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KR20240165086A - Microchannel reactor hydrogen production reactor using the same - Google Patents

Microchannel reactor hydrogen production reactor using the same Download PDF

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KR20240165086A
KR20240165086A KR1020230062388A KR20230062388A KR20240165086A KR 20240165086 A KR20240165086 A KR 20240165086A KR 1020230062388 A KR1020230062388 A KR 1020230062388A KR 20230062388 A KR20230062388 A KR 20230062388A KR 20240165086 A KR20240165086 A KR 20240165086A
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KR
South Korea
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plate
heating plate
catalyst
heat source
reactant
Prior art date
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Pending
Application number
KR1020230062388A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
박종수
최승훈
이성욱
오덕규
Original Assignee
주식회사 에코마스터
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 에코마스터 filed Critical 주식회사 에코마스터
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Priority to PCT/KR2024/006486 priority patent/WO2024237644A1/en
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따르면, 가열 플레이트, 상기 가열 플레이트의 측면에 위치하며, 촉매층을 포함하는 촉매 홀더 플레이트 및 상기 촉매 홀더 플레이트의 측면에 위치하는 생성물 배출 플레이트를 포함하는 마이크로채널 반응기 및 이를 이용한 수소제조 반응기가 개시된다.According to one embodiment of the present invention, a microchannel reactor including a heating plate, a catalyst holder plate positioned on a side of the heating plate and including a catalyst layer, and a product discharge plate positioned on a side of the catalyst holder plate, and a hydrogen production reactor using the same are disclosed.

Description

마이크로채널 반응기 및 이를 이용한 수소제조 반응기{MICROCHANNEL REACTOR HYDROGEN PRODUCTION REACTOR USING THE SAME}Microchannel reactor and hydrogen production reactor using the same {MICROCHANNEL REACTOR HYDROGEN PRODUCTION REACTOR USING THE SAME}

본 발명은 마이크로채널 반응기 및 이를 이용한 수소제조 반응기에 관한 것이다.The present invention relates to a microchannel reactor and a hydrogen production reactor using the same.

현재 환경오염 및 지구온난화 문제 해소를 목적으로, 수소 또는/동시에 수소 혼합가스를 연료로 하는 차량 및 각종 발전수단(연료전지, 터빈 등)의 개발을 진행하고 있다.Currently, with the aim of solving environmental pollution and global warming problems, we are developing vehicles and various power generation means (fuel cells, turbines, etc.) that use hydrogen or/and hydrogen mixed gas as fuel.

최종적인 수소의 확보 수단은, 신재생에너지로부터 전기를 획득하고, 이를 이용한 수전해로 이산화탄소 발생이 전혀 없는 ‘그린수소’의 확보를 목표로 한다.The ultimate means of securing hydrogen is to obtain electricity from renewable energy and use it to electrolyze water, thereby securing “green hydrogen” that does not emit any carbon dioxide.

그러나, 상기 방안은 수소시장 전체를 담당하기 위한 신재생에너지원 확보가 충분하지 못한 현시점에서는, 탄화수소(천연가스, LPG 등) 및 암모니아를 이용한 수소 확보 방안이 최선인 상태이다.However, at the present time when securing renewable energy sources to cover the entire hydrogen market is insufficient, securing hydrogen using hydrocarbons (natural gas, LPG, etc.) and ammonia is the best option.

탄화수소를 이용한 수소제조 공정은, 스팀개질, 부분산화 등이 가능하나, 수소의 농도가 높은, 스팀개질이 주류를 이루고 있다.The hydrogen production process using hydrocarbons can be done through steam reforming and partial oxidation, but steam reforming, which has a high hydrogen concentration, is the mainstream.

스팀개질은, 하기 반응식 1과 같이 진행되며, 흡열량이 큰 반응으로서, 개질장치의 성능과 열효율은, 반응열 전달속도에 의해서 가장 큰 영향을 받는다.Steam reforming proceeds as shown in the following reaction scheme 1, and as a reaction with a large amount of heat absorption, the performance and thermal efficiency of the reforming device are most greatly affected by the reaction heat transfer rate.

