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KR20090067894A - Reforming reactor - Google Patents

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KR20090067894A
KR20090067894A KR1020070135713A KR20070135713A KR20090067894A KR 20090067894 A KR20090067894 A KR 20090067894A KR 1020070135713 A KR1020070135713 A KR 1020070135713A KR 20070135713 A KR20070135713 A KR 20070135713A KR 20090067894 A KR20090067894 A KR 20090067894A
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channel plate
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최재훈
송광호
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주식회사 엘지화학
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Abstract

본 발명은 개질 반응기에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 외부에서 공급된 개질 원료와 연소 원료의 반응이 이루어져 개질 가스가 생성되는 연소/개질 반응 유니트; 연소/개질 반응 유니트와 연결되며, 연소/개질 반응 유니트에서 배출된 개질 가스와 외부에서 공급된 고온의 물의 반응이 이루어져 개질 가스에 함유된 일산화탄소가 저감되는 수성 가스 전환 반응 유니트; 및 수성 가스 전환 반응 유니트 및 외부 장치와 연결되며, 수성 가스 전환 반응 유니트에서 배출된 개질 가스와 외부에서 공급된 공기의 반응이 이루어져 개질 가스에 함유된 잔류 일산화탄소가 저감되는 선택적 산화 반응 유니트를 포함하는 것을 특징으로 하며, 본 발명에 따른 개질 반응기는 열 손실이 적고 발생하고, 수소발생량이 많다.The present invention relates to a reforming reactor, and more particularly, a combustion / reformation unit for generating a reformed gas by reacting an externally supplied reforming raw material with a combustion raw material; A water gas shift reaction unit connected to the combustion / reformation unit, wherein the reformed gas discharged from the combustion / reformation unit is reacted with hot water supplied from the outside to reduce carbon monoxide contained in the reformed gas; And a selective oxidation reaction unit connected to the water gas shift reaction unit and an external device, wherein the reformed gas discharged from the water gas shift reaction unit and the externally supplied air are reacted to reduce residual carbon monoxide contained in the reformed gas. Characterized in that, the reforming reactor according to the present invention has a low heat loss and generates a large amount of hydrogen.

Description

개질 반응기{Reactor for reforming fuel}Reactor for reforming fuel

본 발명은 개질 반응기에 관한 것으로, 구체적으로, 각 반응 유니트 간의 유로를 짧게 형성하여 열손실을 줄이고, 각 반응 유니트의 온도제어가 용이하며, 수소발생량이 높은 개질 반응기에 관한 것이다.The present invention relates to a reforming reactor, and more particularly, to shortening a flow path between each reaction unit to reduce heat loss, to easily control the temperature of each reaction unit, and to a reforming reactor having a high hydrogen generation amount.

일반적으로 화석연료에 의한 에너지 생산이 대부분을 차지하고 있으나, 최근 지구온난화, 일산화탄소 배출억제 등 환경문제에 대한 관심이 커지면서 차세대 무공해 발전기술에 대한 수요가 증가하고 있다.In general, energy production by fossil fuels accounts for the most part. However, as interest in environmental problems such as global warming and carbon monoxide emission control increases, demand for next generation pollution-free power generation technology is increasing.

차세대 무공해 발전기술인 연료전지의 전기 생산 원리는 수소와 산소의 화학적 결합으로 전기 에너지를 생산하는 것으로서, 지속적인 전기 생산을 위해서는 수소 공급 장치가 매우 중요하다.The principle of electricity generation of fuel cell, the next generation pollution-free power generation technology, is to produce electrical energy by chemical combination of hydrogen and oxygen, and hydrogen supply device is very important for continuous electricity production.

이때 연료 개질 시스템은 연료전지 시스템에 지속적으로 수소를 공급하는 역할을 한다.The fuel reforming system serves to continuously supply hydrogen to the fuel cell system.

최근 휴대용 전자기기의 전원으로서 연료전지를 적용하려는 시도가 증가하고 있다.Recently, attempts to apply a fuel cell as a power source for portable electronic devices have been increasing.

따라서 휴대용으로 연료 전지 시스템을 사용하기 위해서는 소형 및 경량화라는 제약조건이 발생하고, 소형 및 경량화를 위해서는 단열대책과 저에너지 손실대책이 요구된다. Therefore, in order to use a fuel cell system in a portable manner, constraints of small size and light weight occur, and thermal insulation measures and low energy loss measures are required for small size and light weight.

연료 개질 시스템은 온도가 80℃ 내지 700℃의 범위에 걸쳐 다양한 반응 온도 영역이 존재한다.Fuel reforming systems have various reaction temperature ranges over a temperature range of 80 ° C to 700 ° C.

비록 연료전지가 다른 발전시스템에 비해 높은 발전효율을 가지고 있으나, 가정에서 사용하는 1 ∼3 kW 급 정도의 시스템은 발전효율이 20% 내외가 되므로 시스템 자체 내에서 열 회수가 이루어져야 한다.Although fuel cells have higher power generation efficiency than other power generation systems, the 1 ~ 3 kW class used at home has a power generation efficiency of about 20%. Therefore, heat recovery must be performed in the system itself.

이를 위한 효과적인 열교환망 설계, 단열 및 열손실 최소화는 연료 개질 시스템의 열효율 향상에 큰 영향을 주게 된다.Effective heat exchange network design, insulation and minimizing heat loss have a significant impact on improving the thermal efficiency of fuel reforming systems.

위와 같은 설계에 있어서, 각 반응 및 열교환 형태 등이 고려되어야 하며, 각 반응기간의 유로의 길이를 최소화하여 열손실을 최소화하여야 한다.In the above design, each reaction and heat exchange type should be considered, and the heat loss should be minimized by minimizing the length of the flow path between the reactors.

종래 소형 또는 이동형 연료전지 시스템에 사용되는 실리콘 박막형 메탄올 개질기는 제조공정이 까다롭고, 비용이 많이 들며, 모듈간 열교환이 용이하지 않아 시스템 전체 효율이 떨어지는 문제점이 있었다.The silicon thin-film methanol reformer used in the conventional small or mobile fuel cell system has a problem in that the manufacturing process is difficult, expensive, and the heat exchange between modules is not easy, so that the overall efficiency of the system is lowered.

또한 종래의 원통형 개질기는 판형 개질기에 비해 열전달이 빠르게 이루어지지 않으므로 부하의 변화에 따른 응답속도가 느리고 열효율이 낮은 문제점이 있었다.In addition, the conventional cylindrical reformer has a problem that the heat transfer is not made faster than the plate-type reformer because the response speed is slow and the thermal efficiency is low according to the load change.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 각 반응 유니트 간의 유로를 짧게 형성하여 열손실을 줄이고, 각 반응 유니트의 온도제어가 용이하며, 수소발생량이 높은 개질 반응기를 제공하는 것이다.The present invention is to solve the above problems, an object of the present invention is to shorten the flow path between each reaction unit to reduce the heat loss, easy to control the temperature of each reaction unit, provides a reforming reactor with high hydrogen generation amount It is.

본 발명의 일 측면에 따른 개질 반응기는, 외부에서 공급된 개질 원료와 연소 원료의 반응이 이루어져 개질 가스가 생성되는 연소/개질 반응 유니트; 연소/개질 반응 유니트와 연결되며, 연소/개질 반응 유니트에서 배출된 개질 가스와 외부에서 공급된 고온의 물의 반응이 이루어져 개질 가스에 함유된 일산화탄소가 저감되는 수성 가스 전환 반응 유니트; 및 수성 가스 전환 반응 유니트 및 외부 장치와 연결되며, 수성 가스 전환 반응 유니트에서 배출된 개질 가스와 외부에서 공급된 공기의 반응이 이루어져 개질 가스에 함유된 잔류 일산화탄소가 저감되는 선택적 산화 반응 유니트를 포함하는 것이 바람직하다.Reforming reactor according to an aspect of the present invention, the combustion / reforming reaction unit is a reaction of the reformed raw material and the combustion raw material supplied from the outside to generate a reformed gas; A water gas shift reaction unit connected to the combustion / reformation unit, wherein the reformed gas discharged from the combustion / reformation unit is reacted with hot water supplied from the outside to reduce carbon monoxide contained in the reformed gas; And a selective oxidation reaction unit connected to the water gas shift reaction unit and an external device, wherein the reformed gas discharged from the water gas shift reaction unit and the externally supplied air are reacted to reduce residual carbon monoxide contained in the reformed gas. It is preferable.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 개질 반응기는 각 반응기 간의 유로를 짧게 형성하여 열손실이 낮고, 전체 시스템의 부피가 작으며, 각 반응기의 열제어가 용이하고, 수소발생량이 높다.As described above, the reforming reactor according to the present invention forms a short flow path between the reactors so that the heat loss is low, the volume of the entire system is small, the heat control of each reactor is easy, and the amount of hydrogen generation is high.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 개질 반응기를 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a reforming reactor according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 일 실시예에서 제안하는 개질 반응기는 메탄, 에탄, 프로판 및 부탄 등 현재 개질 원료로 사용되는 모든 탄화수소에 적용이 가능하나, 설명의 편의를 위하여 이하 개질 반응기의 원료는 메탄(CH4)으로 한정하여 서술한다.The reforming reactor proposed in one embodiment of the present invention is applicable to all hydrocarbons currently used as reforming raw materials, such as methane, ethane, propane and butane, but for the convenience of description, the raw materials of the reforming reactor are methane (CH 4 ). It describes only to the following.

