전달계수(k)를 가지는 물질을 필요로 한다. In this process, a material having a high temperature difference (ΔT), a large contact area (A), and a high heat transfer coefficient (k) is required to achieve heat transfer effectively.

그러나, 상기와 같은 높은 온도차를 얻기 위하여 가열에 필요한 화염의 온도 를 무한정 올리는 것은 불가능할 뿐 아니라, 구성 재질의 문제점과 함께 질소산화물(NOx)의 오염물 생성을 야기한다. However, in order to achieve such a high temperature difference, it is not only impossible to raise the temperature of the flame necessary for heating indefinitely, but also causes the generation of pollutants of nitrogen oxides (NOx) together with the problems of the constituent materials.

또한, 열전달계수 역시 구성 재질의 고유한 값으로 고정되는 한계가 있다. In addition, the heat transfer coefficient also has a limit that is fixed to a unique value of the constituent material.

따라서, 반응기의 구성시 조절 가능한 항목으로 가열부와 흡열부 열전달면적의 확보로 귀결된다.Therefore, it is possible to secure the heat transfer area of the heating part and the heat absorbing part as an adjustable item in the construction of the reactor.

이러한 용도에 사용하기 위하여, 금속 박판에 미세유로를 가지는 반응기가 사용될 수 있다. For use in this application, a reactor having a microchannel in a thin metal sheet can be used.

상기 금속 박판에 미세유로를 가지는 반응기는 미세유로를 갖도록 가공된 금속 박판을 다층으로 적층함으로서 단위부피당 넓은 접촉면적을 확보할 수 있다.The reactor having a micro channel in the thin metal plate can secure a large contact area per unit volume by stacking a multi-layer metal plate processed to have a micro channel in multiple layers.

그러나, 반응열 생성에 필요한 탄화수소(LNG, LPG, 알콜)의 연소반응은 매우 큰 발열량을 생성하는 격렬한 반응으로 촉매연소 또는 무촉매 연소를 통하여 진행할 수 있다. However, the combustion reaction of hydrocarbons (LNG, LPG, alcohols) necessary for generating the heat of reaction may be carried out through catalytic combustion or non-catalytic combustion in a violent reaction that generates a very large calorific value.

또한, 탄화수소와 공기의 혼합물은 일정온도 이상에서부터 자체 연소를 통하여 산화반응이 진행된다(일례로 일산화탄소의 경우 공기 중에 존재할 때 650℃).In addition, the mixture of hydrocarbons and air undergoes oxidation through self-combustion from above a certain temperature (for example, 650 ° C. when carbon monoxide is present in air).

따라서, 미세 유로를 가지는 반응기라 하여도 반응물이 도입되는 위치에서 국부적인 연소열이 발생되어, 반응기 온도의 균일성을 잃게 되고 결국 연소 촉매 또는 피가열부에 불균일성을 야기하여 개질 촉매의 활성저하를 초래하게 된다. Therefore, even in a reactor having a micro-channel, localized heat of combustion is generated at the position where the reactant is introduced, which leads to a loss of uniformity of the reactor temperature, which in turn causes non-uniformity in the combustion catalyst or the to-be-heated portion, resulting in deactivation of the reforming catalyst. do.

이와 같은 문제점을 보완하기 위하여 본 연구진은, 연료를 각각의 금속 박판에 공급할 수 있도록 별도의 공급라인을 설치는 구성에 대하여 특허출원 한바 있다(박종수 등, “균일가열을 위한 미세유로 가열기”, 대한민국특허출원 제10-2004- 0080918호). To solve this problem, the researchers have applied for a patent on the construction of a separate supply line to supply fuel to each metal sheet (Park Jong-soo et al., “Microfluidic heater for uniform heating”, Korea Patent Application No. 10-2004-0080918).

한편, Anna Lee Tonkovich등은 탄화수소의 연소영역과 이의 발열을 이용한 흡열층을 인접하게 구성되며, 열교환 영역을 갖는 금속재질의 미세유로 반응기를 개시하고 있다(미국특허 2004/0033455 A1, "Integrated combustion reactors and methods of conducting simultaneous endothermic and exothermic reactions").On the other hand, Anna Lee Tonkovich et al. Discloses a metal microfluidic reactor having a heat exchange zone adjacent to a hydrocarbon combustion zone and an endothermic layer using heat generation thereof (US Patent 2004/0033455 A1, "Integrated combustion reactors"). and methods of conducting simultaneous endothermic and exothermic reactions ").

또한, 독일의 Ehrfeld Wolfgang은 금속 박판을 이용한 미세유로 열교환기의 구성에 대하여 개시하고 있기 때문에 탄화수소 연소를 통한 열을 생산하고 이를 이용한 흡열반응의 진행이 가능한 용도로 사용될 수 있다(미국특허 6230408호(2001년), “Process for producing micro-heat exchangers"). In addition, since Ehrfeld Wolfgang of Germany discloses the construction of a microfluidic heat exchanger using a metal sheet, it can be used for producing heat through hydrocarbon combustion and enabling endothermic reactions using the same (US Pat. No. 6,230,408). 2001), “Process for producing micro-heat exchangers”).

그러나, 상기 모든 반응기들은 정상상태의 운전조건을 고려한 반응기의 구성에 관점을 두고 있다. However, all the reactors are focused on the construction of the reactor in consideration of the steady-state operating conditions.

즉, 반응기의 운전 시작단계인 기동(start up)을 위하여 별도의 외부 가열장치를 필요로 한다. 반응기 가열용 연료로서 수소 또는 메탄올을 사용할 때 상온상태부터 산화반응기 가능하기 때문에 기동이 가능하다. That is, a separate external heating device is required for start up, which is a start step of the reactor. When hydrogen or methanol is used as the fuel for heating the reactor, it is possible to start the oxidation reactor from normal temperature.

다만, 이 때에도 100℃ 미만의 저온 상태에서는 촉매의 산화력이 높지 못하기 때문에, 기동초기에 과량의 연료 공급을 통한 가열 시간 단축의 시도는 불가능함과 동시에 미연소된 연료의 배출을 억제하기 위하여 별도의 장치 또는 공정이 필요하다. At this time, however, since the oxidation power of the catalyst is not high at a low temperature of less than 100 ° C, attempts to shorten the heating time by supplying an excessive amount of fuel at the beginning of the operation are not possible, and at the same time, to suppress the discharge of unburned fuel. The device or process is necessary.

상기 문제를 해결하기 위하여 안출된 본 발명의 목적은, 미세유로를 갖는 금속박판을 다층으로 적층하고, 가열체와 피가열체가 연소용 박판과 열전달용 박판으로 교차공급되는 시스템에서 가열에 필요한 열량의 생성이 피가열체가 존재하는 반응기 전면에서 고르게 진행될 수 있도록, 연료와 공기의 균일 혼합을 유도하여 반응기 내 온도차를 최소화하기 위한 마이크로 연소/개질반응기를 제공함에 있다.An object of the present invention devised to solve the above problems is to laminate a multi-layer metal thin plate having a micro flow path, and to heat the heating body and the heated object in a system in which the heating plate and the heat transfer plate are cross-fed to heat the required amount of heat required for heating. It is to provide a micro combustion / reforming reactor for minimizing the temperature difference in the reactor by inducing uniform mixing of fuel and air so that the production can proceed evenly in front of the reactor in which the heating element is present.

이 때 전기 발열체는 상온의 공기와 연료에 의하여 냉각이 진행될 수 있기 때문에 단위 면적당 높은 에너지를 낼 수 있도록 제작된 발열체를 사용한다. At this time, since the electric heating element can be cooled by air and fuel at room temperature, a heating element manufactured to produce high energy per unit area is used.

다만, 국부적으로 높은 열을 얻기 위하여 좁은 발열면적에서 높은 에너지를 낼 수 있도록 제작된 히터를 필요로 한다. 즉, 발열면적이 넓을 때 많은 열에너지를 생성하는 반면 발열히터의 표면 온도가 일정온도 미만일 때 공급되는 공기 및 연료에 의한 냉각이 진행되기 때문에 초기 착화가 불가능하게 된다. However, in order to obtain locally high heat, a heater manufactured to produce high energy in a narrow heating area is required. That is, since a large amount of heat energy is generated when the heat generating area is large, initial ignition is impossible because cooling by air and fuel supplied when the surface temperature of the heat generating heater is lower than a predetermined temperature proceeds.

따라서, 단위면적당 일정에너지 이상을 낼 수 있는 국부 가열용 히터를 장착하고, 반응물의 공급 이전에 히터에 전기 에너지를 인가하여 히터 표면을 가열한 후에 연료를 공급하기 시작할 때보다 적은 전기 에너지를 이용하여 초기 기동을 완성할 수 있다. Therefore, it is equipped with a local heating heater that can produce more than a certain energy per unit area, and by applying electrical energy to the heater before the supply of the reactant, using less electrical energy than when starting to supply fuel after heating the heater surface You can complete the initial maneuver.

상기 특성을 가지는 발열체를 미세유로 반응기의 몸체 내부의 공기 및 연료 흐름영역에 위치하도록 반응기의 디자인을 필요로 한다.It is necessary to design the reactor so that the heating element having the above characteristics is located in the air and fuel flow region inside the body of the reactor.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 원료가스가 유입되는 공급홀이 형 성된 상부플레이트; 개질가스가 배출되는 배출홀이 형성된 하부플레이트; 연소촉매가 코팅된 미세유로면과, 상기 공급홀 및 배출홀을 각각 연장하고 상기 미세유로면과 연결되는 가스이동홀 및 가스배출홀을 가지는 상기 상부플레이트와 하부플레이트 사이에 다수 적층되는 박판; 상기 공급홀과 상기 가스이동홀이 형성하는 홀과, 상기 배출홀과 상기 가스배출홀이 형성하는 홀에 삽입되는 산화/개질촉매가 코팅된 금속메시; 및 상기 공급홀과 상기 가스이동홀이 형성하는 홀에 삽입된 금속메시 내부에 소정의 간극을 두고 설치되어 열량을 공급하는 발열히터를 포함하는 마이크로 연소/개질반응기이다.The present invention for achieving the above object, the upper plate is formed with a supply hole in which the raw material gas is introduced; A lower plate having a discharge hole through which reformed gas is discharged; A plurality of thin plates laminated between the upper plate and the lower plate each having a combustion catalyst-coated microfluidic surface, and a gas movement hole and a gas discharge hole extending to the supply and discharge holes, respectively, and connected to the microfluidic surface; A metal mesh coated with an oxidation / modification catalyst inserted into a hole formed by the supply hole and the gas moving hole and a hole formed by the discharge hole and the gas discharge hole; And an exothermic heater installed at a predetermined gap in the metal mesh inserted into the hole formed by the supply hole and the gas moving hole to supply heat.