[반응식 1][Reaction Formula 1]

CH4 + H2O → 3H2 + CO, 흡열량 212kJ/molCH 4 + H 2 O → 3H 2 + CO, endotherm 212 kJ/mol

암모니아를 원료로 사용하는 공정은 하기 반응식 2와 같이 매우 단순하다. 그러나, 본 반응 또한 메탄개질 흡열량의 77% 수준이 필요한 고 흡열반응이다. 따라서 본 반응 또한 반응열 전달 단계가 핵심사항으로 작용된다.The process using ammonia as a raw material is very simple, as shown in the following reaction scheme 2. However, this reaction is also a highly endothermic reaction that requires 77% of the methane reforming heat of absorption. Therefore, the reaction heat transfer step is also a key factor in this reaction.

[반응식 2][Reaction Formula 2]

NH3 → ½N2 + 1.5H2, 흡열량 165kJ/molNH 3 → ½N 2 + 1.5H 2, endothermic 165 kJ/mol

상기 반응은, 도 1에 나타난 바와 같이, 고정층 반응기에 비드형 촉매를 충전하고, 외측에서 고온 에너지원을 공급하여 촉매를 가열하여 반응을 진행한다.The above reaction proceeds by charging a bead-shaped catalyst into a fixed bed reactor, as shown in Fig. 1, and heating the catalyst by supplying a high-temperature energy source from the outside.

상기 반응기 구성은, 촉매 내측까지 열전달 속도가 느리기 때문에, 공급된 열에너지원의 활용률 감소화 함께 반응기 크기, 반응가스 및 생성가스 투과저항이 증가되는 문제점이 있다. 따라서, 수소생산단가를 줄임과 동시에 컴팩트한 반응기 구성을 위해서 새로운 개념의 반응기 설계기술이 필요하다.The above reactor configuration has a problem in that the utilization rate of the supplied heat energy source decreases because the heat transfer rate to the inside of the catalyst is slow, and the reactor size, reaction gas, and production gas penetration resistance increase. Therefore, a new concept of reactor design technology is required to reduce the hydrogen production cost and simultaneously configure a compact reactor.

특히, 고체산화물 연료전지(SOFC) 시스템에 적용을 위한 개질기는, 개질기 내 가스 통과시 압력손실을 10mbar 이하로 요구됨과 동시에, 낮은 온도차를 이용한 수소혼합가스 생성이 필요하다. 즉, 낮은 압력손실과 함께 낮은 온도차를 이용한 메탄 개질이 가능한 반응기 개발이 필요하다. In particular, a reformer for application to a solid oxide fuel cell (SOFC) system requires a pressure loss of less than 10 mbar when gas passes through the reformer, while also requiring the generation of hydrogen mixed gas using a low temperature difference. In other words, it is necessary to develop a reactor capable of methane reforming using a low temperature difference along with a low pressure loss.

본 발명의 일 실시예에 따른 해결하고자 하는 과제는, 압력손실이 최소화된 수소제조 반응기를 제공하는 것을 포함한다.An object of the present invention is to provide a hydrogen production reactor with minimized pressure loss.

또한, 최소한의 차압상태에서도 촉매와 반응물의 접촉을 극대화하고, 반응물을 신속하게 가열할 수 있도록 하는 것을 포함한다.It also includes maximizing contact between the catalyst and the reactants even under minimal differential pressure, and rapidly heating the reactants.

또한, 구성 부품을 최소화하여 제작공정의 편이성을 제공하는 것을 포함한다.Additionally, it includes minimizing component parts to provide convenience in the manufacturing process.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems to be achieved by the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned can be clearly understood by a person having ordinary skill in the technical field to which the present invention belongs from the description below.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 측면에 따른 마이크로채널 반응기는, 가열 플레이트, 상기 가열 플레이트의 측면에 위치하며, 촉매층을 포함하는 촉매 홀더 플레이트 및 상기 촉매 홀더 플레이트의 측면에 위치하는 생성물 배출 플레이트를 포함할 수 있다.To solve the above problem, a microchannel reactor according to one aspect of the present invention may include a heating plate, a catalyst holder plate positioned on a side of the heating plate and including a catalyst layer, and a product discharge plate positioned on a side of the catalyst holder plate.