도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 개질 반응기의 구성도이다.1 is a block diagram of a reforming reactor according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 개질 반응기는 외부에서 공급된 개질 원료와 연소 원료의 각 반응이 이루어져 개질 가스(reformed gases)가 생성되는 연소/개질 반응 유니트(100)를 포함한다.The reforming reactor according to an embodiment of the present invention includes a combustion / reformation reaction unit 100 in which each reaction of the reformed raw material and the combustion raw material supplied from the outside is performed to generate reformed gases.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 개질 반응기는 상기 연소/개질 반응 유니트(100)와 연결되며, 연소/개질 반응 유니트(100)에서 배출된 개질 가스와 외부에서 공급된 고온의 물의 반응이 이루어져 개질 가스에 함유된 일산화탄소가 저감되는 수성 가스 전환 반응 유니트(200)를 포함한다.In addition, the reforming reactor according to an embodiment of the present invention is connected to the combustion / reforming reaction unit 100, the reaction of the reformed gas discharged from the combustion / reforming reaction unit 100 and hot water supplied from the outside is made A water gas shift reaction unit 200 in which carbon monoxide contained in the reformed gas is reduced.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 개질 반응기는 수성 가스 전환 반응 유니트(200) 및 외부 장치와 연결되며, 수성 가스 전환 반응 유니트(200)에서 배출된 개질 가스와 외부에서 공급된 공기의 반응이 이루어져 개질 가스에 함유된 잔류 일산화 탄소가 저감되는 선택적 산화 반응 유니트(300)를 포함한다.In addition, the reforming reactor according to an embodiment of the present invention is connected to the water gas shift reaction unit 200 and the external device, the reaction of the reformed gas discharged from the water gas shift reaction unit 200 and the air supplied from the outside It comprises a selective oxidation reaction unit 300 to reduce the residual carbon monoxide contained in the reforming gas.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 개질 반응기는 연소/개질 반응 유니 트(100)와 수성 가스 전환 반응 유니트(200)와 연결되는 제 1 열교환기(400)를 더 포함할 수 있다.In addition, the reforming reactor according to an embodiment of the present invention may further include a first heat exchanger 400 connected with the combustion / reforming reaction unit 100 and the water gas shift reaction unit 200.

상기 제 1 열교환기(400)는 선택적 산화 반응 유니트(300)를 통하여 외부에서 공급된 고온의 매체와 연소/개질 반응 유니트에서 배출된 개질 가스와의 열교환이 이루어지며, 열 교환된 개질 가스는 수성 가스 전환 반응 유니트(200)로 공급된다.The first heat exchanger 400 is a heat exchange between the hot medium supplied from the outside through the selective oxidation reaction unit 300 and the reformed gas discharged from the combustion / reformation reaction unit, the heat exchanged reformed gas is water It is supplied to the gas shift reaction unit 200.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 개질 반응기는 수성 가스 전환 반응 유니트(200)와 선택적 산화 반응 유니트(300)와 연결되며, 외부에서 공급된 매체와 수성 가스 전환 반응 유니트에서 배출된 개질 가스와의 열교환이 이루어지는 제 2 열 교환기(500) 및 연소/개질 반응 유니트(100)와 연결되어 외부에서 공급된 매체와 연소/개질 반응 유니트에서 배출된 고온의 연소 가스(combustion gases)와의 열교환이 이루어지는 제 3 열교환기(600)를 더 포함할 수 있다.In addition, the reforming reactor according to an embodiment of the present invention is connected to the water gas shift reaction unit 200 and the selective oxidation reaction unit 300, and the reformed gas discharged from the external medium and the water gas shift reaction unit and Is connected to the second heat exchanger 500 and the combustion / reforming reaction unit 100 to exchange heat between the medium supplied from the outside and the high temperature combustion gases discharged from the combustion / reforming reaction unit. 3 may further include a heat exchanger (600).

이하 각 반응 유니트 별로 구체적으로 살펴보면,Looking at each reaction unit in detail below,

1. 연소/개질 반응 1. Combustion / reforming reaction 유니트Unit (100)(100)

도 2a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 개질 반응기를 구성하는 연소/개질 반응 유니트(100)는 제 1 및 제 2 플레이트(110, 120), 채널 플레이트(130), 보조 채널 플레이트(140) 및 중간플레이트(150)를 포함한다.As shown in Figure 2a, the combustion / reforming reaction unit 100 constituting the reforming reactor according to an embodiment of the present invention is the first and second plates (110, 120), channel plate 130, auxiliary channel Plate 140 and intermediate plate 150 is included.

본 실시예에서 상기 제 1 및 제 2 플레이트는 각 반응 유니트의 상부와 하부 에 위치하는 각 플레이트를 구분하기 위하여 사용된 것으로, 이하 제 1 플레이트만을 예를 들어 설명한다.In the present embodiment, the first and second plates are used to distinguish each plate located at the top and the bottom of each reaction unit. Hereinafter, only the first plate will be described.

도 2c는 도 2a에 도시된 연소/개질 반응 유니트를 구성하는 제 1 플레이트를 나타내는 사시도이다. FIG. 2C is a perspective view showing a first plate constituting the combustion / reforming reaction unit shown in FIG. 2A.

도 2c에 도시된 바와 같이, 제 1 플레이트(110)는 양 종단부에 복수의 유체 유입포트(113) 및 유체 배출포트(113)가 형성되어 있으며, 각 포트는 유체의 유동방향에 따라 구분한 것으로, 동일한 구조로 되어 있다.As shown in Figure 2c, the first plate 110 is formed with a plurality of fluid inlet port 113 and the fluid outlet port 113 at both ends, each port is divided according to the flow direction of the fluid It has the same structure.

이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 개질 반응기를 구성하는 반응 유니트는 제 1 플레이트의 일단부의 가운데에 형성된 하나의 유체 유입포트를 통하여 유입된 유체가 채널 플레이트를 통과한 후 제 2 플레이트의 일단부의 양 측에 형성된 2 개의 배출포트를 통하여 외부로 배출될 수 있다.At this time, in the reaction unit constituting the reforming reactor according to an embodiment of the present invention, the fluid introduced through one fluid inlet port formed in the middle of one end of the first plate passes through the channel plate and then ends of the second plate. It can be discharged to the outside through two discharge ports formed on both sides.

이러한 경우에는 제 1 플레이트(110)의 일단부에 형성된 3 개의 포트 중, 양 측에 형성된 포트보다 가운데에 형성된 포트의 직경을 크게 형성하는 것이 바람직하다.In this case, it is preferable to form a larger diameter of the port formed in the middle of the three ports formed at one end of the first plate 110 than the ports formed at both sides.

또한, 제 1 플레이트의 양단부의 내측에는 제 1 및 제 2 플레이트 사이에 배치되는 채널 플레이트 및 중간 플레이트를 체결하기 위한 체결홀(114)이 형성되어 있다.In addition, a fastening hole 114 for fastening a channel plate and an intermediate plate disposed between the first and second plates is formed inside both ends of the first plate.

상기 유체 유입포트(113)는 제 1 방향으로 연장된 제 1 피팅홀(111) 및 상기 제 1 피팅홀(111)과 연통되며, 제 2 방향으로 연장된 제 2 피팅홀(112)로 이루어진다. 이러한 구조에서는 제 1 유체는 제 1 피팅홀(111)을 통하여 공급되고, 제 2 유 체는 제 2 피팅홀(112)을 통하여 공급되므로, 하나의 유입포트를 통하여 복수의 유체가 공급될 수 있다.The fluid inlet port 113 communicates with the first fitting hole 111 extending in the first direction and the first fitting hole 111, and the second fitting hole 112 extending in the second direction. In this structure, since the first fluid is supplied through the first fitting hole 111 and the second fluid is supplied through the second fitting hole 112, a plurality of fluids may be supplied through one inlet port. .

도 2d는 도 2a에 도시된 연소/개질 반응 유니트를 구성하는 채널 플레이트(130)의 평면도로서, 정면도와 배면도를 나타낸다.FIG. 2D is a plan view of the channel plate 130 constituting the combustion / reforming reaction unit shown in FIG. 2A, showing a front view and a rear view.

상기 채널 플레이트(130)는 폭방향 중심선(S)에 대하여 제 1 표면(130a) 및 제 2 표면(130b)이 회전 대칭 구조를 가지며, 각 표면의 중앙부에 다수의 마이크로 채널(139)이 형성되어 있다.The channel plate 130 has a rotationally symmetrical structure of the first surface 130a and the second surface 130b with respect to the widthwise center line S, and a plurality of microchannels 139 are formed at the center of each surface. have.

또한 채널 플레이트(130)의 양 종단부에는 제 1 및 제 2 플레이트와 체결하기 위한 체결홀(138)이 형성되어 있다.In addition, fastening holes 138 for fastening with the first and second plates are formed at both ends of the channel plate 130.

상기 채널 플레이트(130)에는 제 1 종단부(A)에 제 1 관통홀(131)과 제 3 관통홀(133)이 형성되어 있고, 제 2 종단부(B)에 상기 각 관통홀과 폭방향 중심선(S)에 대하여 대칭되도록 제 4 관통홀(136)과 제 2 관통홀(134)이 형성되어 있다.The channel plate 130 has a first through hole 131 and a third through hole 133 formed in the first end portion A, and the through holes and the width direction in the second end portion B. The fourth through hole 136 and the second through hole 134 are formed to be symmetric with respect to the center line S.

이때, 상기 채널 플레이트의 제 1 표면(130a)을 중심으로 설명하면, 제 1 종단부(A)에는 제 1 관통홀(131)과 마이크로 채널을 격리하는 제 1 격벽(132)이 형성되고, 제 2 종단부(B)에는 제 2 관통홀(134)과 마이크로 채널(139)을 격리하는 제 2 격벽(135)이 형성되어 있다.In this case, the center of the first surface 130a of the channel plate will be described. In the first end portion A, a first partition 132 is formed to isolate the first through hole 131 and the microchannel. The second end portion B is provided with a second partition 135 that isolates the second through hole 134 and the microchannel 139.