또 다른 발명은, 연소용가스가 유입되는 제1공급홀 및 개질용가스가 유입되는 제2공급홀이 형성된 상부플레이트; 연소폐가스가 배출되는 제1배출홀 및 개질가스가 배출되는 제2배출홀이 형성된 하부플레이트; 연소촉매가 코팅된 미세유로면과, 상기 제1공급홀 및 제1배출홀을 각각 연장하고 상기 미세유로면과 연결되는 가스이동홀 및 가스배출홀을 가지며, 상기 미세유로면과 격리되는 상기 제2공급홀과 제2배출홀 각각에 연장되는 가스전달홀이 형성된 다수의 연소용박판; 개질촉매가 코팅된 미세유로면과, 상기 제2공급홀 및 제2배출홀을 각각 연장하고 상기 미세유로면과 연결되는 가스이동홀 및 가스배출홀을 가지며, 상기 미세유로면과 격리되는 상기 제1공급홀과 제1배출홀 각각에 연장되는 가스전달홀이 형성된 다수의 개질용박판; 상기 제1공급홀, 제2공급홀, 제1배출홀, 제2배출홀 각각에 연장되고 상호 격리되는 가스연결홀이 형성된 다수의 브랭크박판; 상기 제1공급홀이 연장되어 형성되는 홀과, 상기 제1배출홀이 연장되어 형성되는 홀에 삽입되는 산화촉매가 코팅된 연소용금속메시; 상기 제2공급홀이 연장되어 형성되는 홀과, 상기 제2배출홀이 연장되어 형성되는 홀에 삽입되는 개질촉매가 코팅된 개질용금속메시; 및 상기 제1공급홀이 연장되어 형성된 홀에 삽입된 연소용금속메시 내부에 소정의 간극을 두고 설치되어 열량을 공급하는 발열히터를 포함하고, 상기 상부플레이트와 상기 하부플레이트 사이에는 연소용박판과 개질용박판이 교대로 적층되고, 상기 인접하는 연소용박판과 개질용박판의 사이마다 상기 브랭크박판이 개재되는 마이크로 연소/개질반응기이다.Another invention, the upper plate formed with a first supply hole into which the combustion gas flows and the second supply hole into which the reforming gas flows; A lower plate having a first discharge hole through which combustion waste gas is discharged and a second discharge hole through which reformed gas is discharged; A microfluidic surface coated with a combustion catalyst, a gas movement hole and a gas discharge hole extending to the first supply hole and the first discharge hole, respectively, and connected to the microfluidic surface, and isolated from the microfluidic surface; A plurality of combustion thin plates having gas delivery holes extending in each of the second supply hole and the second discharge hole; A microfluidic surface coated with a reforming catalyst, a gas movement hole and a gas discharge hole extending to the second supply hole and the second discharge hole, respectively, and connected to the microfluidic surface, and isolated from the microfluidic surface; A plurality of reforming thin plates having gas delivery holes extending in each of the first supply hole and the first discharge hole; A plurality of blank thin plates each having a gas connection hole extending from and respectively isolated from the first supply hole, the second supply hole, the first discharge hole, and the second discharge hole; A combustion metal mesh coated with an oxidation catalyst inserted into the hole in which the first supply hole extends and the hole in which the first discharge hole extends; A reforming metal mesh coated with a reforming catalyst inserted into a hole formed by extending the second supply hole and a hole formed by extending the second discharge hole; And a heating heater installed at a predetermined gap in the combustion metal mesh inserted into the hole formed by extending the first supply hole to supply heat, and a burning thin plate between the upper plate and the lower plate. A reforming thin plate is alternately stacked, and a micro-combustion / reforming reactor in which the blank thin plate is interposed between the adjacent combustion thin plate and the reforming thin plate.

또 다른 발명은, 원료가스가 유입되는 공급홀 및 개질가스가 배출되는 제2배출홀이 형성된 상부플레이트; 연소폐가스가 배출되는 제1배출홀이 형성된 하부플레이트; 일측에 상기 공급홀, 제1배출홀, 제2배출홀 각각에 연장되는 제1홀, 제2홀, 제3홀이 형성되고, 타측에 제4홀 및 제5홀이 형성되며, 상기 제1홀, 제2홀, 제3홀, 제4홀, 제5홀은 상호 격리되는 다수의 브랭크박판; 상기 제1배출홀에 연장되는 제1가스배출홀과 상기 제5홀에 연장되는 제1그루브를 가지고, 상기 제1가스배출홀과 상기 제1그루브 사이에는 연소촉매가 코팅된 제1미세유로면이 형성되며, 상기 공급홀에 연장되는 제1가스전달홀과, 상기 제2배출홀에 연장되는 제2가스전달홀과, 상기 제4홀에 연장되는 제3가스전달홀이 형성된 다수의 제1열전달용박판; 상기 제2배출홀에 연장되는 제2가스배출홀과 상기 제4홀에 연장되는 제2그루브를 가지고, 상기 제2가스배출홀과 상기 제2그루브 사이에는 연소촉매가 코팅된 제2미세유로면이 형성되며, 상기 공급홀에 연장되는 제4가스전달홀과, 상기 제1배출홀에 연장되는 제5가스전달홀과, 상기 제5홀에 연장되는 제6가스전달홀이 형성된 다수의 제2열전 달용박판; 상기 공급홀에 연장되는 제1가스이동홀과 상기 제5홀에 연장되는 제3그루브를 가지고, 상기 제1가스이동홀과 상기 제3그루브 사이에는 연소촉매가 코팅된 제3미세유로면이 형성되며, 상기 제1배출홀에 연장되는 제7가스전달홀과, 상기 제2배출홀에 연장되는 제8가스전달홀과, 상기 제4홀에 연장되는 제9가스전달홀이 형성된 다수의 제3열전달용박판; 상기 제1배출홀에 연장되는 제3가스배출홀과 상기 제4홀에 연장되는 제3그루브를 가지고, 상기 제3가스배출홀과 상기 제3그루브 사이에는 입자촉매가 코팅된 미세유로면이 형성되며, 상기 공급홀과 연장되는 제10가스전달홀과, 상기 제2배출홀과 연장되는 제11가스전달홀과, 상기 제5홀과 연장되는 제12가스전달홀이 형성된 다수의 개질용박판; 상기 공급홀이 연장되어 형성되는 홀과, 상기 제1배출홀이 연장되어 형성되는 홀에 삽입되는 산화촉매가 코팅된 연소용금속메시; 상기 제2공급홀이 연장되어 형성되는 홀에 삽입되는 개질촉매가 코팅된 개질용금속메시; 및 상기 공급홀이 연장되어 형성된 홀에 삽입된 연소용금속메시 내부에 소정의 간극을 두고 설치되어 열량을 공급하는 발열히터를 포함하고, 상기 상부플레이트와 상기 하부플레이트 사이에는 제1열전달용박판, 개질용박판, 제2열전달용박판, 제3열전달용박판의 순을 1조로 하여 다수의 조가 적층되고, 상기 각 박판의 사이마다 상기 브랭크박판이 개재되는 마이크로 연소/개질반응기이다. Another invention, the upper plate is formed with a supply hole into which the source gas is introduced and the second discharge hole through which the reformed gas is discharged; A lower plate having a first discharge hole through which combustion waste gas is discharged; A first hole, a second hole, and a third hole extending in each of the supply hole, the first discharge hole, and the second discharge hole are formed at one side, and the fourth hole and the fifth hole are formed at the other side, and the first hole is formed. A plurality of blank thin plates which are separated from each other by the hole, the second hole, the third hole, the fourth hole, and the fifth hole; A first gas flow passage surface having a first gas discharge hole extending in the first discharge hole and a first groove extending in the fifth hole, wherein a combustion catalyst is coated between the first gas discharge hole and the first groove And a plurality of first gas transfer holes extending in the supply hole, a second gas delivery hole extending in the second discharge hole, and a third gas delivery hole extending in the fourth hole. Heat transfer thin plate; A second gas flow passage surface having a second gas discharge hole extending in the second discharge hole and a second groove extending in the fourth hole, and a combustion catalyst coated between the second gas discharge hole and the second groove; And a plurality of second gas transfer holes extending in the supply hole, a fifth gas transfer hole extending in the first discharge hole, and a sixth gas delivery hole extending in the fifth hole. Thermal transfer sheet; A third groove having a first gas movement hole extending in the supply hole and a third groove extending in the fifth hole, and a combustion catalyst coated with a third catalyst path surface formed between the first gas movement hole and the third groove; And a plurality of thirds including a seventh gas delivery hole extending in the first discharge hole, an eighth gas delivery hole extending in the second discharge hole, and a ninth gas delivery hole extending in the fourth hole. Heat transfer thin plate; A fine flow path surface is coated with a particle catalyst having a third gas discharge hole extending in the first discharge hole and a third groove extending in the fourth hole, and between the third gas discharge hole and the third groove. A plurality of reforming thin plates having a tenth gas transfer hole extending from the supply hole, an eleventh gas transfer hole extending from the second discharge hole, and a twelfth gas transfer hole extending from the fifth hole; A combustion metal mesh coated with an oxidation catalyst inserted into a hole formed by extending the supply hole and a hole formed by extending the first discharge hole; A reforming metal mesh coated with a reforming catalyst inserted into a hole formed to extend the second supply hole; And a heating heater installed at a predetermined gap in the combustion metal mesh inserted into the hole formed by extending the supply hole, and supplying heat, and a first heat transfer thin plate between the upper plate and the lower plate. It is a micro-combustion / reformation reactor in which a plurality of tanks are laminated in the order of a reforming thin plate, a second heat transfer thin plate, and a third heat transfer thin plate, and the blank plate is interposed between the thin plates.

상기의 발열히터는 500W/cm2 이상의 용량을 가지는 것을 특징으로 한다.The heating heater is characterized by having a capacity of 500W / cm 2 or more.

또, 상기의 간극은 0.5-10mm인 것을 특징으로 한다.In addition, the gap is characterized in that 0.5-10mm.

또, 원료가스 또는 연소용가스는 발열히터를 적어도 3초 이상 가열한 후에 공급하는 것을 특징으로 한다.In addition, the raw material gas or the combustion gas is characterized by being supplied after heating the exothermic heater for at least 3 seconds.

이하, 본 발명을 실시예 및 도면을 통하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail through examples and drawings.

진행하고자 하는 반응에 따라서, 마이크로 연소/개질반응기의 형태는 다양하게 구성될 수 있으나, 초기 기동 장치의 구성 및 위치는 동일한 원리를 따른다.Depending on the reaction to proceed, the form of the micro-combustion / reforming reactor may be configured in various ways, but the configuration and location of the initial starting device follow the same principle.

본 발명에서 사용하는 금속메시는 촉매코팅용 외표면적 제공과 동시에 높이에 따라서 가스흐름에 방해 작용 없이 각 촉매층에 반응물이 공급될 수 있다. The metal mesh used in the present invention may be supplied with reactants to each catalyst layer without disturbing the gas flow depending on the height and at the same time providing the outer surface area for the catalyst coating.

본 발명에서 사용되는 발열체와 촉매의 예열 온도는 사용하고자 하는 연료에 따라서 가변성을 갖는다.The preheating temperature of the heating element and the catalyst used in the present invention is variable depending on the fuel to be used.

수소 단독 또는 10부피%이상의 수소혼합 연료를 사용할 경우 적절한 가열온도는 100-300℃ 정도의 예열이면 기동이 가능하고, 메탄올을 연료로 사용할 경우 150-400℃의 범위의 예열이면 충분하며, 프로판을 연료로 사용할 경우 300-500℃의 범위까지 예열을 필요로 하며, LNG를 연료로 사용할 경우 400-600℃까지 예열을 필요로 한다. When using hydrogen alone or hydrogen mixed fuel of more than 10% by volume, the proper heating temperature can be started if it is preheated at 100-300 ℃. If methanol is used as fuel, preheating in the range of 150-400 ℃ is sufficient. Preheating is required in the range of 300-500 ° C for fuel and preheating up to 400-600 ° C for LNG.

도 1은 본 발명의 첫번째 탄화수소 연소/개질용 반응기의 평면도이고, 도 2는 도 1의 A-B를 따른 단면도이다.1 is a plan view of a first hydrocarbon combustion / reforming reactor of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view along A-B of FIG. 1.

상부플레이트(100)와 하부플레이트(200) 사이에 연소용 박판(10)을 다수 적층하여 연소/개질 반응을 진행하기 위한 촉매 코팅면을 제공한다. A plurality of combustion thin plates 10 are laminated between the upper plate 100 and the lower plate 200 to provide a catalyst coating surface for performing a combustion / reforming reaction.