여기서, 상기 가열 플레이트는, 상기 가열 플레이트의 일측에 위치하며, 열원을 공급하는 열원 공급 유로 및 상기 가열 플레이트의 타측에 위치하며, 반응물이 이동하는 반응물 공급 유로를 포함할 수 있다.Here, the heating plate may include a heat source supply path located on one side of the heating plate and supplying a heat source, and a reactant supply path located on the other side of the heating plate and through which reactants move.

여기서, 상기 가열 플레이트의 측면과 상기 촉매층은 직접 접촉할 수 있다.Here, the side of the heating plate and the catalyst layer can be in direct contact.

여기서, 상기 생성물 배출 플레이트는, 상기 생성물 배출 플레이트의 일측에 위치하며, 생성물을 배출하는 생성물 배출 유로를 포함할 수 있다.Here, the product discharge plate may include a product discharge path positioned on one side of the product discharge plate and discharging the product.

여기서, 상기 반응물은, 상기 촉매층을 투과할 수 있다.Here, the reactant can penetrate the catalyst layer.

본 발명의 또 다른 측면에 따른 마이크로채널 반응기는, 제1 가열 플레이트, 상기 제1 가열 플레이트의 측면에 위치하며, 제1 촉매층을 포함하는 제1 촉매 홀더 플레이트, 상기 제1 촉매 홀더 플레이트의 측면에 위치하는 생성물 배출 플레이트, 상기 생성물 배출 플레이트를 기준으로, 상기 제1 가열 플레이트의 반대측에 위치하는 제2 가열 플레이트 및 상기 제2 가열 플레이트의 측면에 위치하며, 제2 촉매층을 포함하는 제2 촉매 홀더 플레이트를 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, a microchannel reactor may include a first heating plate, a first catalyst holder plate positioned on a side of the first heating plate and including a first catalyst layer, a product discharge plate positioned on a side of the first catalyst holder plate, a second heating plate positioned on an opposite side of the first heating plate with respect to the product discharge plate, and a second catalyst holder plate positioned on a side of the second heating plate and including a second catalyst layer.

여기서, 상기 제1 가열 플레이트는, 상기 제1 가열 플레이트의 일측에 위치하며, 열원을 공급하는 열원 공급 유로 및 상기 제1 가열 플레이트의 타측에 위치하며, 반응물이 이동하는 반응물 공급 유로를 포함할 수 있다.Here, the first heating plate may include a heat source supply path located on one side of the first heating plate and supplying a heat source, and a reactant supply path located on the other side of the first heating plate and through which the reactant moves.

여기서, 상기 제1 가열 플레이트의 측면과 상기 제1 촉매층은 직접 접촉할 수 있다.Here, the side surface of the first heating plate and the first catalyst layer can be in direct contact.

여기서, 상기 생성물 배출 플레이트는, 상기 제1 촉매 홀더 플레이트와 상기 제2 촉매 홀더 플레이트의 사이에 위치하여, 상기 제1 촉매 홀더 플레이트의 생성물과 상기 제1 촉매 홀더 플레이트의 생성물을 배출할 수 있다.Here, the product discharge plate is positioned between the first catalyst holder plate and the second catalyst holder plate, and can discharge the product of the first catalyst holder plate and the product of the second catalyst holder plate.

여기서, 상기 제1 가열 플레이트의 반응물은, 상기 제1 촉매층을 투과하고, 상기 제2 가열 플레이트의 반응물은, 상기 제2 촉매층을 투과할 수 있다.Here, the reactant of the first heating plate can penetrate the first catalyst layer, and the reactant of the second heating plate can penetrate the second catalyst layer.

본 발명의 또 다른 측면에 따른 수소제조 반응기는, 복수의 단위셀이 적층된 단위셀 모듈 및 상기 단위셀 모듈과 연결되어, 상기 단위셀 모듈로 열원 및 반응물을 공급하는 헤더를 포함하며, 상기 단위셀은, 가열 플레이트, 상기 가열 플레이트의 측면에 위치하며, 촉매층을 포함하는 촉매 홀더 플레이트 및 상기 촉매 홀더 플레이트의 측면에 위치하는 생성물 배출 플레이트를 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, a hydrogen production reactor comprises a unit cell module in which a plurality of unit cells are stacked, and a header connected to the unit cell module to supply a heat source and a reactant to the unit cell module, wherein the unit cell may include a heating plate, a catalyst holder plate positioned on a side of the heating plate and including a catalyst layer, and a product discharge plate positioned on a side of the catalyst holder plate.