또한, 채널 플레이트(130)는 제 3 관통홀과 마이크로 채널 사이 및 제 4 관통홀과 마이크로 채널 사이에 수렴/확산 돌기부(137)가 형성되어, 상기 수렴/확산 돌기부(137)는 각 관통홀에서 마이크로 채널로 유동하는 유체를 확산하거나, 마이 크로 채널에서 각 관통홀로 유동하는 유체를 수렴하는 기능을 한다.In addition, the channel plate 130 has a convergence / diffusion protrusion 137 formed between the third through hole and the micro channel and between the fourth through hole and the micro channel, so that the convergence / diffusion protrusion 137 is formed at each through hole. It spreads the fluid flowing in the micro channel or converges the fluid flowing in each through hole in the micro channel.

이와 같은 구조에서 채널 플레이트(130)는 제 1 표면(130a)과 제 2 표면(130b)에서의 유체의 유동이 반대방향으로 이루어진다.In such a structure, the channel plate 130 has the flow of the fluid in the first surface 130a and the second surface 130b in opposite directions.

도 2a에 도시된 바와 같이, 상기 연소/개질 반응 유니트는 상기 채널 플레이트(130)와 동일한 구조를 갖는 보조 채널 플레이트(140) 및 상기 보조 플레이트와 대응하며, 양 종단부에 다수의 관통홀이 형상된 중간플레이트(150)로 이루어진 중간 유니트를 더 포함한다.As shown in FIG. 2A, the combustion / reforming reaction unit corresponds to the auxiliary channel plate 140 having the same structure as the channel plate 130 and the auxiliary plate, and has a plurality of through holes formed at both ends thereof. It further comprises an intermediate unit consisting of the intermediate plate 150.

이때 중간 유니트는 중간 플레이트(150)가 인접한 채널 플레이트(130)와 대응되도록 배치되어 유체의 흐름경로을 연장하는 기능을 수행한다.At this time, the intermediate unit is disposed so that the intermediate plate 150 corresponds to the adjacent channel plate 130 to extend the flow path of the fluid.

연소/개질 반응 유니트 내에서의 각 유체의 흐름은 도 2a 및 2b를 통하여 설명한다. 도 2b 는 도 2a 의 A 부분의 확대 사시도로서, 중간 플레이트(150) 상방에 배치된 채널 플레이트(130)는 저면 사시도로 나타내었다.The flow of each fluid in the combustion / reforming reaction unit is described with reference to FIGS. 2A and 2B. FIG. 2B is an enlarged perspective view of a portion A of FIG. 2A, and the channel plate 130 disposed above the intermediate plate 150 is shown in a bottom perspective view.

제 1 플레이트(110)에 형성된 유체 유입포트(113)을 통하여 연소원료인 메탄과 공기가 함께 유입되며, 연소원료인 메탄은 상기 제 1 피팅홀(111)을 통하여 공급되고, 공기는 제 1 피팅홀(111)과 연통된 제 2 피팅홀(112)를 통하여 공급된다.Methane, which is a combustion material, and air are introduced together through a fluid inlet port 113 formed in the first plate 110, and methane, which is a combustion material, is supplied through the first fitting hole 111, and air is provided in a first fitting. It is supplied through the second fitting hole 112 in communication with the hole 111.

상기 유체 유입포트(113)를 통하여 유입된 메탄 및 공기는 제 1 플레이트(110) 하방에 배치된 채널 플레이트(130)의 제 1 관통홀(131)로 유입된다.Methane and air introduced through the fluid inlet port 113 are introduced into the first through hole 131 of the channel plate 130 disposed below the first plate 110.

상기 메탄 및 공기는 제 1 표면상에 제 1 격벽이 형성되어 마이크로 채널로 유동할 수 없고, 제 1 표면과 회전 대칭 구조로 형성된 제 2 표면의 다수의 마이크 로 채널 내로 유동하게 된다.The methane and air cannot flow into the microchannel because a first partition is formed on the first surface and flows into the plurality of microchannels of the second surface formed in a rotationally symmetrical structure with the first surface.

제 2 표면에 형성된 다수의 마이크로 채널에는 연소촉매가 코팅되어 있으므로, 마이크로 채널을 유동하는 과정에서 연소반응이 일어난다.Since a plurality of microchannels formed on the second surface are coated with a combustion catalyst, a combustion reaction occurs during the flow of the microchannels.

상기 채널 플레이트(130) 하방에 중간 플레이트(150)가 배치되고, 상기 중간 플레이트(150) 하방에 보조 채널 플레이트(140)가 배치된다.The intermediate plate 150 is disposed below the channel plate 130, and the auxiliary channel plate 140 is disposed below the intermediate plate 150.

앞서 설명한 바와 같이, 보조 채널 플레이트(140)는 채널 플레이트(130)와 동일한 구조로 형성되고, 또한 도 4b 에 도시된 바와 같이, 중간 플레이트(150)에는 가열 수단 및 온도 측정 수단이 각각 장착되는 제 1 삽입구(157) 및 제 2 삽입구(158)이 형성되어 있다.As described above, the auxiliary channel plate 140 is formed in the same structure as the channel plate 130, and as shown in FIG. 4B, the intermediate plate 150 is provided with heating means and temperature measuring means, respectively. The first insertion opening 157 and the second insertion opening 158 are formed.

따라서 가열수단(도시되지 않음)으로 반응 유니트를 예열할 수 있으며, 온도 측정 수단(도시하지 않음)으로 반응 유니트의 반응온도를 확인할 수 있다.Therefore, the reaction unit may be preheated by a heating means (not shown), and the reaction temperature of the reaction unit may be confirmed by a temperature measuring means (not shown).

연소가스는 중간 플레이트(150)의 제 2 관통홀(154)을 통과한 후, 보조 채널 플레이트(140)의 제 2 관통홀(144)을 통과하고 제 2 플레이트(120)의 유체 배출포트(124)를 통하여 외부로 배출된다.The combustion gas passes through the second through hole 154 of the intermediate plate 150, and then passes through the second through hole 144 of the auxiliary channel plate 140 and the fluid discharge port 124 of the second plate 120. It is discharged to outside through).

한편, 채널 플레이트(130)와 중간 플레이트(150) 사이의 유로를 통과하지 않는 메탄 및 공기는 중간 플레이트(150)의 제 1 관통홀(151)을 통하여 보조 채널 플레이트(140)의 제 1 관통홀(141)로 유입된다.Meanwhile, methane and air that do not pass through the channel between the channel plate 130 and the intermediate plate 150 pass through the first through hole 151 of the auxiliary channel plate 140 through the first through hole 151 of the intermediate plate 150. 141 flows in.

보조 채널 플레이트(140)의 제 1 관통홀(141)로 유입된 메탄 및 공기는 제 2 표면에 형성된 다수의 마이크로 채널을 유동하는 과정에서 연소반응이 일어나며, 연소반응을 마친 연소가스는 제 2 플레이트의 유체 배출포트(124)를 통하여 외부로 배출된다.Methane and air introduced into the first through-hole 141 of the auxiliary channel plate 140 are combusted in the course of flowing a plurality of micro-channels formed on the second surface, the combustion gas is completed in the second plate It is discharged to the outside through the fluid discharge port 124 of the.

한편, 제 2 플레이트(120)에 형성된 유체 유입포트(123)을 통하여 개질원료인 메탄과 물이 함께 유입되며, 물은 상기 제 1 피팅홀(121)을 통하여 공급되고, 개질원료인 메탄은 제 1 피팅홀(121)과 연통된 제 2 피팅홀(122)를 통하여 공급된다.Meanwhile, methane, which is a reforming material, and water are introduced together through the fluid inlet port 123 formed in the second plate 120, water is supplied through the first fitting hole 121, and methane, which is a reforming material, It is supplied through the second fitting hole 122 in communication with the first fitting hole 121.

상기 유체 유입포트(123)를 통하여 유입된 메탄 및 물은 제 2 플레이트 상방에 배치된 보조 채널 플레이트(140)의 제 3 관통홀(143)로 유입된다.Methane and water introduced through the fluid inlet port 123 flow into the third through hole 143 of the auxiliary channel plate 140 disposed above the second plate.

상기 메탄 및 물은 보조 채널 플레이트(140)의 제 1 표면상에 수렴/확산 돌기부를 지나 다수의 마이크로 채널로 유동하며, 상기 마이크로 채널의 표면에는 개질 촉매가 코팅되어 있으므로, 마이크로 채널을 유동하는 과정에서 개질반응이 일어난다. The methane and water flow through the converging / diffusion protrusions on the first surface of the auxiliary channel plate 140 to a plurality of microchannels, and the surface of the microchannels is coated with a reforming catalyst, thereby flowing the microchannels. The reforming reaction takes place at.

개질반응에 의하여 형성된 개질가스는 중간 플레이트(150)의 제 3 관통홀(156)을 통과한 후, 채널 플레이트(130)의 제 3 관통홀(136)을 통과하고 제 1 플레이트(110)의 유체 배출포트(114)를 통하여 수성가스 전환 반응 유니트(도 1의 200)로 배출된다.The reformed gas formed by the reforming reaction passes through the third through hole 156 of the intermediate plate 150, passes through the third through hole 136 of the channel plate 130, and the fluid of the first plate 110. It is discharged to the water gas conversion reaction unit (200 in FIG. 1) through the discharge port 114.