상기 상부플레이트(100)의 일측에는 연소용 공기와 탄화수소의 혼합기체가 장입되는 공급홀(120)이 형성되고, 상기 공급홀(120)은 공급홀튜브(110)로 연장된다.One side of the upper plate 100 is formed with a supply hole 120 is charged with a mixture of combustion air and hydrocarbon gas, the supply hole 120 is extended to the supply hole tube (110).

또한, 상기 하부플레이트(200)의 일측에는 상기 혼합기체가 반응하여 개질가스가 배출되는 배출홀(220)이 형성되고, 상기 배출홀(220)은 배출홀튜브(210)로 연장된다.In addition, one side of the lower plate 200 is formed with a discharge hole 220 through which the mixed gas reacts to discharge the reformed gas, and the discharge hole 220 extends to the discharge hole tube 210.

상기 공급홀(120)과 배출홀(220) 사이의 거리는 수평면 상의 투영거리는 가장 길게 형성하는 것이 내부에 공기의 체류시간을 길게 할 수 있어서 바람직하다.It is preferable that the distance between the supply hole 120 and the discharge hole 220 is formed to have the longest projection distance on the horizontal plane to increase the residence time of air therein.

상기 박판(10)은 도 3에 도시된 바와 같이, 미세유로면(19)이 중심부에 넓게 분포하고, 상기 미세유로면(19)의 양단에 각각 가스이동홀(11) 및 가스배출홀(12)이 형성된다.As shown in FIG. 3, the thin plate 10 has a fine flow path surface 19 widely distributed at a central portion thereof, and a gas movement hole 11 and a gas discharge hole 12 at both ends of the micro flow path surface 19, respectively. ) Is formed.

상기 미세유로면(19)과 가스이동홀(11) 및 가스배출홀(12) 사이에는 홈이 형성되어, 공기의 이동방향이 가스이동홀(11)에서 미세유로면(19)을 지나 가스배출홀(12)로 될 수 있도록 한다.A groove is formed between the micro flow path surface 19, the gas moving hole 11, and the gas discharge hole 12, so that a movement direction of air passes through the micro flow path surface 19 from the gas moving hole 11 to discharge the gas. To be a hole (12).

상기 가스이동홀(11)은 상기 공급홀(120)과 위치 및 크기가 일치하여야 하고, 상기 가스배출홀(12)은 상기 배출홀(220)과 위치 및 크기가 일치하여야 한다.The gas movement hole 11 should be identical in position and size to the supply hole 120, and the gas discharge hole 12 should be identical in position and size to the discharge hole 220.

도 4는 상기 박판(10)의 측면도이다.4 is a side view of the thin plate 10.

상기 박판의 미세유로면(19)의 표면 연소/개질촉매 코팅방법은 다음과 같다.The surface combustion / reforming catalyst coating method of the micro channel surface 19 of the thin plate is as follows.

상기 미세유로면(19)은 스테인레스(SS 316) 박판을 이용하여 800℃에서 12시간 소성하여 산화물을 형성하고 이의 표면에 알루미늄 산화물을 언더코팅한 후에 이의 상부에 귀금속 산화/개질 촉매를 코팅하였다. The microchannel surface 19 was calcined at 800 ° C. for 12 hours using a stainless steel plate (SS 316) to form an oxide, and an undercoat of an aluminum oxide on the surface thereof was coated with a noble metal oxidation / modification catalyst thereon.

알루미늄 코팅용액은 5중량% 옥살산 수용액에서 알루미늄 이소프로폭사이드(Aluminium isoproxide)를 5중량% 수용액이 되도록 전구체 투입량을 조절하여 수 용액을 제조하였다. In the aluminum coating solution, an aqueous solution was prepared by adjusting the precursor input amount so that aluminum isoproxide was made into a 5% by weight aqueous solution in a 5% by weight oxalic acid solution.

상온 건조 24시간 후에 105℃ 24시간 후에 500℃에서 12시간 소성 후에 세륨산화물 2중량% 수용액으로 상기 알루미늄과 같은 순서로 코팅, 건조 및 소성하였다. After 24 hours of normal temperature drying, after 105 hours 24 hours of baking at 500 ℃ for 12 hours, 2% by weight of cerium oxide solution was coated, dried and calcined in the same order as in the aluminum.

다만, 소성 온도를 800℃에서 진행하였다. 언더코팅 완성된 상기 미세유로면(19)에 1중량%의 염화백금산 수용액을 사용하여 백금을 코팅하였다. 이의 건조 및 소성은 세륨산화물 코팅과 같은 조건에서 실시하였다. However, the baking temperature was advanced at 800 degreeC. Undercoating platinum was coated on the microfluidic surface 19 by using 1 wt% aqueous chloroplatinic acid solution. Its drying and firing was carried out under the same conditions as the cerium oxide coating.

상기 공급홀(120)과 다수의 가스이동홀(11)이 이루는 홀의 내부에는 산화촉매를 코팅한 금속메시(500)가 장착되고 홀의 중심부에는 발열히터(600)가 장착된다.A metal mesh 500 coated with an oxidation catalyst is mounted in the hole formed by the supply hole 120 and the plurality of gas movement holes 11, and a heating heater 600 is mounted in the center of the hole.

또한, 상기 발열히터(600)에는 발열을 위한 전기에너지를 공급하는 전선(620)이 절연체(610)를 통해 전기적으로 연결된다.In addition, the heating heater 600 is electrically connected to the wire 620 for supplying electrical energy for heat generation through the insulator 610.

상기 발열히터(600)는 공급 연소가스에 의하여 냉각되지 않도록 단위 면적당 발열량 500W/cm2 이상을 필요로 한다. The exothermic heater 600 requires a heat generation amount of 500W / cm 2 or more per unit area so as not to be cooled by the supply combustion gas.

즉, 발열히터(600)의 발열량 관점보다는 단위 면적당 고열을 발생하여 상온으로 공급되는 탄화수소의 연소가 진행될 수 있는 온도 범위까지 국부적인 가열을 필요로 한다. 즉, 히터의 전체발열량 측면의 요구 조건은 없으며 단위면적당 발생열량(국부적인 고온도달)의 의미가 중요한 발열체의 필요조건이다. That is, local heating is required to a temperature range where combustion of hydrocarbons supplied at room temperature may proceed by generating high heat per unit area rather than the calorific value of the exothermic heater 600. In other words, there is no requirement in terms of the total calorific value of the heater, and the meaning of the calorific value generated per unit area (local high temperature) is an important requirement of the heating element.

이 때, 상기 가열된 발열히터(600)는 공급된 탄화수소를 착화하고 이때 발생 된 열은 그 근처의 금속메시(500)를 가열하여 본격적인 산화/개질 반응의 개시를 이루게 된다. At this time, the heated exothermic heater 600 complexes the supplied hydrocarbon and the heat generated at this time heats the metal mesh 500 nearby to achieve a full-scale oxidation / modification reaction.

상기 발열히터(600)의 형태와 구성은, 사용하고자 하는 시스템의 형태에 따라서 다양한 구성이 가능하나, 작은 단면적에서 높은 에너지를 발생하는 발열체가 요구된다. The heating heater 600 may be configured in various forms depending on the type of system to be used, but a heating element generating high energy in a small cross-sectional area is required.

그러나, 적층형 반응기에 형태를 고려할 때 반응물이 이동되는 튜브 내에 장착되기 위해서는 직경 3-10mm의 막대형태를 사용할 때 가열매체 장착에 따른 반응기 부피 증대를 최소화할 수 있다. However, in consideration of the shape of the stacked reactor, it is possible to minimize the increase in the reactor volume due to the heating medium when using the rod shape having a diameter of 3-10 mm in order to be mounted in the tube through which the reactants are moved.

상기 발열히터(600)로는 고온 안정성, 내 부식성 등의 내구성과 컨트롤의 용이성을 고려하여 세라믹 히터가 바람직하다.The heating heater 600 is preferably a ceramic heater in consideration of durability, such as high temperature stability, corrosion resistance and ease of control.

그리고, 상기 배출홀(220)과 다수의 가스배출홀(12)이 이루는 홀의 내부에도 산화촉매를 코팅한 금속메시(500)가 장입홀(250)을 통하여 장착된다.In addition, a metal mesh 500 coated with an oxidation catalyst is mounted through the charging hole 250 in the hole formed by the discharge hole 220 and the plurality of gas discharge holes 12.

상기 촉매코팅된 금속메시(500)는 연료의 미연소/개질 배출을 적극 억제하는 역할을 한다.The catalytically coated metal mesh 500 serves to actively suppress unburned / reformed emissions of fuel.

따라서, 산화촉매를 코팅한 금속메시(500)를 사용함에 따라서 연소용 탄화수소의 공급을 상부플레이트(100)와 하부플레이트(200)의 중간에 위치한 박판(10)에 균일하게 공급될 수 있다.Therefore, as the metal mesh 500 coated with the oxidation catalyst is used, the supply of the hydrocarbon for combustion can be uniformly supplied to the thin plate 10 located in the middle of the upper plate 100 and the lower plate 200.

상기 금속메시(500)는 도 5에 도시된 바와 같이, 금속재료로 형성된 메시를 실린더 형으로 말아서 형성된다.As shown in FIG. 5, the metal mesh 500 is formed by rolling a mesh formed of a metal material into a cylindrical shape.

상기 금속메시(500)의 벽면은 박막 또는 미세 촉매층으로 형성된다.The wall surface of the metal mesh 500 is formed of a thin film or a fine catalyst layer.

그리고, 상기 금속메시(500)는 가스이동홀(11)과 가스배출홀(12)과 상기 발열히터(600)에 접촉되지 않도록 1mm 내외의 간격을 유지하는 것이 바람직하다. In addition, the metal mesh 500 may maintain an interval of about 1 mm so as not to contact the gas moving hole 11, the gas discharge hole 12, and the heating heater 600.

만일 상기 금속메시(500)가 가스이동홀(11) 또는 가스배출홀(12)에 접촉될 경우에는, 박판(10)으로 열전달이 진행되어 촉매층 가열속도가 느려지는 단점이 있다.If the metal mesh 500 is in contact with the gas movement hole 11 or the gas discharge hole 12, heat transfer proceeds to the thin plate 10, and thus, the catalyst layer heating rate is lowered.

또한, 상기 금속메시(500)가 히터에 접촉될 때 촉매의 내구성에 문제를 야기할 수 있다.In addition, when the metal mesh 500 is in contact with the heater may cause problems in the durability of the catalyst.

본 발명에서 사용하는 금속메시(500)는 촉매코팅용 외표면적 제공과 동시에 도 5에 보인바와 같이 높이에 따라서 가스흐름에 방해 작용 없이 각 촉매층에 반응물이 공급될 수 있다. In the metal mesh 500 used in the present invention, the reactant may be supplied to each catalyst layer without disturbing the gas flow depending on the height as shown in FIG. 5 at the same time as providing the outer surface area for the catalyst coating.

상기 금속메시(500) 제작 방법은 다음과 같다.The metal mesh 500 manufacturing method is as follows.

먼저, 철-크롬-알루미늄 합금으로 제조된 금속메시를 950℃에서 10시간 소성 전처리를 통하여 표면에 알루미늄 산화물을 형성하여 표면 거칠기를 증가시킨다.First, an aluminum oxide is formed on the surface of the metal mesh made of the iron-chromium-aluminum alloy by baking for 10 hours at 950 ° C. to increase the surface roughness.

증류수 100g에 티타니움 이소프로폭사이드(Titanium isoproxide) 용액 5g, 옥살산 5g 첨가하고 상온에서 24시간 교반하여 코팅용액을 제조 완성한다.5 g of a titanium isoproxide solution and 5 g of oxalic acid were added to 100 g of distilled water, followed by stirring at room temperature for 24 hours to prepare a coating solution.