여기서, 상기 가열 플레이트는, 상기 가열 플레이트의 일측에 위치하며, 열원을 공급하는 열원 공급 유로 및 상기 가열 플레이트의 타측에 위치하며, 반응물이 이동하는 반응물 공급 유로를 포함할 수 있다.Here, the heating plate may include a heat source supply path located on one side of the heating plate and supplying a heat source, and a reactant supply path located on the other side of the heating plate and through which reactants move.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예 및 여러 측면에 의하면, 촉매반응에 필요한 열원과 원료를 동일한 플레이트를 통하여 공급함에 따라, 열전달과 동시에 개질원료의 고전환율 얻을 수 있다.As described above, according to the embodiments and various aspects of the present invention, by supplying the heat source and raw material required for the catalytic reaction through the same plate, a high conversion rate of the reformed raw material can be obtained simultaneously with heat transfer.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The effects of the present invention are not limited to the effects described above, and should be understood to include all effects that can be inferred from the composition of the invention described in the description or claims of the present invention.

도 1은 기존 고정층 반응기의 개념도이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 마이크로채널 반응기를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 마이크로채널 반응기를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수소제조 반응기를 나타낸 도면이다.Figure 1 is a conceptual diagram of a conventional fixed bed reactor.
FIGS. 2A and 2B are drawings showing microchannel reactors according to various embodiments of the present invention.
FIG. 3 is a drawing showing a microchannel reactor according to another embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a drawing showing a hydrogen production reactor according to one embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the attached drawings. However, the present invention can be implemented in various different forms, and therefore is not limited to the embodiments described herein. In addition, in order to clearly describe the present invention in the drawings, parts that are not related to the description are omitted, and similar parts are assigned similar drawing reference numerals throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is said to be "connected (connected, contacted, joined)" to another part, this includes not only the case where it is "directly connected" but also the case where it is "indirectly connected" with another member in between. Also, when a part is said to "include" a certain component, this does not mean that other components are excluded, unless otherwise specifically stated, but that other components can be included.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly indicates otherwise. As used herein, the terms "comprises" or "has" and the like are intended to specify the presence of a feature, number, step, operation, component, part or combination thereof described in the specification, but should be understood to not exclude in advance the possibility of the presence or addition of one or more other features, numbers, steps, operations, components, parts or combinations thereof.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.

본 발명의 일 실시예는 마이크로채널 반응기 및 이를 이용한 수소제조 반응기에 관한 것이다.One embodiment of the present invention relates to a microchannel reactor and a hydrogen production reactor using the same.

도 1은 기존 고정층 반응기의 개념도이다.Figure 1 is a conceptual diagram of a conventional fixed bed reactor.

도 2a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 마이크로채널 반응기를 나타낸 도면이다.FIG. 2a is a drawing showing a microchannel reactor according to the first embodiment of the present invention.

도 2b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 마이크로채널 반응기를 나타낸 도면이다.FIG. 2b is a drawing showing a microchannel reactor according to a second embodiment of the present invention.

도 2a및 도 2b를 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 마이크로채널 반응기(10)는 가열 플레이트(100), 촉매 홀더 플레이트(200) 및 생성물 배출 플레이트(300)를 포함한다.Referring to FIGS. 2A and 2B, a microchannel reactor (10) according to various embodiments of the present invention includes a heating plate (100), a catalyst holder plate (200), and a product discharge plate (300).

본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로채널 반응기(10)는 압력손실을 최소화하고, 열 전달을 극대화하기 위한 수소 제조용 마이크로채널형반응기(micro channel reformer)이다.A microchannel reactor (10) according to one embodiment of the present invention is a microchannel reformer for hydrogen production to minimize pressure loss and maximize heat transfer.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 가열 플레이트(100), 촉매 홀더 플레이트(200) 및 생성물 배출 플레이트(300)와 촉매를 포함해서 4개의 구성품으로 단위셀을 형성하고, 단위셀의 반복 수량 증가를 통해서 개질용량을 확대할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, a unit cell is formed by four components including a heating plate (100), a catalyst holder plate (200), a product discharge plate (300), and a catalyst, and the reforming capacity can be expanded by increasing the number of repetitions of the unit cell.