한편, 보조 채널 플레이트(130)와 중간 플레이트(150) 사이의 유로를 통과하지 않는 메탄 및 물은 중간 플레이트(150)의 제 4 관통홀(153)을 통하여 채널 플레이트(130)의 제 4 관통홀(133)로 유입된다.Meanwhile, methane and water that do not pass through the flow path between the auxiliary channel plate 130 and the intermediate plate 150 pass through the fourth through hole of the channel plate 130 through the fourth through hole 153 of the intermediate plate 150. 133 is introduced.

채널 플레이트(130)의 제 4 관통홀(133)로 유입된 메탄 및 물은 제 1 표면에 형성된 다수의 마이크로 채널을 유동하는 과정에서 개질 반응이 일어나며, 개질반응에 의하여 형성된 개질가스는 제 1 플레이트(110)의 유체 배출포트(114)를 통하여 수성 가스 전환 반응 유니트(도 1의 200)로 배출된다.Methane and water introduced into the fourth through hole 133 of the channel plate 130 undergo a reforming reaction in the course of flowing a plurality of microchannels formed on the first surface, and the reformed gas formed by the reforming reaction is formed in the first plate. It is discharged to the water gas shift reaction unit (200 in FIG. 1) through the fluid discharge port 114 of 110.

앞서 살펴본 바와 같이, 채널 플레이트 및 보조 채널 플레이트의 제 1 표면 및 제 2 표면에서 각각 개질반응 및 연소반응이 이루어지며, 연소반응에서 발생한 열을 개질반응에 이용할 수 있다.As described above, the reforming reaction and the combustion reaction are performed at the first and second surfaces of the channel plate and the auxiliary channel plate, respectively, and heat generated in the combustion reaction may be used for the reforming reaction.

본 실시예에서 개질촉매로서는 백금(platinum), 로듐(rhodium), 루테늄 (ruthenium), 오스뮴(osmium), 이리듐(iridium), 팔라듐(palladium) 및 니켈(Ni) 등과 같은 백금족 원소, 금, 은, 동, K2O 또는 MgO 등의 알칼리 성분 및 이들 중 2 이상의 혼합물로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 것이 바람직하다. In the present embodiment, as a reforming catalyst, platinum group elements such as platinum, rhodium, ruthenium, osmium, iridium, palladium and nickel, gold, silver, it is selected from copper, K 2 O or the group consisting of alkali elements and mixtures of two or more of these of MgO and the like.

이때 상기 개질촉매는 촉매지지체에 담지되어 사용되는 것이 바람직하다.At this time, the reforming catalyst is preferably used supported on the catalyst support.

상기 촉매지지체로는 α-산화알루미늄, γ-산화알루미늄, θ-산화알루미늄, 산화지르코늄 (ZrO2), 실리카(silica; SiO2), 세리아(ceria; CeO2), 칼슘 알루미네이트(calcium aluminate) 또는 이들 중 2 이상의 혼합물로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 것을 사용하는 것이 바람직하고, 특히 θ-산화알루미늄을 사용하는 것이 더욱 바람직하다.As the catalyst support, α-aluminum oxide, γ-aluminum oxide, θ-aluminum oxide, zirconium oxide (ZrO 2 ), silica (SiO 2 ), ceria (CeO 2 ), calcium aluminate (calcium aluminate) Or those selected from the group consisting of two or more of these mixtures are preferable, and in particular, θ-aluminum oxide is more preferably used.

본 실시예에 사용되는 연소촉매로는 백금(platinum), 로듐(rhodium), 루테늄(ruthenium), 오스뮴(osmium), 이리듐(iridium), 팔라듐(palladium) 및 니켈(Ni) 등과 같은 백금족 원소, 금, 은, 동 또는 이들 중 2이상의 혼합물로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 것이 바람직하다. Combustion catalysts used in the present embodiment include platinum group elements such as platinum, rhodium, ruthenium, osmium, iridium, palladium and nickel, and gold. Is preferably selected from the group consisting of copper or a mixture of two or more thereof.

이때 상기 연소촉매는 촉매 지지체에 담지되어 사용되는 것이 바람직하다. At this time, the combustion catalyst is preferably used supported on the catalyst support.

상기 연소촉매의 담지는 촉매지지체를 먼저 코팅하고, 상기 연소촉매의 수용액을 연소촉매의 양이 상기 촉매지지체 대비 0.1 내지 5 중량부가 되도록 첨가한 후, 건조 및 소성 처리하는 것이 바람직하다.The support of the combustion catalyst is first coated with a catalyst support, and then the aqueous solution of the combustion catalyst is added so that the amount of the combustion catalyst is 0.1 to 5 parts by weight relative to the catalyst support, followed by drying and firing treatment.

상기 촉매지지체로는 산화알루미늄, α-산화알루미늄, 산화지르코늄 (ZrO2), 실리카(silica; SiO2), 세리아(ceria; CeO2) 또는 이들 중 2 이상의 혼합물로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 것을 사용하는 것이 바람직하고, 특히 세리아를 사용하는 것이 더욱 바람직하다. The catalyst support may be selected from the group consisting of aluminum oxide, α-aluminum oxide, zirconium oxide (ZrO 2 ), silica (SiO 2 ), ceria (CeO 2 ) or a mixture of two or more thereof. It is preferable, and especially it is more preferable to use ceria.

2. 수성가스전환 반응 2. Water gas shift reaction 유니트Unit (200)(200)

전술한 연소/개질 반응 유니트(100)에서 개질 반응 후 형성된 개질가스에는 약 5% ~ 15%의 일산화탄소가 포함되며, 이러한 일산화탄소는 양자 교환 멤브레인 연료전지의 전극재료로 사용되는 백금을 피독시켜 연료전지의 성능을 급격히 저하시킨다.The reformed gas formed after the reforming reaction in the combustion / reforming reaction unit 100 described above contains about 5% to 15% of carbon monoxide, and the carbon monoxide poisons platinum used as an electrode material of a proton exchange membrane fuel cell to fuel cells. Degrades the performance dramatically.

따라서 개질가스를 수성 가스 전환 반응 유니트를 통과시켜 개질가스에 포함 된 일산화탄소의 함량을 1% 이하로 낮추는 것이 바람직하다.Therefore, it is preferable to lower the content of carbon monoxide contained in the reformed gas to 1% or less by passing the reformed gas through the water gas shift reaction unit.

도 3 는 본 발명의 일 실시예에 따른 개질 반응기를 구성하는 수성 가스 전환 반응 유니트의 분해 사시도이다.3 is an exploded perspective view of a water gas shift reaction unit constituting a reforming reactor according to an embodiment of the present invention.

도 3 에 도시된 바와 같이, 수성 가스 전환 반응 유니트는 제 1 및 제 2 플레이트(210, 220), 채널 플레이트(230), 보조 채널 플레이트(240) 및 중간 플레이트(250)를 포함한다.As shown in FIG. 3, the water gas shift reaction unit includes first and second plates 210 and 220, channel plate 230, auxiliary channel plate 240, and intermediate plate 250.

각 플레이트의 구조 및 기능은 도 2a 내지 도2b 를 통하여 설명한 연소/개질 반응 유니트를 구성하는 각 플레이트와 구조 및 기능이 동일하다.The structure and function of each plate are identical in structure and function to each plate constituting the combustion / reforming reaction unit described with reference to FIGS. 2A to 2B.

다만, 수성 가스 전환 반응 유니트(200)는 연소/개질 반응 유니트(100)에서 개질반응을 마친 개질가스와 고온의 물의 반응만 이루어 지므로, 유입 및 유출포트의 개수 및 중간플레이트의 관통홀의 개수의 차이가 있다.However, since the water gas shift reaction unit 200 only reacts the reformed gas that has been reformed in the combustion / reformation unit 100 with high temperature water, the difference between the number of inflow and outflow ports and the number of through holes in the intermediate plate. There is.

또한, 채널 플레이트(230) 및 보조 채널 플레이트(240)는 제 1 표면 및 제 2 표면이 동일한 구조로 형성된다.In addition, the channel plate 230 and the auxiliary channel plate 240 are formed in the same structure as the first surface and the second surface.

이는 수성 가스 전환 반응 유니트(200)를 구성하는 각 채널 플레이트의 제 1 표면과 제 2 표면에서 유체의 유동방향이 동일하기 때문이다.This is because the flow direction of the fluid on the first surface and the second surface of each channel plate constituting the water gas shift reaction unit 200 is the same.

이하, 수성 가스 전환 반응 유니트 내에서의 각 유체의 흐름은 도 3을 통하여 설명한다.Hereinafter, the flow of each fluid in the water gas shift reaction unit will be described with reference to FIG. 3.

제 1 플레이트는(210)의 유체 유입포트(213)를 통하여 연소/개질 반응 유니트(100)에서 배출된 개질가스와 외부에서 공급된 고온의 물이 함께 공급된다.The first plate is supplied with reformed gas discharged from the combustion / reformation reaction unit 100 and hot water supplied from the outside through the fluid inlet port 213 of the first plate 210.

이때 개질가스는 제 1 피팅홀(212)를 통하여 공급되고, 물은 제 1 피팅홀과 연통된 제 2 피팅홀(212)를 통하여 공급된다.At this time, the reformed gas is supplied through the first fitting hole 212, and water is supplied through the second fitting hole 212 communicating with the first fitting hole.

상기 개질가스와 물은 채널 플레이트(230)의 제 4 관통홀(233)을 통하여 유입된 후, 제 1 표면 및 제 2 표면에 형성된 마이크로 채널로 각각 유동한다.The reformed gas and water flow through the fourth through hole 233 of the channel plate 230 and then flow into the micro channels formed on the first and second surfaces, respectively.