상기 전처리 된 금속 메시를 상기 코팅용액에 적신 후 고압공기를 사용하여 과잉으로 공급된 용액을 제거한다. The pretreated metal mesh is soaked in the coating solution and the excess solution is removed using high pressure air.

상온에서 12시간 건조 후에 800℃에서 12시간 소성하여 티타니움산화물(TiOx)을 형성시킨다. 1중량%의 염화백금산 용액을 TiOx의 언더코팅이 완성된 금속메시 표면을 적시고 과잉으로 공급된 백금용액을 제거한다. After 12 hours of drying at room temperature and 12 hours of baking at 800 ℃ to form a titanium oxide (TiOx). A 1% by weight solution of chloroplatinic acid is wetted with a metal mesh surface on which TiOx undercoating is completed, and the excess platinum solution is removed.

상온에서 12시간 건조하고 800℃에서 12시간 소성하여 백금의 코팅을 완성하게 되고 이를 일정 길이로 절단하여 공급홀(120) 및 배출홀(220)홀에 장입될 수 있도록 중공형으로 각각 가공한다. Drying at room temperature for 12 hours and firing at 800 ° C. for 12 hours to complete the coating of platinum, and cut it into a predetermined length so as to be hollowed so as to be charged into the supply hole 120 and the discharge hole 220.

상기 금속메시 표면의 촉매의 코팅 방법은 기존에 알려진 어떠한 방법도 사용 가능하며, 특히, 촉매활성(산화/개질)이 있는 귀금속 화이버를 사용하여 직조된 형태의 사용도 가능하다.The coating method of the catalyst on the surface of the metal mesh may be any method known in the art, and in particular, a woven form using a noble metal fiber having catalytic activity (oxidation / modification) may be used.

상기와 같은 구성을 가지는 완성된 반응기 외형은 도 6과 같다.The completed reactor external shape having the configuration as described above is shown in FIG. 6.

이의 운전 방법은 다음과 같다. Its driving method is as follows.

먼저, 도선(620)을 통하여 전원을 인가하여 발열히터(600)의 표면 온도를 600℃ 이상으로 가열한다.First, power is applied through the conductive wire 620 to heat the surface temperature of the heating heater 600 to 600 ° C. or more.

그리고, 상기 공급홀(120)을 통하여 원료가스인 탄화수소와 공기를 혼합한 혼합가스가 공급되고, 상기 혼합가스는 상기 공급홀(120)과 같은 위치 및 크기를 가지는 박판(10)의 가스이동홀(11)을 지나가게 된다.In addition, a mixed gas in which hydrocarbon and air, which are raw material gases, is mixed is supplied through the supply hole 120, and the mixed gas is a gas movement hole of the thin plate 10 having the same position and size as the supply hole 120. Pass (11).

따라서, 상기 가스이동홀(11)의 내부에 설치된 금속메시(500)의 중심부로 연료가 공급되게 되고, 상기 금속메시(500)를 통과한 혼합가스는 박판(10)에 존재하는 미세유로(19)를 통과하면서 촉매들과 접촉하여 연소/개질이 진행된다. Therefore, fuel is supplied to the center of the metal mesh 500 installed in the gas moving hole 11, and the mixed gas passing through the metal mesh 500 is present in the micro channel 19 existing in the thin plate 10. Combustion / reforming proceeds in contact with the catalysts while passing through.

미세 유로를 통과한 가스는 배출홀(220)에 장착되어 있는 산화/개질촉매 코팅 메시(500)에 재차 접촉하면서 고전환율을 이루게 된다. Gas passing through the micro-channel is in contact with the oxidation / reforming catalyst coating mesh 500 mounted on the discharge hole 220 to achieve a high conversion rate.

또한 산화반응의 개시에 따라서 박판(10) 내의 미세 유로에 코팅된 산화/개질촉매의 활성화를 진행하게 된다. In addition, activation of the oxidation / modification catalyst coated on the microchannels in the thin plate 10 proceeds with the start of the oxidation reaction.

만일 미세 파우더 형태의 촉매를 사용할 경우 공기와 탄화수소의 공급부에 가까운 상부측 박판(10)쪽에 많은 공기의 흐름이 존재하게 되고 하판(200)에 가까운 하부측 박판(10)에는 가스의 흐름이 감소되어 반응기의 온도가 불균일하게 되나, 본 발명의 경우 메시 코팅 촉매를 중공형으로 말은 금속메시(500)를 사용하므로 이러한 현상은 배제될 수 있다. If a fine powder catalyst is used, a large amount of air flows toward the upper thin plate 10 near the supply portion of air and hydrocarbons, and the gas flow decreases on the lower thin plate 10 near the lower plate 200. Although the temperature of the reactor becomes nonuniform, in the case of the present invention, this phenomenon can be eliminated because the metal mesh 500 that rolls the mesh coating catalyst into the hollow type is used.

탄화수소의 착화가 진행되어 연소가스 배출홀(220)의 온도가 상승하기 시작하면 전원공급을 중단한다. When the ignition of the hydrocarbon proceeds and the temperature of the combustion gas discharge hole 220 starts to rise, the power supply is stopped.

전원공급을 중단하여도 촉매코팅 금속메쉬(500)는 자체 발열에 의하여 고온이 유지되는 상태이기 때문에 연소반응이 지속된다. Even if the power supply is stopped, the catalyst-coated metal mesh 500 is maintained in high temperature due to self-heating, and thus the combustion reaction continues.

배출부(220)의 온도가 750℃(경유, 휘발유, 액화천연가스를 연료로 사용할 때)에 이를 때 연료의 공급량을 증가시켜서 부분산화(POX)에 의한 환원가스 제조 모드로 운전을 전환한다. When the temperature of the discharge unit 220 reaches 750 ° C. (when diesel, gasoline, or liquefied natural gas is used as the fuel), the fuel supply amount is increased to switch the operation to the reducing gas production mode by partial oxidation (POX).

발열히터와 촉매의 예열 온도는 사용하고자 하는 연료에 따라서 가변성을 갖는다. 수소 단독 또는 10부피%이상의 수소혼합 연료를 사용할 경우 적절한 가열온도는 100-300℃ 정도의 예열이면 기동이 가능하고, 메탄올을 연료로 사용할 경우 150-400℃의 범위의 예열이면 충분하며, 프로판을 연료로 사용할 경우 300-500℃의 범위까지 예열을 필요로 하며, LNG를 연료로 사용할 경우 400-600℃까지 예열을 필요로 한다. The preheating temperature of the exothermic heater and the catalyst is variable depending on the fuel to be used. When using hydrogen alone or hydrogen mixed fuel of more than 10% by volume, the proper heating temperature can be started if it is preheated at 100-300 ℃. If methanol is used as fuel, preheating in the range of 150-400 ℃ is sufficient. Preheating is required in the range of 300-500 ° C for fuel and preheating up to 400-600 ° C for LNG.

상기 시스템의 운전은 초기에 발열히터를 3-20초 동안 가열하고, 연료와 공기를 공급한다. 이 때 연료의 공급량은 정상상태 공급량의 30%이하로 유지하고 공 기는 연소에 필요한 이론공기비의 100-200% 공기를 공급한다. Operation of the system initially heats the exothermic heater for 3-20 seconds and supplies fuel and air. At this time, the fuel supply is kept below 30% of the steady state supply, and the air supplies 100-200% of the theoretical air ratio required for combustion.

반응기 배출가스의 온도가 105℃이상 도달될 때 연료와 공기의 혼합비를 동일하게 유지한 상태에서 연료공급량을 50%까지 상승시킨다. 다만, 사용하는 연료종류에 따라서 또는 반응형태(SR, POX, ATR)에 따라서 연료공급 속도에 차이가 있을 수 있다. When the temperature of the reactor exhaust gas reaches 105 ° C or higher, the fuel supply amount is increased to 50% while maintaining the same mixing ratio of fuel and air. However, the fuel supply speed may vary depending on the type of fuel used or the type of reaction (SR, POX, ATR).

즉, 기동초기에 완전연소에 필요한 연료/공기비(질량비)를 1.05-2.0으로 유지하고, 반응기 배출가스의 온도가 100℃ 이상으로 상승할 때 연료/공기비(질량비)를 0.3-1.0 범위에서 유지되도록 탄화수소 또는 공기의 공급량을 조절하는 것이 바람직하다.That is, the fuel / air ratio (mass ratio) required for complete combustion at the start of the start is maintained at 1.05-2.0, and the fuel / air ratio (mass ratio) is maintained at the range of 0.3-1.0 when the temperature of the reactor exhaust gas rises above 100 ° C. It is desirable to adjust the supply amount of hydrocarbon or air.

일례로 메탄올을 연료로 사용하는 개질반응에서는 메탄올의 촉매연소 가능온도가 150도 이하이기 때문에 단시간 내에 반응물의 공급 속도를 정상상태 값으로 증가시켜도 미연소 메탄올의 배출이 발생되지 않는다.For example, in the reforming reaction using methanol as a fuel, since the catalytic combustion temperature of methanol is 150 degrees or less, even if the supply rate of the reactants is increased to a steady state value within a short time, unburned methanol is not emitted.

물론, 촉매층의 예열완료 후에 연료를 공급하면서도 발열체에 전기에너지의 계속적인 공급 또한 시스템의 구성 안정성과 운전측면에서 문제는 없으며 기동 소요 시간을 다소 단축하는 장점도 있으나 자동차와 같이 사용에너지의 한정성이 큰 시스템에서는 바람직한 운전 방법은 아니다.Of course, while supplying fuel after the preheating of the catalyst layer, the continuous supply of electric energy to the heating element also has no problems in terms of system stability and operation, and has a merit of shortening start-up time. It is not a preferred method of operation in large systems.

상기에서 원료가스는 백등유, 휘발유, 경유 중 하나 또는 둘이상의 혼합을 선택하거나, 메탄, LNG, 프로판, 부탄, LPG, DME 중 하나 또는 둘 이상의 혼합을 선택하여 사용할 수 있다.The raw material gas may be selected from one or two or more of white kerosene, gasoline, diesel, or one or more selected from methane, LNG, propane, butane, LPG, and DME.

또는, 원료가스로 메탄올 또는/및 에탄올을 사용하는 것도 가능하다.Alternatively, it is also possible to use methanol and / or ethanol as the source gas.

다만, 사용하는 연료에 따라서 독립된 공급홀을 이용한 연료의 공급유무는 연료의 특성에 따라서 선택될 수 있다.However, the presence or absence of fuel supply using an independent supply hole according to the fuel used may be selected according to the characteristics of the fuel.

또한, 상기의 구성을 이용하여 연소열을 발생시키고 이를 이용한 흡열반응을 진행하도록 도 7 내지 도 9에 도시된 형태로 구성할 수 있다. In addition, it may be configured in the form shown in Figures 7 to 9 to generate the heat of combustion using the above configuration and to proceed the endothermic reaction using the same.

이 역시 연료와 공기의 흐름 도관 내에 점화장치를 내장한다는 점에서 동일한 구성을 따른다. This also follows the same configuration in that the ignition is embedded within the fuel and air flow conduits.