가열 플레이트(100)는 반응물 및 열원을 공급할 수 있는 플레이트로서, 열원 공급 유로(110) 및 반응물 공급 유로(120)를 포함한다.The heating plate (100) is a plate capable of supplying reactants and a heat source, and includes a heat source supply path (110) and a reactant supply path (120).

열원 공급 유로(110)는 가열 플레이트의 일측에 위치하며, 열원을 공급한다. 여기서, 열원은 가열 물질을 지칭한다.The heat source supply path (110) is located on one side of the heating plate and supplies a heat source. Here, the heat source refers to a heating material.

반응물 공급 유로(120)는 가열 플레이트의 타측에 위치하며, 반응물이 이동할 수 있다.The reactant supply path (120) is located on the other side of the heating plate and allows the reactant to move.

여기서, 반응물은 원료 물질을 지칭하며, 탄화수소일 수 있다.Here, the reactant refers to a raw material and may be a hydrocarbon.

또한, 수소제조 반응기가 수소를 제조할 수 있는 WGS 반응 (일산화탄소 이용), 개질반응 (탄화수소 및 메탄올, DME 등), 분해반응 (암모니아) 등에 이용될 수 있음에 따라, 원료 물질은 탄화수소 뿐만 아니라 다른 물질일 수도 있다.In addition, since the hydrogen production reactor can be used for the WGS reaction (using carbon monoxide), reforming reaction (hydrocarbons and methanol, DME, etc.), decomposition reaction (ammonia), etc., which can produce hydrogen, the raw material can be not only hydrocarbons but also other substances.

도 2a에 나타난 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 마이크로채널 반응기(10)는 열원 공급 유로(110)와 반응물 공급 유로(120)는 하나의 가열 플레이트(100)에서 상단과 하단에 서로 어긋나게 배치될 수 있다.As shown in FIG. 2a, in the microchannel reactor (10) according to the first embodiment of the present invention, the heat source supply path (110) and the reactant supply path (120) can be arranged at the top and bottom misaligned from each other on one heating plate (100).

이 때, 하나의 가열 플레이트(100)의 양단을 에칭하는 방식으로 열원 공급 유로(110)와 반응물 공급 유로(120)를 생성할 수 있다.At this time, a heat source supply path (110) and a reactant supply path (120) can be created by etching both ends of a heating plate (100).

이에 따라, 촉매반응에 필요한 열원과 탄화수소(원료)는 동일한 플레이트를 통하여 공급될 수 있다.Accordingly, the heat source and hydrocarbon (raw material) required for the catalytic reaction can be supplied through the same plate.

한편, 도 2b에 나타난 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 마이크로채널 반응기(10)는 가열 플레이트(100)가 제1 층(100-1) 및 제2 층(100-2)이 접합된 구조일 수 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 2b, the microchannel reactor (10) according to the second embodiment of the present invention may have a structure in which the heating plate (100) is formed by joining the first layer (100-1) and the second layer (100-2).

여기서, 제1 층(100-1)이 열원 공급 유로(110)를 포함하는 열원 공급 플레이트일 수 있고, 제2 층(100-2)이 반응물 공급 유로(120)를 포함하는 반응물 공급 플레이트일 수 있다.Here, the first layer (100-1) may be a heat source supply plate including a heat source supply path (110), and the second layer (100-2) may be a reactant supply plate including a reactant supply path (120).

또한, 열원 공급 유로(110)와 반응물 공급 유로(120)는 하나의 가열 플레이트(100)에서 상단과 하단에 서로 어긋나게 배치될 수 있다.Additionally, the heat source supply path (110) and the reactant supply path (120) can be arranged offset from each other at the top and bottom of one heating plate (100).

이에 따라, 촉매반응에 필요한 열원과 탄화수소(원료)는 서로 다른 플레이트가 접합된 플레이트를 통하여 공급될 수 있다.Accordingly, the heat source and hydrocarbon (raw material) required for the catalytic reaction can be supplied through a plate in which different plates are joined together.

또한, 도 2a및 도 2b를 참조하면, 후술할 촉매 홀더 플레이트(200)와 접촉되며, 열을 전달하는 접촉부(130)를 포함할 수 있다.In addition, referring to FIGS. 2a and 2b, it may include a contact portion (130) that is in contact with a catalyst holder plate (200) to be described later and transfers heat.