상기 마이크로 채널의 표면에는 수성 가스 전환 촉매가 코팅되어 있으므로, 각 표면의 마이크로 채널을 유동하는 과정에서 수성 가스 전환 반응이 이루어진다.Since the water gas shift catalyst is coated on the surface of the micro channel, the water gas shift reaction occurs in the process of flowing the micro channel on each surface.

채널 플레이트(230)의 양면에서 수성가스 전환 반응을 마친 개질가스는 채널 플레이트(230)의 제 3 관통홀(236)을 통하여, 중간 플레이트(250)의 제 3 관통홀(256)로 함께 유입되고, 상기 제 3 관통홀(256)을 통과한 후 보조 채널 플레이트(240)의 제 2 표면을 유동하며 수성 가스 전환 반응이 이루어지며, 보조 채널 플레이트(240)의 제 1 관통홀(243)을 통과한 후 제 2 플레이트(220)의 유체 배출포트(223)를 통하여 선택적 산화반응 유니트(도 1의 300)로 배출된다.The reformed gas, which has completed the water gas conversion reaction at both sides of the channel plate 230, flows together into the third through hole 256 of the intermediate plate 250 through the third through hole 236 of the channel plate 230. After passing through the third through hole 256, the second surface of the auxiliary channel plate 240 flows to form a water gas conversion reaction, and passes through the first through hole 243 of the auxiliary channel plate 240. Then, it is discharged to the selective oxidation reaction unit (300 of FIG. 1) through the fluid discharge port 223 of the second plate 220.

또한, 중간플레이트(250)의 제 3 관통홀(256)을 통하여 보조 채널 플레이트의 제 3 관통홀(246)로 유입된 개질가스는 보조 채널 플레이트의 제 1 표면을 유동하며 수성 가스 전환 반응이 이루어지고, 반응을 마친 개질가스는 제 2 플레이트의 유체 배출포트(223)을 통하여 선택적 산화반응 유니트(도 1의 300)로 배출된다.In addition, the reformed gas introduced into the third through hole 246 of the auxiliary channel plate through the third through hole 256 of the intermediate plate 250 flows through the first surface of the auxiliary channel plate and undergoes a water gas shift reaction. After the reaction, the reformed gas is discharged to the selective oxidation reaction unit 300 of FIG. 1 through the fluid discharge port 223 of the second plate.

본 실시예에서 수성 가스 전환 반응에 사용된 촉매로는 백금(platinum), 레니움(Rhenium), 루테늄(ruthenium), 로듐(rhodium), 철(Iron), 구리(Copper) 및 니켈(Ni) 등과 같은 백금족 원소, 금, 은, 동 및 이들 중 2이상의 혼합물로 이루어지 는 그룹으로부터 선택하는 것이 바람직하다. Catalysts used in the water gas shift reaction in this embodiment are platinum, rhenium, ruthenium, rhodium, iron, copper and nickel. It is preferred to select from the group consisting of the same platinum group elements, gold, silver, copper and mixtures of two or more thereof.

이때 상기 촉매는 촉매 지지체에 담지되어 사용하는 것이 바람직하다. At this time, it is preferable to use the catalyst supported on the catalyst support.

상기 촉매 지지체로는 알루미나(alumina), 세리아(ceria), 지르코니아(zirconia), 칼슘 알루미네이트(calcium aluminate), 산화세슘(cesium oxide), 산화구리(copper oxide), 산화아연(zinc oxide) 및 이들 중 2 이상의 혼합물로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 것을 사용하는 것이 바람직하다. The catalyst support may include alumina, ceria, zirconia, calcium aluminate, cesium oxide, copper oxide, zinc oxide, and these. Preference is given to using those selected from the group consisting of mixtures of two or more of them.

3. 선택적 산화 반응 3. Selective Oxidation Reaction 유니트Unit (300)(300)

도 4 은 본 발명의 일 실시예에 따른 개질 반응기를 구성하는 선택적 산화 반응 유니트(300)의 분해 사시도로서, 상기 선택적 산화 반응 유니트는 제 1 및 제 2 플레이트(310, 320), 채널 플레이트(330), 보조 플레이트(340, 350) 및 중간 플레이트(360, 370)을 포함한다.4 is an exploded perspective view of a selective oxidation reaction unit 300 constituting a reforming reactor according to an embodiment of the present invention, wherein the selective oxidation reaction unit includes first and second plates 310 and 320 and a channel plate 330. ), Auxiliary plates 340 and 350 and intermediate plates 360 and 370.

각 플레이트는 앞서 설명한 연소/개질 반응 유니트(100)의 각 플레이트와 구조가 동일하며, 제 1 및 제 2 플레이트의 유입포트 및 배출포트의 배치 및 개수, 중간 플레이트의 관통홀의 배치 및 개수에서 차이가 난다.Each plate has the same structure as each plate of the combustion / reforming reaction unit 100 described above, and the difference in the arrangement and number of inlet and outlet ports of the first and second plates and the arrangement and number of through holes of the intermediate plate are different. Flies

이하, 선택적 산화 반응 유니트 내에서의 유체의 흐름을 도 4를 통하여 설명한다.Hereinafter, the flow of the fluid in the selective oxidation reaction unit will be described with reference to FIG. 4.

제 1 플레이트의 일 종단부의 유체 유입포트(311)을 통하여 외부장치(도시하지 않음)로부터 공기가 공급된다.Air is supplied from an external device (not shown) through the fluid inlet port 311 of one end of the first plate.

상기 공기는 채널 플레이트(330)의 제 2 표면을 유동한 후, 제 3 관통 홀(334) 및 중간 플레이트(360)의 제 3 관통홀(364)을 통과한다.The air flows through the second surface of the channel plate 330 and then passes through the third through hole 334 and the third through hole 364 of the intermediate plate 360.

이후 공기는 보조 플레이트(340)의 제 2 표면을 유동한 후 제 1 관통홀(341) 및 중간플레이트(370)의 제 1 관통홀(371)을 통과한다.The air then flows through the second surface of the auxiliary plate 340 and passes through the first through hole 341 and the first through hole 371 of the intermediate plate 370.

이후 보조 플레이트(350)의 제 2 표면을 유동한 후, 제 3 관통홀 및 제 2 플레이트(320)의 배출포트(321)를 통하여 반응 유니트 외부로 배출된다.Thereafter, the second surface of the auxiliary plate 350 flows, and then is discharged to the outside of the reaction unit through the discharge port 321 of the third through hole and the second plate 320.

한편, 제 1 플레이트(310)의 타 종단부에 형성된 유체 유입포트(314)를 통하여 수성 가스 전환 반응 유니트에서 배출된 개질가스와 공기가 공급된다.Meanwhile, the reformed gas and the air discharged from the water gas shift reaction unit are supplied through the fluid inlet port 314 formed at the other end of the first plate 310.

제 1 피팅홀(312)를 통하여 개질가스가 공급되고, 제 2 피팅홀(313)을 통하여 공기가 공급된다.The reformed gas is supplied through the first fitting hole 312, and air is supplied through the second fitting hole 313.

개질 가스 및 공기는 채널 플레이트(330)의 제 3 관통홀(336)을 통과하여, 제 1 표면을 유동한다. 이때, 제 1 표면에 형성된 다수의 마이크로 채널에는 프락스 반응 촉매가 코팅되어 있으므로, 마이크로 채널을 유동하는 과정에서 프락스 반응이 이루어진다.The reformed gas and air pass through the third through hole 336 of the channel plate 330 and flow through the first surface. At this time, since the proxy reaction catalyst is coated on the plurality of microchannels formed on the first surface, the proxy reaction occurs in the process of flowing the microchannels.

선택적 산화 반응을 거친 개질가스 및 공기는 제 1 중간플레이트(360)의 제 4 관통홀(363)을 통과한 후, 제 1 보조 채널 플레이트(340)의 제 4 관통홀(343)을 지나, 제 1 표면을 유동한다. 이때, 제 1 표면에 형성된 다수의 마이크로 채널의 표면에는 선택적 산화 반응 촉매가 코팅되어 있으므로, 마이크로 채널을 유동하는 과정에서 선택적 산화 반응이 이루어진다.The reformed gas and air undergoing the selective oxidation pass through the fourth through hole 363 of the first intermediate plate 360, and then through the fourth through hole 343 of the first auxiliary channel plate 340. 1 Flow the surface. At this time, since the selective oxidation reaction catalyst is coated on the surfaces of the plurality of micro channels formed on the first surface, the selective oxidation reaction is performed in the process of flowing the micro channel.

이후, 선택적 산화 반응을 거친 개질가스 및 공기는 제 2 중간플레이트(370)의 제 4 관통홀(376)을 통과한 후, 제 2 보조 채널 플레이트(350)의 제 3 관통 홀(356)을 지나, 제 1 표면을 유동한다. Thereafter, the reformed gas and air which have undergone the selective oxidation reaction pass through the fourth through hole 376 of the second intermediate plate 370, and then pass through the third through hole 356 of the second auxiliary channel plate 350. , First flow surface.

이때, 제 2 보조 플레이트(350)의 제 1 표면에 형성된 다수의 마이크로 채널의 표면에는 선택적 산화 반응 촉매가 코팅되어 있으므로, 마이크로 채널을 유동하는 과정에서 선택적 산화 반응이 이루어진다.At this time, since the selective oxidation reaction catalyst is coated on the surfaces of the plurality of micro channels formed on the first surface of the second auxiliary plate 350, the selective oxidation reaction is performed in the process of flowing the micro channels.

선택적 산화 반응을 마친 개질가스는 제 2 플레이트(320)의 배출포트(324)를 통하여 외부로 배출된다.The reformed gas after the selective oxidation reaction is discharged to the outside through the discharge port 324 of the second plate 320.