그러나, 연소반응과 흡열반응을 별도로 유로 상에서 야기하기 위해, 다수개의 연소용박판(30)과 다수개의 개질용박판(20)이 교차 적층되고, 각기 독립된 제1공급홀(121)과 제2공급홀(122), 및 제1배출홀(221)과 제2배출홀(222)을 가지며, 연소영역과 개질 영역이 독립적으로 작용될 수 있도록 연소용박판(30)과 개질용박판(20) 사이에 상기 브랭크박판(70)의 추가를 필요로 한다.However, in order to cause a combustion reaction and an endothermic reaction separately on the flow path, the plurality of combustion thin plates 30 and the plurality of reforming thin plates 20 are laminated and stacked, respectively, with independent first supply holes 121 and second supply. It has a hole 122, and the first discharge hole 221 and the second discharge hole 222, between the combustion thin plate 30 and the reforming thin plate 20 so that the combustion region and the reforming region can be operated independently The addition of the blank thin plate 70 is required.

그리고, 상기에서 금속메시(500)를 사용한 것과는 달리, 연료의 연소가 주된 반응에 해당되는 연소용금속메시(501)와, 개질역할이 주된 개질용금속메시(800)를 각각 사용한다.Unlike the metal mesh 500 used above, the combustion metal mesh 501 corresponding to the main reaction of the fuel and the reforming metal mesh 800 with the reforming role are used.

상기 연소용금속메시(501)는 장입홀(250)을 통하여 장착된다.The combustion metal mesh 501 is mounted through the charging hole 250.

발열히터(601)는 상기 제1공급홀(121)이 연장되는 홀에 형성되며, 상기 발열히터(601)에는 전선(621)이 절연체(611)를 통해 전기적으로 연결된다.The heating heater 601 is formed in a hole in which the first supply hole 121 extends, and a wire 621 is electrically connected to the heating heater 601 through an insulator 611.

도 10 및 도 11은 상기 개질용박판(20)의 평면도 및 단면도이다.10 and 11 are plan and cross-sectional views of the reforming thin plate 20.

상기 박판(10)과 유사하나, 홀이 2개 더 형성되어 있는 차이가 있다.Similar to the thin plate 10, there are differences that two more holes are formed.

상기 박판(20)은 미세유로면(29)이 중심부에 넓게 분포하고, 상기 미세유로면(29)의 양단에 각각 가스이동홀(21) 및 가스배출홀(22)이 가장 사이거리가 멀도록 서로 대각선 방향으로 형성된다.The thin plate 20 is such that the fine flow path surface 29 is widely distributed in the center, and the gas movement hole 21 and the gas discharge hole 22 are farthest apart from both ends of the fine flow path surface 29, respectively. It is formed diagonally to each other.

상기 미세유로면(29)과 가스이동홀(21) 및 가스배출홀(22)의 사이에는 홈이 형성되어, 공기의 이동방향이 가스이동홀(21)에서 미세유로면(29)을 지나 가스배출홀(22)로 될 수 있도록 한다.A groove is formed between the micro flow path surface 29, the gas moving hole 21, and the gas discharge hole 22, so that a movement direction of air passes through the micro flow path surface 29 at the gas moving hole 21. To be the discharge hole 22.

상기 개질용박판(20)의 미세유로면(29)에는 탄화수소 개질촉매가 도포된다. 또는, 일정 공간을 만들고 이에 0.1-1.0mm 입자형태의 촉매를 장입하여 사용할 수 있다. The hydrocarbon reforming catalyst is applied to the fine flow path surface 29 of the reforming thin plate 20. Alternatively, it may be used to make a space and to charge a catalyst in the form of 0.1-1.0mm particles.

상기 가스이동홀(21)은 상기 제2공급홀(122)과 위치 및 크기가 일치하여야 하고, 상기 가스배출홀(22)은 상기 제2배출홀(222)과 위치 및 크기가 일치하여야 한다.The gas movement hole 21 must be identical in position and size to the second supply hole 122, and the gas discharge hole 22 must be identical in position and size to the second discharge hole 222.

그리고, 상기 가스이동홀(21) 및 가스배출홀(22)을 연결하는 가상의 직선과 교차하는 대각선 상에 가스전달홀(25,26)이 형성된다.In addition, gas delivery holes 25 and 26 are formed on a diagonal line intersecting an imaginary straight line connecting the gas moving hole 21 and the gas discharge hole 22.

상기 가스전달홀(25,26)은 그 위 또는 아래로 단지 혼합가스 또는 탄화수소와 수분의 혼합가스를 전달하는 역할만 한다.The gas delivery holes 25 and 26 only serve to deliver a mixed gas or a mixed gas of hydrocarbon and water above or below it.

물론, 상기 가스전달홀(25,26)은 각각 제1공급홀(121)과 제1배출홀(221)과 위치 및 크기가 일치하여야 한다.Of course, the gas delivery holes 25 and 26 should be identical in position and size to the first supply hole 121 and the first discharge hole 221, respectively.

즉, 본 발명에 따른 초기 기동 후 촉매연소에 의한 생성열을 이용하여 이의 사용을 목적으로 다양한 구성의 반응기에 적용이 가능하다. 발열영역과 흡열영역이 분리된 스팀개질(SR) 또는 자체 발열을 통한 개질 반응인 부분산화반응(POX) 및 자발부분산화반응(ART)에 적용이 가능하다.That is, it is possible to apply to the reactor of various configurations for the purpose of using the heat generated by the catalytic combustion after the initial startup according to the present invention. It is applicable to steam reforming (SR) in which the exothermic region and the endothermic region are separated, or partial oxidation reaction (POX) and spontaneous partial oxidation reaction (ART), which are reforming reactions through self-heating.

도 12 및 도 13은 상기 연소용박판(30)의 평면도 및 단면도이다.12 and 13 are a plan view and a cross-sectional view of the combustion thin plate 30.

상기 박판(10)과 유사하나, 홀이 2개 더 형성되어 있는 차이가 있다.Similar to the thin plate 10, there are differences that two more holes are formed.

상기 연소용박판(30)은 미세유로면(39)이 중심부에 넓게 분포하고, 상기 미세유로면(39)의 양단에 각각 가스이동홀(35) 및 가스배출홀(36)이 가장 사이거리가 멀도록 서로 대각선 방향으로 형성된다.The combustion thin plate 30 has a fine flow path surface 39 is widely distributed in the center, and the gas movement hole 35 and the gas discharge hole 36 at the both ends of the micro flow path surface 39 have the greatest distance between them. It is formed diagonally to each other far.

상기 미세유로면(39)과 가스이동홀(35) 및 가스배출홀(36)의 사이에는 홈이 형성되어, 공기의 이동방향이 가스이동홀(35)에서 미세유로면(39)을 지나 가스배출홀(36)로 될 수 있도록 한다.A groove is formed between the micro flow path surface 39, the gas moving hole 35, and the gas discharge hole 36 so that the movement direction of air passes through the micro flow path surface 39 at the gas moving hole 35. To be the discharge hole 36.

상기의 연소용 박판(30)의 미세유로면(39)에는 산화촉매가 도포된다. 또는 일정공간을 확보하고 이에 0.1-1.0mm 입자형태의 촉매를 장입하여 사용할 수 있다.An oxidation catalyst is applied to the fine flow path surface 39 of the thin plate 30 for combustion. Alternatively, a certain space may be secured and charged with a catalyst in the form of 0.1-1.0 mm particles.

상기 가스이동홀(35)은 상기 제1공급홀(121)과 위치 및 크기가 일치하여야 하고, 상기 가스배출홀(36)은 상기 제1배출홀(221)과 위치 및 크기가 일치하여야 한다.The gas movement hole 35 should be identical in position and size to the first supply hole 121, and the gas discharge hole 36 should be identical in position and size to the first discharge hole 221.

그리고, 상기 가스이동홀(35) 및 가스배출홀(36)을 연결하는 가상의 직선과 교차하는 대각선 상에 가스전달홀(31,32)이 형성된다.In addition, gas delivery holes 31 and 32 are formed on a diagonal line intersecting an imaginary straight line connecting the gas moving hole 35 and the gas discharge hole 36.

상기 가스전달홀(31,32)은 그 위 또는 아래로 단지 혼합가스 또는 탄화수소와 수분의 혼합가스를 전달하는 역할만 한다.The gas delivery holes 31 and 32 only serve to transfer a mixed gas or a mixed gas of a hydrocarbon and a water up or down.

물론, 상기 가스전달홀(32)과 가스전달홀(31)은 각각 제2공급홀(122)과 제2 배출홀(222)과 위치 및 크기가 일치하여야 한다.Of course, the gas delivery hole 32 and the gas delivery hole 31 should be identical in position and size to the second supply hole 122 and the second discharge hole 222, respectively.

상기 연소용박판(30)과 개질용박판(20)의 제조방법은 다음과 같다.The method for manufacturing the combustion thin plate 30 and the reforming thin plate 20 is as follows.

도 14는 브랭크박판(70)의 평면도로써, 단지 가스를 상하로 전달만 하는 4개의 가스연결홀(71,72,73,74)이 상기 제1공급홀(121), 제2공급홀(122), 제1배출홀(221), 제2배출홀(222)과 크기 및 위치가 일치하게 형성된다.FIG. 14 is a plan view of the blank thin plate 70, in which four gas connection holes 71, 72, 73, and 74 which only transfer gas up and down are provided in the first supply hole 121 and the second supply hole ( 122, the first discharge hole 221, the second discharge hole 222 is formed to match the size and position.

이의 운전 방법은 다음과 같다. Its driving method is as follows.

먼저, 도선(621)을 통하여 전원을 인가하여 발열히터(601)의 표면 온도를 600℃ 이상으로 가열한다.First, power is applied through the conductive wire 621 to heat the surface temperature of the heating heater 601 to 600 ° C or more.

그리고, 상기 제1공급홀(121)을 통하여 연료가스인 탄화수소와 공기를 혼합한 연료용가스가 공급되고, 상기 혼합가스는 상기 제1공급홀(121)과 같은 위치 및 크기를 가지는 가스이동홀(35) 및 가스전달홀(25)을 지나가게 된다.In addition, a fuel gas in which a hydrocarbon, which is a fuel gas, and air is mixed is supplied through the first supply hole 121, and the mixed gas is a gas moving hole having the same position and size as that of the first supply hole 121. Pass 35 and the gas delivery hole 25.

따라서, 상기 가스이동홀(35) 및 가스전달홀(25)의 내부에 설치된 연소용금속메시(501)의 중심부로 연료가 공급되게 되고, 상기 연소용금속메시(501)를 통과한 연소용가스는 상기 연소용박판(30)에 존재하는 미세유로(39)를 통과하면서 촉매들과 접촉하여 연소가 진행된다. Accordingly, fuel is supplied to the center of the combustion metal mesh 501 installed in the gas movement hole 35 and the gas delivery hole 25, and the combustion gas that has passed through the combustion metal mesh 501. Combustion proceeds in contact with the catalysts while passing through the microchannel 39 present in the combustion thin plate 30.

이와 동시에, 상기 제2공급홀(122)을 통하여 개질용가스인 탄화수소와 수분을 포함한 가스가 공급되고, 상기 개질용가스는 상기 제2공급홀(122)과 같은 위치 및 크기를 가지는 가스이동홀(21) 및 가스전달홀(31)을 지나가게 된다.At the same time, a gas including hydrocarbon and moisture, which are reforming gases, is supplied through the second supply hole 122, and the reforming gas is a gas moving hole having the same position and size as the second supply hole 122. Pass 21 and the gas delivery hole 31.

따라서, 상기 가스이동홀(21) 및 가스전달홀(31)의 내부에 설치된 개질용금속메시(800)의 중심부로 개질용가스가 공급되게 되고, 상기 개질용금속메시(800)를 통과한 개질용가스는 상기 개질용박판(20)에 존재하는 미세유로(29)를 통과하면서 촉매들과 접촉하여 개질반응이 진행된다. Therefore, the reforming gas is supplied to the center of the reforming metal mesh 800 installed in the gas moving hole 21 and the gas delivery hole 31, and the reforming gas passes through the reforming metal mesh 800. The molten gas is contacted with the catalysts while passing through the microchannel 29 present in the reforming thin plate 20 to undergo a reforming reaction.