한편, 채널 플레이트(330) 및 각 보조 채널 플레이트(340, 350)의 제 1 표면으로는 선택적 산화 반응을 위한 개질가스와 공기가 유동하고, 제 2 표면으로는 공기가 유동한다.On the other hand, the reformed gas and air for selective oxidation reaction flows to the first surface of the channel plate 330 and each of the auxiliary channel plates 340 and 350, and air flows to the second surface.

이때 선택적 산화 반응은 발열반응이므로, 제 2 표면을 유동하는 공기는 반응열을 흡수한다.At this time, since the selective oxidation reaction is exothermic, the air flowing through the second surface absorbs the heat of reaction.

상기 선택적 산환 반응에 사용되는 촉매로는 백금(platinum), 로듐(rhodium), 레니움(rhenium), 루테늄(ruthenium), 오스뮴(osmium), 이리듐(iridium) 및 팔라듐 (palladium) 등과 같은 백금족 원소, 금, 은, 동 및 이들 중 2이상의 혼합물로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 것이 바람직하다.Catalysts used in the selective conversion reaction include platinum group elements such as platinum, rhodium, rhenium, ruthenium, osmium, iridium and palladium, Preference is given to being selected from the group consisting of gold, silver, copper and mixtures of two or more of these.

이때 선택적 산화 반응에 사용되는 촉매는 촉매 지지체에 담지되어 사용되는 것이 바람직하다. At this time, the catalyst used for the selective oxidation reaction is preferably used supported on the catalyst support.

상기 촉매 지지체로는 알루미나(Alumina), 세리아(Ceria), 지르코니아(Zirconia), 칼슘 알루미네이트(Calcium aluminate) 및 이들 중 2 이상의 혼합물로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 것을 사용하는 것이 바람직하다. The catalyst support is preferably selected from the group consisting of alumina, ceria, zirconia, calcium aluminate, and mixtures of two or more thereof.

4. 제 1 열교환기(400)4. The first heat exchanger 400

도 5은 본 발명의 일 실시에에 따른 개질 반응기를 구성하는 제 1 열교환기의 분해 사시도로서, 제 1 및 제 2 플레이트(410, 420), 채널 플레이트(430)을 포함한다.5 is an exploded perspective view of a first heat exchanger constituting a reforming reactor according to an exemplary embodiment of the present invention, and includes first and second plates 410 and 420 and a channel plate 430.

제 1 열교환기는 연소/개질 반응 유니트(100)와 수성 가스 전환 반응 유니트(200)와 연결되며, 선택적 산화 반응 유니트(300)를 통하여 외부에서 공급된 고온의 공기와 연소/개질 반응 유니트에서 배출된 개질 가스와의 열교환이 이루어지며, 열 교환된 개질 가스를 수성 가스 전환 반응 유니트(200)로 공급한다.The first heat exchanger is connected to the combustion / reforming reaction unit 100 and the water gas shift reaction unit 200 and discharged from the hot air and the combustion / reforming reaction unit supplied from the outside through the selective oxidation reaction unit 300. The heat exchange with the reformed gas is performed, and the reformed gas, which is heat exchanged, is supplied to the water gas shift reaction unit 200.

마이크로 채널에 촉매층이 형성되어 있지 않다는 점을 제외하고는 제 1 열교환기의 채널 플레이트는 앞서 설명한 연소/개질 반응 유니트(100)의 채널 플레이트와 동일한 구조로 형성된다.The channel plate of the first heat exchanger is formed in the same structure as the channel plate of the combustion / reforming reaction unit 100 described above, except that no catalyst layer is formed in the microchannel.

개질가스는 제 1 플레이트(410)의 유입포트(411)를 통하여 제 1 열교환기로 유입되고, 채널 플레이트(430)의 제 3 관통홀(436)을 지나 제 1 표면을 유동하며, 제 2 플레이트(420)의 배출포트(424)를 통하여 배출된다.The reformed gas flows into the first heat exchanger through the inlet port 411 of the first plate 410, flows through the third surface of the channel plate 430 through the third through hole 436, and flows through the first surface. It is discharged through the discharge port 424 of the 420.

한편 공기는 제 2 플레이트(420)의 유입포트(421)를 통하여 제 1 열교환기로 유입되고, 채널 플레이트(430)의 제 2 관통홀(434)를 지나 제 2 표면을 유동하며, 제 1 플레이트(410)의 배출포트(414)를 통하여 배출된다.Meanwhile, air flows into the first heat exchanger through the inlet port 421 of the second plate 420, flows through the second surface through the second through hole 434 of the channel plate 430, and flows through the second surface. It is discharged through the discharge port 414 of 410.

5. 제 2 열교환기(500)5. Second heat exchanger 500

도 6 은 본 발명의 일 실시에에 따른 개질 반응기를 구성하는 제 2 열교환기의 분해 사시도로서, 제 1 및 제 2 플레이트(510, 520), 채널 플레이트(530)을 포함한다.6 is an exploded perspective view of a second heat exchanger constituting a reforming reactor according to an exemplary embodiment of the present invention, and includes first and second plates 510 and 520 and a channel plate 530.

제 2 열교환기(500)는 수성 가스 전환 반응 유니트(200)와 선택적 산화 반응 유니트(300)와 연결되며, 외부에서 공급된 물와 수성 가스 전환 반응 유니트(200)에서 배출된 개질 가스와의 열교환이 이루어진다. The second heat exchanger 500 is connected to the water gas shift reaction unit 200 and the selective oxidation reaction unit 300, and the heat exchange between the water supplied from the outside and the reformed gas discharged from the water gas shift reaction unit 200 is performed. Is done.

마이크로 채널에 촉매층이 형성되어 있지 않다는 점을 제외하고는 제 1 열교환기의 채널 플레이트는 앞서 설명한 연소/개질 반응 유니트(100)의 채널 플레이트와 동일한 구조로 형성된다.The channel plate of the first heat exchanger is formed in the same structure as the channel plate of the combustion / reforming reaction unit 100 described above, except that no catalyst layer is formed in the microchannel.

개질 가스는 제 1 플레이트(510)의 유입포트(514)를 통하여 제 2 열교환기로 유입되고, 채널 플레이트(530)의 제 4 관통홀(533)을 지나 제 1 표면을 유동하며, 제 2 플레이트(520)의 배출포트(521)를 통하여 배출된다.The reformed gas flows into the second heat exchanger through the inlet port 514 of the first plate 510, flows through the fourth through hole 533 of the channel plate 530, and flows through the first surface. It is discharged through the discharge port 521 of 520.

한편 물은 제 2 플레이트(520)의 유입포트(524)를 통하여 제 2 열교환기로 유입되고, 채널 플레이트(530)의 제 2 관통홀(534)를 지나 제 2 표면을 유동하며, 제 1 플레이트(510)의 배출포트(511)를 통하여 배출된다.Meanwhile, water flows into the second heat exchanger through the inlet port 524 of the second plate 520, flows through the second through hole 534 of the channel plate 530, and flows through the second surface. It is discharged through the discharge port 511 of the 510.

6. 제 3 열교환기(600)6. Third heat exchanger 600

도 7 은 본 발명의 일 실시에에 따른 개질 반응기를 구성하는 제 3 열교환기의 분해 사시도로서, 제 1 및 제 2 플레이트(610, 620), 채널 플레이트(630)을 포함한다.7 is an exploded perspective view of a third heat exchanger constituting a reforming reactor according to an exemplary embodiment of the present invention, and includes first and second plates 610 and 620 and a channel plate 630.

제 3 열교환기는 연소/개질 반응 유니트(100)와 연결되어, 외부에서 공급된 물과 연소/개질 반응 유니트(100)에서 배출된 고온의 연소 가스와의 열교환이 이루어진다.The third heat exchanger is connected to the combustion / reforming reaction unit 100 to exchange heat between the externally supplied water and the hot combustion gas discharged from the combustion / reforming reaction unit 100.

마이크로 채널에 촉매층이 형성되어 있지 않다는 점을 제외하고는 제 1 열교환기의 채널 플레이트는 앞서 설명한 연소/개질 반응 유니트(100)의 채널 플레이트와 동일한 구조로 형성된다.The channel plate of the first heat exchanger is formed in the same structure as the channel plate of the combustion / reforming reaction unit 100 described above, except that no catalyst layer is formed in the microchannel.

물은 제 1 플레이트(610)의 유입포트(611)를 통하여 제 3 열교환기로 유입되고, 채널 플레이트(630)의 제 4 관통홀(633)을 지나 제 1 표면을 유동하며, 제 2 플레이트(620)의 배출포트(624)를 통하여 배출된다.Water flows into the third heat exchanger through the inlet port 611 of the first plate 610, flows through the first surface through the fourth through hole 633 of the channel plate 630, and the second plate 620. Is discharged through the discharge port 624.

한편 연소가스는 제 2 플레이트(620)의 유입포트(621)를 통하여 제 3 열교환기로 유입되고, 채널 플레이트(630)의 제 2 관통홀(634)를 지나 제 2 표면을 유동하며, 제 1 플레이트(610)의 배출포트(614)를 통하여 배출된다.Meanwhile, the combustion gas flows into the third heat exchanger through the inlet port 621 of the second plate 620, flows through the second surface through the second through hole 634 of the channel plate 630, and flows through the second surface. It is discharged through the discharge port 614 of 610.

위에서 설명된 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.Preferred embodiments of the present invention described above are disclosed for purposes of illustration, and those skilled in the art having various ordinary knowledge of the present invention may make various modifications, changes, and additions within the spirit and scope of the present invention. And additions should be considered to be within the scope of the following claims.

도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 개질 반응기의 구성도.1 is a block diagram of a reforming reactor according to an embodiment of the present invention.

도 2a 는 본 발명의 일 실시예에 따른 개질 반응기를 구성하는 연소/개질 반응 유니트의 분해 사시도.Figure 2a is an exploded perspective view of the combustion / reforming reaction unit constituting the reforming reactor according to an embodiment of the present invention.

도 2b 는 도 2a 의 A 부분의 확대 사시도.FIG. 2B is an enlarged perspective view of portion A of FIG. 2A. FIG.

도 2c 는 도 2a 에 도시된 연소/개질 반응 유니트를 구성하는 제 1 플레이트의 사시도.FIG. 2C is a perspective view of a first plate constituting the combustion / reforming reaction unit shown in FIG. 2A. FIG.

도 2d 는 도 2a 에 도시된 연소/개질 반응 유니트를 구성하는 채널 플레이트의 정면도.FIG. 2D is a front view of the channel plate constituting the combustion / reforming reaction unit shown in FIG. 2A; FIG.

도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 개질 반응기를 구성하는 수성 가스 전환 반응 유니트의 분해 사시도.Figure 3 is an exploded perspective view of the water gas shift reaction unit constituting the reforming reactor according to an embodiment of the present invention.

도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 개질 반응기를 구성하는 선택적 산화 반응 유니트의 분해 사시도.4 is an exploded perspective view of a selective oxidation reaction unit constituting a reforming reactor according to an embodiment of the present invention.

도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 개질 반응기를 구성하는 제 1 열교환기의 분해 사시도.5 is an exploded perspective view of a first heat exchanger constituting a reforming reactor according to an embodiment of the present invention.

도 6 은 본 발명의 일 실시예에 따른 개질 반응기를 구성하는 제 2 열교환기의 분해 사시도.6 is an exploded perspective view of a second heat exchanger constituting a reforming reactor according to an embodiment of the present invention.

도 7 은 본 발명의 일 실시예에 따른 개질 반응기를 구성하는 제 3 열교환기의 분해 사시도.7 is an exploded perspective view of a third heat exchanger constituting a reforming reactor according to an embodiment of the present invention.

Claims (16)