상기 미세유로면(39)을 통과한 연료용가스는 제1배출홀(221)에 장착되어 있는 연소용금속메시(501)에 재차 접촉하면서 고전환율을 이루게 된다. The fuel gas passing through the micro flow path surface 39 is in contact with the combustion metal mesh 501 mounted in the first discharge hole 221 to achieve a high conversion rate.

또한, 상기 미세유로면(29)을 통과한 개질용가스는 제2배출홀(222)에 장착되어 있는 개질용금속메시(800)에 재차 접촉하면서 고전환율을 이루게 된다. In addition, the reforming gas passing through the micro flow path surface 29 is in contact with the reforming metal mesh 800 mounted in the second discharge hole 222 to achieve a high conversion rate.

산화/개질반응의 개시에 따라서 상기 연소용박판(30) 및 개질용박판(20) 내의 미세유로면(29,39)에 코팅된 산화/개질촉매의 활성화를 진행하게 된다. In accordance with the start of the oxidation / reforming reaction, activation of the oxidation / reforming catalyst coated on the microfluidic surfaces 29 and 39 in the combustion thin plate 30 and the reforming thin plate 20 is performed.

탄화수소의 착화가 진행되어 연소가스의 제1배출홀(221)의 온도가 상승하기 시작하면 전원공급을 중단한다. When the ignition of hydrocarbon proceeds and the temperature of the first discharge hole 221 of the combustion gas starts to rise, the power supply is stopped.

전원공급을 중단하여도 연소용금속메쉬(501)는 자체 발열에 의하여 고온이 유지되는 상태이기 때문에 연소반응이 지속되고, 상기의 연소반응에 의한 연소열에 의해 개질반응이 유지된다.Even if the power supply is stopped, the combustion metal mesh 501 is maintained in high temperature by self-heating, and thus the combustion reaction is continued, and the reforming reaction is maintained by the combustion heat caused by the combustion reaction.

또는, 기동초기에는 연료를 공기공급용 홀에 혼합하여 공급하고 촉매연소가 격렬하게 진행 가능한 온도에 도달된 후에는 탄화수소의 공급위치를 전환하여 독립된 홀을 통하여 공급하는 방식을 취하는 것도 가능하다.Alternatively, it is possible to take a method in which fuel is mixed and supplied to the air supply hole at the beginning of the operation, and after the catalytic combustion reaches a temperature at which the combustion can proceed vigorously, the hydrocarbon supply position is switched to be supplied through an independent hole.

마지막으로 세번째 반응기는 두번째 반응기와 유사한 구성이나, 공급홀(도시생략)이 하나이고, 개질가스가 배출되는 제2배출홀(도시생략), 연소폐가스가 배출되는 제1배출홀(209)이 형성된다.Finally, the third reactor has a similar configuration to the second reactor, but has one supply hole (not shown), a second discharge hole (not shown) through which reformed gas is discharged, and a first discharge hole 209 through which combustion waste gas is discharged. do.

상기 공급홀(도시생략)은 공급홀튜브(113)에 의해 연장되고, 상기 제2배출홀 (도시생략)은 제2배출홀튜브(213)에 의해 연장되며, 상기 제1배출홀(209)는 제1배출홀튜브(253)으로 연장된다.The supply hole (not shown) extends by the supply hole tube 113, the second discharge hole (not shown) extends by the second discharge hole tube 213, and the first discharge hole 209. Is extended to the first discharge hole tube 253.

또한, 열전달용박판(700,900,950)과 개질용박판(1000)을 도 15와 같이 설치하고, 각 플레이트 사이에 5개의 홀(76,77,78,79,80)이 형성된 브랭크박판(75)을 설치하였다.Further, the heat transfer thin plates 700, 900, 950 and the modified thin plate 1000 are installed as shown in FIG. Installed.

따라서, 입력되는 혼합가스의 일부는 연소되어 상기 제1배출홀(209)로 배출되고, 다른 일부는 개질되어 상기 제2배출홀(도시생략)으로 배출된다.Therefore, a part of the mixed gas inputted is combusted and discharged to the first discharge hole 209, and the other part is reformed and discharged to the second discharge hole (not shown).

즉, 연소되는 혼합가스는 개질되는데 필요한 열원으로 사용되며, 그 열량을 전달하기 위한 열전달용박판(700,900,950)를 설치한 것이다. That is, the mixed gas to be burned is used as a heat source necessary for reforming, and the heat transfer thin plates 700, 900, and 950 are installed to transfer the heat amount.

상기 개질되는 혼합가스는 상기 개질용박판(1000)에서 분리된다.The reformed mixed gas is separated from the reforming thin plate 1000.

상기 브랭크 박판(75)은 일측에 상기 공급홀(도시생략), 제1배출홀(209), 제2배출홀(도시생략) 각각에 연장되는 제1홀(76), 제2홀(80), 제3홀(79)이 형성되고, 타측에 제4홀(78) 및 제5홀(77)이 형성되며, 상기 제1홀(76), 제2홀(80), 제3홀(79), 제4홀(78), 제5홀(77)은 상호 격리된다.The blank thin plate 75 has a first hole 76 and a second hole 80 extending at each side of the supply hole (not shown), the first discharge hole 209, and the second discharge hole (not shown). ), A third hole 79 is formed, and the fourth hole 78 and the fifth hole 77 are formed at the other side, and the first hole 76, the second hole 80, and the third hole ( 79), the fourth hole 78, the fifth hole 77 is isolated from each other.

제1열전달용박판(700)은 상기 제1배출홀(209)에 연장되는 제1가스배출홀(709)과 상기 제5홀(77)에 연장되는 제1그루브를 가지고, 상기 제1가스배출홀(709)과 상기 제1그루브 사이에는 연소촉매가 코팅된 제1미세유로면이 형성되며, 상기 공급홀(도시생략)에 연장되는 제1가스전달홀(702)과, 상기 제2배출홀(도시생략)에 연장되는 제2가스전달홀(703)과, 상기 제4홀(78)에 연장되는 제3가스전달홀(701)이 형성된다.The first heat transfer thin plate 700 has a first gas discharge hole 709 extending in the first discharge hole 209 and a first groove extending in the fifth hole 77, and the first gas discharge is performed. A first gas passage surface coated with a combustion catalyst is formed between the hole 709 and the first groove, the first gas transfer hole 702 extending in the supply hole (not shown), and the second discharge hole. A second gas delivery hole 703 extending in (not shown) and a third gas delivery hole 701 extending in the fourth hole 78 are formed.

제2열전달용박판(900)은 상기 제2배출홀(도시생략)에 연장되는 제2가스배출홀과 상기 제4홀(78)에 연장되는 제2그루브를 가지고, 상기 제2가스배출홀과 상기 제2그루브 사이에는 연소촉매가 코팅된 제2미세유로면이 형성되며, 상기 공급홀(도시생략)에 연장되는 제4가스전달홀(902)과, 상기 제1배출홀(209)에 연장되는 제5가스전달홀(909)과, 상기 제5홀(77)에 연장되는 제6가스전달홀(904)이 형성된다.The second heat transfer thin plate 900 has a second gas discharge hole extending in the second discharge hole (not shown) and a second groove extending in the fourth hole 78, and the second gas discharge hole and the second gas discharge hole. A second micro flow path surface coated with a combustion catalyst is formed between the second grooves, and extends in the fourth gas delivery hole 902 extending in the supply hole (not shown) and the first discharge hole 209. The fifth gas delivery hole 909 is formed, and the sixth gas delivery hole 904 extending in the fifth hole 77 is formed.

제3열전달용박판(950)은 상기 공급홀(도시생략)에 연장되는 제1가스이동홀과 상기 제5홀(77)에 연장되는 제3그루브를 가지고, 상기 제1가스이동홀과 상기 제3그루브 사이에는 연소촉매가 코팅된 제3미세유로면이 형성되며, 상기 제1배출홀(209)에 연장되는 제7가스전달홀(959)과, 상기 제2배출홀(도시생략)에 연장되는 제8가스전달홀(953)과, 상기 제4홀(78)에 연장되는 제9가스전달홀(951)이 형성된다. The third heat transfer thin plate 950 has a first gas moving hole extending in the supply hole (not shown) and a third groove extending in the fifth hole 77. Between the three grooves, a third fine flow path surface coated with a combustion catalyst is formed, and extends to the seventh gas transfer hole 959 extending in the first discharge hole 209 and the second discharge hole (not shown). The eighth gas delivery hole 953 and the ninth gas delivery hole 951 extending in the fourth hole 78 are formed.

개질용박판(1000)은 상기 제1배출홀(209)에 연장되는 제3가스배출홀(1009)과 상기 제4홀(78)에 연장되는 제3그루브를 가지고, 상기 제3가스배출홀(1009)과 상기 제3그루브 사이에는 입자촉매가 코팅된 미세유로면이 형성되며, 상기 공급홀(도시생략)과 연장되는 제10가스전달홀(1002)과, 상기 제2배출홀(도시생략)과 연장되는 제11가스전달홀(1003)과, 상기 제5홀(77)과 연장되는 제12가스전달홀(1004)이 형성된다.The reforming thin plate 1000 has a third gas discharge hole 1009 extending in the first discharge hole 209 and a third groove extending in the fourth hole 78, and the third gas discharge hole ( 1009) and a fine flow path surface coated with a particle catalyst is formed between the third groove, the tenth gas transfer hole 1002 extending with the supply hole (not shown), and the second discharge hole (not shown). And an eleventh gas transfer hole 1003 extending therefrom and a twelfth gas transfer hole 1004 extending from the fifth hole 77.

그 조립방법은, 상기 상부플레이트(103)와 상기 하부플레이트(203) 사이에는 제1열전달용박판(700), 개질용박판(1000), 제2열전달용박판(900), 제3열전달용박판(950)의 순을 1조로 하여 다수의 조가 적층되고, 상기 각 박판의 사이마다 상기 브랭크박판(75)이 개재된다.The assembling method includes a first heat transfer thin plate 700, a reforming thin plate 1000, a second heat transfer thin plate 900, and a third heat transfer thin plate between the upper plate 103 and the lower plate 203. A plurality of tanks are stacked with the order of 950 as one set, and the blank thin plate 75 is interposed between the thin plates.

상기에서 반응기 내부에 입자촉매를 장입하기 위하여 장입용홀을 상기 상부플레이트(103) 또는 하부플레이트(203)에 형성하고, 촉매장입 후에 상기 장입용홀을 플러그로 마감할 수 있다.In the above, in order to charge the particle catalyst in the reactor, a charging hole may be formed in the upper plate 103 or the lower plate 203, and the charging hole may be closed with a plug after the catalyst loading.

그 밖의 장치의 구성은 두번째 반응기와 동일하다. 즉, 도면에는 생략되었으나, 공급홀(도시생략), 제1배출홀(209)이 각각 연장되어 형성되는 홀에는 연소촉매가 적용된 연소용금속메시(도시생략)가 설치되고, 제2배출홀(도시생략)이 연장되어 형성되는 홀에는 개질촉매가 적용된 개질용금속메시(도시생략)가 설치된다.The configuration of the other devices is the same as in the second reactor. That is, although not shown in the drawings, the supply holes (not shown) and the first discharge hole 209 are formed to extend, respectively, the combustion metal mesh (not shown) to which the combustion catalyst is applied, and the second discharge hole ( (Not shown) is provided with a metal mesh for reforming (not shown) to which a reforming catalyst is applied.