외부에서 공급된 개질 원료와 연소 원료의 반응이 이루어져 개질 가스가 생성되는 연소/개질 반응 유니트;A combustion / reformation reaction unit in which a reaction of the reformed raw material and the combustion raw material supplied from the outside is performed to generate a reformed gas; 연소/개질 반응 유니트와 연결되며, 연소/개질 반응 유니트에서 배출된 개질 가스와 외부에서 공급된 고온의 물의 반응이 이루어져 개질 가스에 함유된 일산화탄소가 저감되는 수성 가스 전환 반응 유니트; 및A water gas shift reaction unit connected to the combustion / reformation unit, wherein the reformed gas discharged from the combustion / reformation unit is reacted with hot water supplied from the outside to reduce carbon monoxide contained in the reformed gas; And 수성 가스 전환 반응 유니트 및 외부 장치와 연결되며, 수성 가스 전환 반응 유니트에서 배출된 개질 가스와 외부에서 공급된 공기의 반응이 이루어져 개질 가스에 함유된 잔류 일산화탄소가 저감되는 선택적 산화 반응 유니트를 포함하는 개질 반응기.The reforming unit is connected to the water gas shift reaction unit and an external device, and includes a selective oxidation reaction unit in which a reformed gas discharged from the water gas shift reaction unit and externally supplied air are reacted to reduce residual carbon monoxide contained in the reformed gas. Reactor. 제 1 항에 있어서, 연소/개질 반응 유니트는, The method of claim 1, wherein the combustion / reforming reaction unit, 양 종단부에 유체 유입포트 및 유체 배출포트가 각각 형성된 제 1 플레이트 및 제 2 플레이트; 및First and second plates each having a fluid inlet port and a fluid outlet port at both ends; And 제 1 플레이트 및 제 2 플레이트 사이에 배치되어 제 1 플레이트와의 사이 및 제 2 플레이트와의 사이에 유로를 각각 형성하는 채널 플레이트를 포함하고,A channel plate disposed between the first plate and the second plate to form a flow path between the first plate and the second plate, respectively; 채널 플레이트는 폭방향 중심선에 대하여 회전 대칭 구조를 가지며, 제 1 플레이트 및 제 2 플레이트와 각각 대응하는 제 1 표면 및 제 2 표면에 형성되고, 반 응촉매가 코팅된 다수의 마이크로 채널 및 양 종단부에 각각 형성된 제 1 및 제 2 관통홀을 포함하며,The channel plate has a rotationally symmetrical structure with respect to the width centerline, and is formed on the first and second surfaces corresponding to the first plate and the second plate, respectively, and has a plurality of microchannels and both ends coated with a reaction catalyst. And first and second through holes respectively formed in the 제 1 플레이트의 유입 포트를 통하여 유입된 유체는 채널 플레이트의 제 1 종단부에 형성된 제 1 관통홀을 통하여 채널플레이와 제 2 플레이트 사이에 형성된 유로로 유입된 후 제 2 플레이트의 유출포트를 통하여 외부로 배출되며,The fluid introduced through the inlet port of the first plate flows into the flow path formed between the channel play and the second plate through the first through hole formed at the first end of the channel plate and then through the outlet port of the second plate. Is discharged to 제 2 플레이트의 유입 포트를 통하여 채널플레이트와 제 1 플레이트 사이에 형성된 유로로 유입된 후 제 1 플레이트의 유출포트를 통하여 외부로 배출되는 것을 특징으로 하는 개질 반응기.The reforming reactor characterized in that the flow path formed between the channel plate and the first plate through the inlet port of the second plate and then discharged to the outside through the outlet port of the first plate. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 제 1 및 제 2 플레이트의 유입포트는 제 1 방향으로 연장된 제 1 피팅홀과, 상기 제 1 피팅홀과 연통되며 제 2 방향으로 연장된 제 2 피팅홀로 이루어진 것을 특징으로 하는 개질 반응기.The inlet port of the first and second plates is a reforming reactor comprising a first fitting hole extending in the first direction and a second fitting hole communicating with the first fitting hole and extending in the second direction. 제 2 항에 있어서, 채널 플레이트는, The method of claim 2, wherein the channel plate, 제 1 표면상에 형성되어, 제 1 종단부의 제 1 관통홀과 마이크로 채널을 격리하는 제 1 격벽 및 제 2 종단부의 제 2 관통홀과 마이크로 채널을 격리하는 제 2 격벽을 포함하는 것을 특징으로 하는 개질 반응기.A first partition wall formed on the first surface to isolate the first through hole and the micro channel from the first end portion, and a second partition wall separating the second through hole and the micro channel from the second end portion; Reforming reactor. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 채널플레이트와 동일한 구조를 갖는 보조 채널 플레이트 및 상기 보조 채널 플레이트와 대응하며, 양 종단부에 다수의 관통홀이 형성된 중간 플레이트로 이루어진 중간 유니트를 더 포함하되,Further comprising an auxiliary channel plate having an identical structure to the channel plate and the intermediate channel plate corresponding to the auxiliary channel plate, and an intermediate plate having a plurality of through holes formed at both ends thereof, 중간 유니트는 중간 플레이트가 인접한 채널 플레이트와 대응하도록 배치되어 유체의 흐름경로를 연장하는 것을 특징으로 하는 개질 반응기.Wherein the intermediate unit is arranged such that the intermediate plate corresponds to an adjacent channel plate to extend the flow path of the fluid. 제 1 항에 있어서, 수성 가스 전환 반응 유니트는, The water gas shift reaction unit according to claim 1, wherein 일 종단부에 유체 유입포트가 형성된 제 1 플레이트 및 일 종단부에 유체 배출포트가 형성된 제 2 플레이트; 및A first plate having a fluid inlet port at one end and a second plate having a fluid discharge port at one end; And 제 1 플레이트 및 제 2 플레이트 사이에 배치되어 제 1 플레이트와의 사이 및 제 2 플레이트와의 사이에 유로를 각각 형성하는 채널 플레이트를 포함하고,A channel plate disposed between the first plate and the second plate to form a flow path between the first plate and the second plate, respectively; 각 채널 플레이트는, 동일한 구조를 가지며, 제 1 플레이트 및 제 2 플레이트와 각각 대응하는 제 1 표면 및 제 2 표면에 형성되며, 반응촉매가 코팅된 다수의 마이크로 채널 및 양 종단부에 각각 형성된 제 1 및 제 2 관통홀을 포함하며,Each channel plate has a same structure and is formed on the first and second surfaces corresponding to the first and second plates, respectively, and includes a plurality of microchannels and reaction terminals coated with reaction catalysts, respectively. And a second through hole, 상기 유체 유입포트는 상기 연소/개질 반응 유니트의 제 1 플레이트의 유체 배출포트와 연결되어, 제 1 플레이트의 유체 유입포트를 통하여 유입된 유체는 채 널 플레이트의 제 1 종단부에 형성된 제 1 관통홀을 통하여 채널플레이트와 제 1 플레이트 사이 및 채널플레이트와 제 2 플레이트 사이에 형성된 유로로 유입된 후 제 2 플레이트의 유체 유출포트를 통하여 외부로 배출되는 것을 특징으로 하는 개질 반응기.The fluid inlet port is connected to the fluid outlet port of the first plate of the combustion / reforming reaction unit so that fluid introduced through the fluid inlet port of the first plate is formed in the first through hole formed at the first end of the channel plate. Reforming reactor characterized in that the flow through the flow path formed between the channel plate and the first plate and between the channel plate and the second plate through the discharge port through the fluid outlet port of the second plate. 제 6 항에 있어서, 채널플레이트는, The method of claim 6, wherein the channel plate, 제 1 표면상에 형성되어, 제 1 종단부의 제 1 관통홀과 마이크로 채널을 격리하는 제 1 격벽 및 제 2 종단부의 제 2 관통홀과 마이크로 채널을 격리하는 제 2 격벽을 포함하는 것을 특징으로 하는 개질 반응기.A first partition wall formed on the first surface to isolate the first through hole and the micro channel from the first end portion, and a second partition wall separating the second through hole and the micro channel from the second end portion; Reforming reactor. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 채널플레이트와 동일한 구조를 갖는 보조 채널 플레이트 및 상기 보조 채널 플레이트와 대응하며, 양 종단부에 다수의 관통홀이 형성된 중간 플레이트로 이루어진 중간 유니트를 더 포함하되,Further comprising an auxiliary channel plate having an identical structure to the channel plate and the intermediate channel plate corresponding to the auxiliary channel plate, and an intermediate plate having a plurality of through holes formed at both ends thereof, 중간 유니트는 중간 플레이트가 인접한 채널 플레이트와 대응하도록 배치되어 유체의 흐름경로를 연장하는 것을 특징으로 하는 개질 반응기.Wherein the intermediate unit is arranged such that the intermediate plate corresponds to an adjacent channel plate to extend the flow path of the fluid. 제 1 항에 있어서, 선택적 산화 반응 유니트는, The method of claim 1, wherein the selective oxidation reaction unit, 양 종단부에 유체 유입포트가 각각 형성된 제 1 플레이트 및 양 종단부에 유체 배출포트가 각각 형성된 제 2 플레이트; 및A first plate having fluid inlet ports at both ends and a second plate having fluid outlet ports at both ends; And 제 1 플레이트 및 제 2 플레이트 사이에 배치되어 제 1 플레이트와의 사이 및 제 2 플레이트와의 사이에 유로를 각각 형성하는 채널 플레이트를 포함하고,A channel plate disposed between the first plate and the second plate to form a flow path between the first plate and the second plate, respectively; 채널 플레이트는 폭방향 중심선에 대하여 회전 대칭 구조를 가지며, 제 1 플레이트 및 제 2 플레이트와 각각 대응하는 제 1 표면에 반응촉매가 코팅된 다수의 마이크로 채널, 제 2 표면에 형성된 다수의 마이크로 채널 및 양 종단부에 각각 형성된 제 1 및 제 2 관통홀을 포함하며,The channel plate has a rotationally symmetrical structure with respect to the center line in the width direction, and includes a plurality of microchannels each having a reaction catalyst coated on a first surface corresponding to the first plate and the second plate, a plurality of microchannels formed on the second surface, and the amount thereof. And first and second through holes respectively formed in the terminal portions, 상기 제 1 플레이트의 일 종단부의 유체 유입포트는 외부장치와 연결되어, 외부장치로부터 유입된 유체는 채널플레이트의 제 2 표면과 제 1 플레이트 사이에 형성된 유로로 유입된 후, 제 2 플레이트의 유출포트를 통하여 외부로 배출되며,The fluid inlet port of one end of the first plate is connected to the external device, the fluid introduced from the external device flows into the flow path formed between the second surface of the channel plate and the first plate, and then the outlet port of the second plate Is discharged to the outside through 상기 제 1 플레이트의 타 종단부의 유체 유입포트는 수성 가스 전환반응 유니트의 제 2 플레이트의 유체 배출포트와 연결되어, 상기 유체 유입포트로 유입된 유체는 채널플레이트의 제 2 표면과 제 2 플레이트 사이에 형성된 유로로 유입된 후 제 2 플레이트의 유출포트를 통하여 외부로 배출되는 것을 특징으로 하는 개질 반응기.The fluid inlet port of the other end of the first plate is connected to the fluid outlet port of the second plate of the water gas shift reaction unit, so that the fluid introduced into the fluid inlet port is between the second surface of the channel plate and the second plate. Reforming reactor characterized in that the flow path is formed and then discharged to the outside through the outlet port of the second plate. 제 9 항에 있어서,The method of claim 9, 제 1 플레이트의 타 종단부에 형성된 유체 유입포트는 제 1 방향으로 연장된 제 1 피팅홀과, 상기 제 1 피팅홀과 연통되며, 제 2 방향으로 연장된 제 2 피팅홀로 이루어진 것을 특징으로 하는 개질 반응기.The fluid inlet port formed at the other end of the first plate may include a first fitting hole extending in a first direction and a second fitting hole communicating with the first fitting hole and extending in a second direction. Reactor. 제 9 항에 있어서, 채널플레이트는, The method of claim 9, wherein the channel plate, 제 1 표면상에 형성되어, 제 1 종단부의 제 1 관통홀과 마이크로 채널을 격리하는 제 1 격벽 및 제 2 종단부의 제 2 관통홀과 마이크로 채널을 격리하는 제 2 격벽을 포함하는 것을 특징으로 하는 개질 반응기.A first partition wall formed on the first surface to isolate the first through hole and the micro channel from the first end portion, and a second partition wall separating the second through hole and the micro channel from the second end portion; Reforming reactor. 제 9 항에 있어서,The method of claim 9, 상기 채널플레이트와 동일한 구조를 갖는 보조 채널 플레이트 및 상기 보조 채널 플레이트와 대응하며, 양 종단부에 다수의 관통홀이 형성된 중간 플레이트로 이루어진 복수의 중간 유니트를 더 포함하되,Further comprising a plurality of intermediate units consisting of an auxiliary channel plate having the same structure as the channel plate and the auxiliary channel plate, the intermediate plate formed with a plurality of through holes at both ends, 중간 유니트는 중간 플레이트가 인접한 채널 플레이트와 대응하도록 배치되어 유체의 흐름경로를 연장하는 것을 특징으로 하는 개질 반응기.Wherein the intermediate unit is arranged such that the intermediate plate corresponds to an adjacent channel plate to extend the flow path of the fluid. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 연소/개질 반응 유니트와 수성 가스 전환 반응 유니트와 연결되며, 선택적 산화 반응 유니트를 통하여 외부에서 공급된 고온의 매체와 연소/개질 반응 유니트에서 배출된 개질 가스와의 열교환이 이루어지며, 열 교환된 개질 가스를 수성 가스 전환 반응 유니트로 공급하는 제 1 열 교환기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 개질 반응기.It is connected to the combustion / reforming reaction unit and the water gas conversion reaction unit, and heat exchanges between the externally supplied hot medium and the reforming gas discharged from the combustion / reforming reaction unit through the selective oxidation reaction unit, and heat exchanged reforming. The reforming reactor further comprises a first heat exchanger for supplying gas to the water gas shift reaction unit. 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 수성 가스 전환 반응 유니트와 선택적 산화 반응 유니트와 연결되며, 외부에서 공급된 매체와 수성 가스 전환 반응 유니트에서 배출된 개질 가스와의 열교환이 이루어지는 제 2 열 교환기; 및 A second heat exchanger connected to the water gas shift reaction unit and the selective oxidation unit, wherein heat exchange is performed between an externally supplied medium and the reformed gas discharged from the water gas shift reaction unit; And 연소/개질 반응 유니트와 연결되어 외부에서 공급된 매체와 연소/개질 반응 유니트에서 배출된 고온의 연소 가스와의 열교환이 이루어지는 제 3 열교환기;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 개질 반응기.And a third heat exchanger connected to the combustion / reforming reaction unit to exchange heat between the externally supplied medium and the hot combustion gas discharged from the combustion / reforming reaction unit. 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서, The method according to claim 13 or 14, 제 1 열 교환기, 제 2 열 교환기 및 제 3 열 교환기 각각은,Each of the first heat exchanger, the second heat exchanger, and the third heat exchanger, 유체의 유입 포트와 배출 포트가 형성된 제 1 플레이트;A first plate formed with an inlet port and an outlet port of the fluid; 유체의 유입 포트와 배출 포트가 형성된 제 2 플레이트; 및A second plate having an inlet port and an outlet port of the fluid; And 제 1 플레이트 및 제 2 플레이트 사이에 배치되어 제 1 플레이트와의 사이 및 제 2 플레이트와의 사이에 유로를 각각 형성하는 채널 플레이트를 포함하고,A channel plate disposed between the first plate and the second plate to form a flow path between the first plate and the second plate, respectively; 채널 플레이트는 폭방향 중심선에 대하여 회전 대칭 구조를 가지며, 제 1 플레이트 및 제 2 플레이트와 각각 대응하는 제 1 표면 및 제 2 표면에 형성된 다수의 마이크로 채널 및 양 종단부에 각각 형성된 제 1 및 제 2 관통홀을 포함하며The channel plate has a rotationally symmetrical structure with respect to the widthwise centerline, and includes a plurality of microchannels formed on first and second surfaces corresponding to the first plate and the second plate, respectively, and first and second ends formed at both ends thereof, respectively. Including through-holes 제 1 플레이트의 유입 포트를 통하여 유입된 매체와 제 2 플레이트를 통하여 유입된 매체가 유로를 따라 유동하는 과정에서 양 매체간의 열 교환이 이루어지며, 열 교환된 양 매체는 다른 플레이트의 배출 포트를 통하여 배출되는 것을 특징으로 하는 개질 반응기.In the process of flowing the medium introduced through the inlet port of the first plate and the medium introduced through the second plate along the flow path, heat exchange is performed between the two media. Reforming reactor characterized in that the discharge. 제 5 항, 제 8 항 및 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 5, 8 and 12, 상기 중간플레이트는 일측에 장착된 가열수단 및 온도측정수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 개질 반응기.The intermediate plate further comprises a heating means and a temperature measuring means mounted on one side.
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