또, 상기 공급홀(도시생략)이 연장되어 형성되는 홀에 설치되는 연소용금속메시(도시생략)의 내부에는 발열히터(도시생략)가 설치된다.A heating heater (not shown) is provided inside the combustion metal mesh (not shown) provided in the hole in which the supply hole (not shown) is extended.

상기 개질용박판(1000)는 지지체에 직경 3-5mm인 활성알루미늄 입자를 60/40mesh로 분쇄하여 산화/개질 촉매를 담지하였다. 그리고, 활성 촉매로 탄화수소의 개질활성이 알려진 귀금속계 촉매를 제조하였다. The reforming thin plate 1000 was crushed to 60 / 40mesh active aluminum particles having a diameter of 3-5mm on the support to support the oxidation / reforming catalyst. As a catalyst, a noble metal catalyst having known hydrocarbon reforming activity was prepared.

다음으로, 지지체에 마그네슘나이트레이트 수용액을 사용하여 초기 젖음법으로 5중량%가 되도록 전구체 수용액의 담지를 반복하였다. Next, supporting of the precursor aqueous solution was repeated so that the support was 5% by weight using an aqueous solution of magnesium nitrate on the support.

완성된 지지체는 1300℃에서 12시간 소성(Mg(Al)Ox 형성)하여 열적내구성 부여하고, 이의 표면에 로듐염화물과 마그네슘나이트레이트 수용액을 사용하여 로듐과 마그네슘성분을 동시에 담지하였다(Rh-Mg/Mg(Al)Ox).The finished support was calcined at 1300 ° C. for 12 hours (Mg (Al) O x formed) to give thermal durability, and rhodium and magnesium components were simultaneously supported on the surface thereof using rhodium chloride and magnesium nitrate aqueous solution (Rh-Mg / Mg (Al) O x ).

이 때 로듐은 촉매 전체중량중 1%가 되고, 마그네슘은 3%가 되도록 담지 수용액에 전구체의 투입량을 조절하였다. 로듐과 마그네슘을 담지한 입자는 105℃에 서 12시간 건조한 다음 900℃에서 5시간 소성하고, 300℃에서 10부피%H2/N2 가스로 환원 완성하였다.At this time, rhodium was 1% of the total weight of the catalyst, and the amount of precursor was added to the supported aqueous solution so that magnesium was 3%. The particles carrying rhodium and magnesium were dried at 105 ° C. for 12 hours, calcined at 900 ° C. for 5 hours, and reduced at 300 ° C. with 10 vol.% H 2 / N 2 gas.

세번째 반응기에서 사용된 금속메시에 개질 촉매의 코팅은 첫번째 반응기의 금속메시(500)과 같이 실시하였다. 다만, 코팅물질을 상기 입자촉매와 같은 조성을 얻도록(Rh-Mg/Mg(Al)Ox) 동일한 코팅용액을 사용하였다.Coating of the reforming catalyst on the metal mesh used in the third reactor was performed like the metal mesh 500 of the first reactor. However, the same coating solution was used to obtain the same composition as the particle catalyst (Rh-Mg / Mg (Al) O x ).

세번째 반응기의 작동방법은 다음과 같다.The method of operation of the third reactor is as follows.

공기와 연료가스의 혼합가스를 공급홀(도시생략)을 통하여 공급되고, 이는 각 플레이트에 존재하는 연결 통로를 따라서 제3열전달용박판(950)에서 예열되고, 재차 제1열전달용박판(700)에서 예열과 동시에 반응기를 냉각하면서 제1가스배출홀(709)을 경유하여, 개질 촉매를 충진한 개질용박판(1000)으로 공급되고 개질되어 제2열전달용박판(900)에서 반응물을 예열하고 제2배출홀(213)을 통하여 배출된다. A mixture gas of air and fuel gas is supplied through a supply hole (not shown), which is preheated in the third heat transfer thin plate 950 along a connection passage existing in each plate, and again, the first heat transfer thin plate 700. While preheating at the same time while cooling the reactor via the first gas discharge hole 709, the reforming catalyst filled with the reforming catalyst (1000) is supplied and reformed to preheat the reactants in the second heat transfer sheet (900) It is discharged through the two discharge holes 213.

또한, 잔존하는 연소폐가스는 제1배출홀튜브(253)로 배출된다.In addition, the remaining combustion waste gas is discharged to the first discharge hole tube 253.

초기 운전에 필요한 점화기는 연속된 709, 1009, 909, 959, 209 홀의 연결에 의하여 형성되는 도관 내에 장착된다. The igniter required for initial operation is mounted in a conduit formed by the connection of successive 709, 1009, 909, 959, 209 holes.

촉매층을 형성하는 플레이트(1000)는 두께 0.3mm 박판 7장을 적층하여 두께 약 2.1mm의 공간을 갖도록 하여 촉매층의 부피는 1ml이다. The plate 1000 forming the catalyst layer was laminated with 7 sheets of 0.3 mm thick thin film to have a space of about 2.1 mm thick so that the volume of the catalyst layer was 1 ml.

상기 열교환플레이트(700, 900, 950)는 각각 7장씩 적층하여 열 교환 면적을 확보하였다. 이 때 열교환플레이트는 900, 70, 950, 70의 흐름을 반복하는 형태로 구성하였다.The heat exchange plates 700, 900, and 950 were stacked in seven sheets, respectively, to secure a heat exchange area. At this time, the heat exchange plate was configured to repeat the flow of 900, 70, 950, 70.

도 16에서 도면부호 623은 온도측정을 위한 열전대 장착홀이다.In FIG. 16, reference numeral 623 denotes a thermocouple mounting hole for temperature measurement.

이하 실시예를 통하여 본 발명의 특성을 살펴보도록 한다. 본 실시예는 발명의 제한 조건을 부여하고자 하는 의미로 판단될 수 없다.Through the following examples look at the characteristics of the present invention. This embodiment cannot be determined in the sense that it is intended to impose the limitation condition of the invention.

[실시예 1] Example 1

상기 첫번째 반응기를 이용하여 프로판 개질 반응을 실시하였다. The propane reforming reaction was carried out using the first reactor.

점화용 이그나이터에 30초 동안 12V전원을 인가하고, 공기와 프로판 혼합가스를 공급하였다. 12V power was applied to the ignition igniter for 30 seconds, and air and propane mixed gas were supplied.

시간에 따라서 프로판의 공급량과 공기의 공급량을 변화시키면서 이에 따른 반응기의 온도변화, 해당조건에서 수소 및 일산화탄소의 농도는 표 1에 정리한 바와 같다. 점화장치를 이용하여 반응기를 가열하고 개질 반응을 진행하여 수소 및 일산화탄소의 생성을 확인하였다. The temperature change of the reactor and the concentration of hydrogen and carbon monoxide under the corresponding conditions while changing the supply amount of propane and air with time are summarized in Table 1. The reactor was heated using an ignition apparatus and the reforming reaction was carried out to confirm the production of hydrogen and carbon monoxide.

반응조건Reaction condition 결 과result O/C 몰비O / C molar ratio 공급량, ml/minFeed rate, ml / min 반응기 배출가스 온도, ℃Reactor exhaust temperature, ℃ 생성가스중 H2, CO 농도,부피%H 2 , CO concentration, volume% in product gas 공기air 프로판Propane H2 H 2 COCO 0.570.57 10001000 7070 510510 3.23.2 1.81.8 0.760.76 19001900 100100 715715 7.27.2 8.38.3 0.630.63 19001900 121121 720720 4.24.2 5.65.6 0.550.55 19001900 138138 715715 4.54.5 5.85.8 0.700.70 24002400 138138 750750 6.06.0 6.56.5

(반응물 공간속도(GHSV) : 50,000-20,000/hr)(Reactant Space Velocity (GHSV): 50,000-20,000 / hr)

[실시예 2]Example 2

상기 세번째 반응기에 장착하고 프로판 개질 반응을 실시하였다.Mounted in the third reactor and carried out propane reforming reaction.

실험순서는 다음과 같다. 도 16의 반응기(부피 47ml, 무게 312g)를 이용하여 점화용 이그나이터에 30초 동안 12V전원을 인가하고, 공기와 프로판 혼합가스를 공급하였다. The experimental sequence is as follows. Using a reactor (volume 47ml, weight 312g) of FIG. 16, 12V power was applied to the ignition igniter for 30 seconds, and air and propane mixed gas were supplied.

반응가스 조건별 온도변화 및 해당 온도에서 수소 및 일산화탄소의 농도는 표 2에 정리한 바와 같다.The temperature change according to the reaction gas conditions and the concentrations of hydrogen and carbon monoxide at the corresponding temperatures are summarized in Table 2.

반응조건Reaction condition 결 과result O/C 몰비O / C molar ratio 공급량, ml/minFeed rate, ml / min 반응기 배출가스 온도, ℃Reactor exhaust temperature, ℃ 생성가스중 H2, CO 농도, 부피%H 2 , CO concentration, volume% in product gas 공기air 프로판Propane H2 H 2 COCO 1.31.3 20502050 240(200W)240 (200 W) 736736 19.419.4 14.214.2 1.11.1 18921892 240(200W)240 (200 W) 714714 19.219.2 14.514.5 1.01.0 17101710 240(200W)240 (200 W) 706706 17.417.4 13.713.7 0.90.9 15371537 240(200W)240 (200 W) 691691 14.214.2 12.012.0 0.80.8 13671367 240(200W)240 (200 W) 686686 13.413.4 11.511.5

(반응물 공간속도(GHSV) : 125,000-87,000/hr)(Reactant Space Velocity (GHSV): 125,000-87,000 / hr)

[실시예3]Example 3

세번째 반응기를 사용하여 탄화수소로 경유에 대하여 부분 산화반응을 진행하였다. 기타 실험조건은 실시예 2와 동일하게 유지하였다. A third reactor was used for partial oxidation of light oil with hydrocarbons. Other experimental conditions were kept the same as in Example 2.

실험결과는 <표 3>에 정리한 바와 같다.The experimental results are summarized in <Table 3>.

공기의 공급량은 2500ml/min으로 고정하고 경유의 공급량을 증가시켜서 이에 따른 반응기 온도 변화 및 H2, CO, CH4 농도를 측정하였다. 산소 대 카본 몰비를 1:1로 공급할 때 가장 높은 탄화수소 농도를 얻을 수 있었으며 합성가스(H2, CO)의 농도는 38%를 얻을 수 있었다. The supply of air was fixed at 2500 ml / min, and the amount of diesel oil was increased to measure the reactor temperature change and the concentration of H 2 , CO, and CH 4 accordingly . When the oxygen to carbon mole ratio was 1: 1, the highest hydrocarbon concentration was obtained and the concentration of syngas (H 2 , CO) was 38%.

반응조건Reaction condition 결 과result O/C 몰비O / C molar ratio 공급량flow 반응기 배출가스 온도(℃)Reactor exhaust gas temperature (℃) 생성가스중 H2, CO 농도, 부피%H 2 , CO concentration, volume% in product gas 공기(ml/min)Air (ml / min) 경유(㎕/min)Diesel (μl / min) H2 H 2 COCO CH4 CH 4 2.22.2 25002500 244(150W)244 (150 W) 920920 4.34.3 5.75.7 NDND 1.91.9 25002500 270(170W)270 (170 W) 891891 5.55.5 7.87.8 1.41.4 1.51.5 25002500 360(220W)360 (220 W) 882882 12.012.0 15.015.0 2.92.9 1.21.2 25002500 450(280W)450 (280 W) 876876 15.515.5 19.019.0 4.24.2 1.01.0 25002500 540(330W)540 (330 W) 840840 18.918.9 19.019.0 4.24.2

(반응물 공간속도(GHSV) : 170,000-90,000/hr)(Reactant Space Velocity (GHSV): 170,000-90,000 / hr)

본 발명에 따른 마이크로 탄화수소 연소/개질 장치는 유로 형성용 내부 홀내에 착화장치를 장착하여 컴팩트한 구성과 함께 신속한 기동이 가능한 시스템을 제공한다.The micro-hydrocarbon combustion / reforming apparatus according to the present invention is equipped with an ignition device in the inner hole for forming the flow path to provide a system that can be started quickly with a compact configuration.

Claims (6)

원료가스가 유입되는 공급홀이 형성된 상부플레이트;An upper plate having a supply hole into which source gas is introduced; 개질가스가 배출되는 배출홀이 형성된 하부플레이트;A lower plate having a discharge hole through which reformed gas is discharged; 연소촉매가 코팅된 미세유로면과, 상기 공급홀 및 배출홀을 각각 연장하고 상기 미세유로면과 연결되는 가스이동홀 및 가스배출홀을 가지는 상기 상부플레이트와 하부플레이트 사이에 다수 적층되는 박판;A plurality of thin plates laminated between the upper plate and the lower plate each having a combustion catalyst-coated microfluidic surface, and a gas movement hole and a gas discharge hole extending to the supply and discharge holes, respectively, and connected to the microfluidic surface; 상기 공급홀과 상기 가스이동홀이 형성하는 홀과, 상기 배출홀과 상기 가스배출홀이 형성하는 홀에 삽입되는 산화/개질촉매가 코팅된 금속메시; 및A metal mesh coated with an oxidation / modification catalyst inserted into a hole formed by the supply hole and the gas moving hole and a hole formed by the discharge hole and the gas discharge hole; And 상기 공급홀과 상기 가스이동홀이 형성하는 홀에 삽입된 금속메시 내부에 간극을 두고 설치되어 열량을 공급하는 발열히터를 포함하는 마이크로 연소/개질반응기.And a heating heater provided with a gap in the metal mesh inserted into the hole formed by the supply hole and the gas moving hole to supply heat. 연소용가스가 유입되는 제1공급홀 및 개질용가스가 유입되는 제2공급홀이 형성된 상부플레이트;An upper plate having a first supply hole through which combustion gas is introduced and a second supply hole through which reforming gas is introduced; 연소폐가스가 배출되는 제1배출홀 및 개질가스가 배출되는 제2배출홀이 형성된 하부플레이트;A lower plate having a first discharge hole through which combustion waste gas is discharged and a second discharge hole through which reformed gas is discharged; 연소촉매가 코팅된 미세유로면과, 상기 제1공급홀 및 제1배출홀을 각각 연장하고 상기 미세유로면과 연결되는 가스이동홀 및 가스배출홀을 가지며, 상기 미세유로면과 격리되는 상기 제2공급홀과 제2배출홀 각각에 연장되는 가스전달홀이 형성된 다수의 연소용박판;A microfluidic surface coated with a combustion catalyst, a gas movement hole and a gas discharge hole extending to the first supply hole and the first discharge hole, respectively, and connected to the microfluidic surface, and isolated from the microfluidic surface; A plurality of combustion thin plates having gas delivery holes extending in each of the second supply hole and the second discharge hole; 개질촉매가 코팅된 미세유로면과, 상기 제2공급홀 및 제2배출홀을 각각 연장하고 상기 미세유로면과 연결되는 가스이동홀 및 가스배출홀을 가지며, 상기 미세유로면과 격리되는 상기 제1공급홀과 제1배출홀 각각에 연장되는 가스전달홀이 형성된 다수의 개질용박판;A microfluidic surface coated with a reforming catalyst, a gas movement hole and a gas discharge hole extending to the second supply hole and the second discharge hole, respectively, and connected to the microfluidic surface, and isolated from the microfluidic surface; A plurality of reforming thin plates having gas delivery holes extending in each of the first supply hole and the first discharge hole; 상기 제1공급홀, 제2공급홀, 제1배출홀, 제2배출홀 각각에 연장되고 상호 격리되는 가스연결홀이 형성된 다수의 브랭크박판;A plurality of blank thin plates each having a gas connection hole extending from and respectively isolated from the first supply hole, the second supply hole, the first discharge hole, and the second discharge hole; 상기 제1공급홀이 연장되어 형성되는 홀과, 상기 제1배출홀이 연장되어 형성되는 홀에 삽입되는 산화촉매가 코팅된 연소용금속메시; A combustion metal mesh coated with an oxidation catalyst inserted into the hole in which the first supply hole extends and the hole in which the first discharge hole extends; 상기 제2공급홀이 연장되어 형성되는 홀과, 상기 제2배출홀이 연장되어 형성되는 홀에 삽입되는 개질촉매가 코팅된 개질용금속메시; 및A reforming metal mesh coated with a reforming catalyst inserted into a hole formed by extending the second supply hole and a hole formed by extending the second discharge hole; And 상기 제1공급홀이 연장되어 형성된 홀에 삽입된 연소용금속메시 내부에 간극을 두고 설치되어 열량을 공급하는 발열히터를 포함하고, And a heating heater installed at a gap in the combustion metal mesh inserted into the hole formed by extending the first supply hole to supply heat. 상기 상부플레이트와 상기 하부플레이트 사이에는 연소용박판과 개질용박판이 교대로 적층되고, 상기 인접하는 연소용박판과 개질용박판의 사이마다 상기 브랭크박판이 개재되는 마이크로 연소/개질반응기.A combustion thin plate and a reforming thin plate are alternately stacked between the upper plate and the lower plate, and the blank thin plate is interposed between the adjacent combustion thin plate and the reforming thin plate. 원료가스가 유입되는 공급홀 및 개질가스가 배출되는 제2배출홀이 형성된 상부플레이트;An upper plate having a supply hole into which source gas is introduced and a second discharge hole from which reformed gas is discharged; 연소폐가스가 배출되는 제1배출홀이 형성된 하부플레이트;A lower plate having a first discharge hole through which combustion waste gas is discharged; 일측에 상기 공급홀, 제1배출홀, 제2배출홀 각각에 연장되는 제1홀, 제2홀, 제3홀이 형성되고, 타측에 제4홀 및 제5홀이 형성되며, 상기 제1홀, 제2홀, 제3홀, 제4홀, 제5홀은 상호 격리되는 다수의 브랭크박판;A first hole, a second hole, and a third hole extending in each of the supply hole, the first discharge hole, and the second discharge hole are formed at one side, and the fourth hole and the fifth hole are formed at the other side, and the first hole is formed. A plurality of blank thin plates which are separated from each other by the hole, the second hole, the third hole, the fourth hole, and the fifth hole; 상기 제1배출홀에 연장되는 제1가스배출홀과 상기 제5홀에 연장되는 제1그루브를 가지고, 상기 제1가스배출홀과 상기 제1그루브 사이에는 연소촉매가 코팅된 제1미세유로면이 형성되며, 상기 공급홀에 연장되는 제1가스전달홀과, 상기 제2배출홀에 연장되는 제2가스전달홀과, 상기 제4홀에 연장되는 제3가스전달홀이 형성된 다수의 제1열전달용박판;A first gas flow passage surface having a first gas discharge hole extending in the first discharge hole and a first groove extending in the fifth hole, wherein a combustion catalyst is coated between the first gas discharge hole and the first groove And a plurality of first gas transfer holes extending in the supply hole, a second gas delivery hole extending in the second discharge hole, and a third gas delivery hole extending in the fourth hole. Heat transfer thin plate; 상기 제2배출홀에 연장되는 제2가스배출홀과 상기 제4홀에 연장되는 제2그루브를 가지고, 상기 제2가스배출홀과 상기 제2그루브 사이에는 연소촉매가 코팅된 제2미세유로면이 형성되며, 상기 공급홀에 연장되는 제4가스전달홀과, 상기 제1배출홀에 연장되는 제5가스전달홀과, 상기 제5홀에 연장되는 제6가스전달홀이 형성된 다수의 제2열전달용박판;A second gas flow passage surface having a second gas discharge hole extending in the second discharge hole and a second groove extending in the fourth hole, and a combustion catalyst coated between the second gas discharge hole and the second groove; And a plurality of second gas transfer holes extending in the supply hole, a fifth gas transfer hole extending in the first discharge hole, and a sixth gas delivery hole extending in the fifth hole. Heat transfer thin plate; 상기 공급홀에 연장되는 제1가스이동홀과 상기 제5홀에 연장되는 제3그루브를 가지고, 상기 제1가스이동홀과 상기 제3그루브 사이에는 연소촉매가 코팅된 제3미세유로면이 형성되며, 상기 제1배출홀에 연장되는 제7가스전달홀과, 상기 제2배출홀에 연장되는 제8가스전달홀과, 상기 제4홀에 연장되는 제9가스전달홀이 형성된 다수의 제3열전달용박판; A third groove having a first gas movement hole extending in the supply hole and a third groove extending in the fifth hole, and a combustion catalyst coated with a third catalyst path surface formed between the first gas movement hole and the third groove; And a plurality of thirds including a seventh gas delivery hole extending in the first discharge hole, an eighth gas delivery hole extending in the second discharge hole, and a ninth gas delivery hole extending in the fourth hole. Heat transfer thin plate; 상기 제1배출홀에 연장되는 제3가스배출홀과 상기 제4홀에 연장되는 제3그루브를 가지고, 상기 제3가스배출홀과 상기 제3그루브 사이에는 입자촉매가 코팅된 미세유로면이 형성되며, 상기 공급홀과 연장되는 제10가스전달홀과, 상기 제2배출홀과 연장되는 제11가스전달홀과, 상기 제5홀과 연장되는 제12가스전달홀이 형성된 다수의 개질용박판;A fine flow path surface is coated with a particle catalyst having a third gas discharge hole extending in the first discharge hole and a third groove extending in the fourth hole, and between the third gas discharge hole and the third groove. A plurality of reforming thin plates having a tenth gas transfer hole extending from the supply hole, an eleventh gas transfer hole extending from the second discharge hole, and a twelfth gas transfer hole extending from the fifth hole; 상기 공급홀이 연장되어 형성되는 홀과, 상기 제1배출홀이 연장되어 형성되는 홀에 삽입되는 산화촉매가 코팅된 연소용금속메시; A combustion metal mesh coated with an oxidation catalyst inserted into a hole formed by extending the supply hole and a hole formed by extending the first discharge hole; 상기 제2공급홀이 연장되어 형성되는 홀에 삽입되는 개질촉매가 코팅된 개질용금속메시; 및A reforming metal mesh coated with a reforming catalyst inserted into a hole formed to extend the second supply hole; And 상기 공급홀이 연장되어 형성된 홀에 삽입된 연소용금속메시 내부에 간극을 두고 설치되어 열량을 공급하는 발열히터를 포함하고,And a heating heater installed at a gap in the combustion metal mesh inserted into the hole formed by extending the supply hole to supply heat. 상기 상부플레이트와 상기 하부플레이트 사이에는 제1열전달용박판, 개질용박판, 제2열전달용박판, 제3열전달용박판의 순을 1조로 하여 다수의 조가 적층되고, 상기 각 박판의 사이마다 상기 브랭크박판이 개재되는 마이크로 연소/개질반응기.Between the upper plate and the lower plate, a plurality of groups are stacked in the order of the first heat transfer thin plate, the modified thin plate, the second heat transfer thin plate, and the third heat transfer thin plate in a set, and between the thin plates, Micro-combustion / reformer reactor with intervening rank sheet. 삭제delete 제1항 내지 제3항의 어느 한 항에 있어서, 간극은 0.5-10mm인 것을 특징으로 하는 마이크로 연소/개질반응기.The microcombustion / reformation reactor according to any one of claims 1 to 3, wherein the gap is 0.5-10 mm. 삭제delete
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