기존 반응기의 경우, 열원 공급 플레이트와 반응물 공급 플레이트가 분리되어 형성되며, 양 플레이트 간 면접촉부의 열전달 저항이 필요하였으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로채널 반응기(10)는 동일한 플레이트를 이용하므로 열전달 저항을 제거할 수 있다.In the case of a conventional reactor, the heat source supply plate and the reactant supply plate are formed separately, and heat transfer resistance is required at the surface contact portion between the two plates. However, the microchannel reactor (10) according to one embodiment of the present invention uses the same plate, so heat transfer resistance can be eliminated.

촉매 홀더 플레이트(200)는 가열 플레이트(100)의 측면에 위치하며, 촉매층(210)을 포함할 수 있다.The catalyst holder plate (200) is located on the side of the heating plate (100) and may include a catalyst layer (210).

여기서, 촉매층(210)은 다공성촉매로 이루어질 수 있다.Here, the catalyst layer (210) may be made of a porous catalyst.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 가열 플레이트(100)의 측면과 촉매층(210)은 직접 접촉하게 된다.According to one embodiment of the present invention, the side of the heating plate (100) and the catalyst layer (210) are in direct contact.

이에 따라, 반응물은, 촉매층(210)을 촉매층(210)의 수평방향과 어긋나는 방향(220)으로 투과할 수 있으며, 이를 통해, 기존 반응기의 문제점인, 가열 지연 현상을 제거할 수 있다.Accordingly, the reactants can penetrate the catalyst layer (210) in a direction (220) that is different from the horizontal direction of the catalyst layer (210), thereby eliminating the heating delay phenomenon, which is a problem of existing reactors.

즉, 기존 반응기의 경우 가열 가스에 의해서 이의 상부에 존재하는 열원 공급 플레이트를 가열하고, 접촉면을 통해 반응물 공급 플레이트를 가열하여, 이동하는 반응물이 열매체로 작용하여 촉매를 가열하는 간접 가열 방식이었으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로채널 반응기(10)는 가열 플레이트(100) 자체가 촉매층(210)과 직접 접촉하게 되므로, 신속한 열전달이 가능해진다.That is, in the case of the existing reactor, the heat source supply plate located at the upper part thereof is heated by the heating gas, the reactant supply plate is heated through the contact surface, and the moving reactant acts as a heat medium to heat the catalyst, which is an indirect heating method. However, in the microchannel reactor (10) according to one embodiment of the present invention, the heating plate (100) itself is in direct contact with the catalyst layer (210), so rapid heat transfer is possible.

생성물 배출 플레이트(300)는 촉매 홀더 플레이트의 측면에 위치한다.The product discharge plate (300) is located on the side of the catalyst holder plate.

생성물 배출 플레이트(300)는 생성물 배출 플레이트의 일측에 위치하며, 생성물을 배출하는 생성물 배출 유로(310)를 포함할 수 있다.The product discharge plate (300) is located on one side of the product discharge plate and may include a product discharge path (310) for discharging the product.

본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로채널 반응기(10)는 상기와 같은 구성을 통해 신속한 열전달과 동시에 개질원료의 고전환율을 얻을 수 있다.A microchannel reactor (10) according to one embodiment of the present invention can obtain rapid heat transfer and a high conversion rate of a reforming raw material at the same time through the above configuration.

도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 마이크로채널 반응기를 나타낸 도면이다.FIG. 3 is a drawing showing a microchannel reactor according to another embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 마이크로채널 반응기(20)는 제1 가열 플레이트(100a), 제2 가열 플레이트(100b), 제1 촉매 홀더 플레이트(200a), 제2 촉매 홀더 플레이트(200b) 및 생성물 배출 플레이트(400)를 포함한다.Referring to FIG. 3, a microchannel reactor (20) according to another embodiment of the present invention includes a first heating plate (100a), a second heating plate (100b), a first catalyst holder plate (200a), a second catalyst holder plate (200b), and a product discharge plate (400).

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 마이크로채널 반응기(20)는 기본적인 구성은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로채널 반응기(10)와 동일하며, 열효율을 더욱 향상하기 위한 발전된 구성이다.A microchannel reactor (20) according to another embodiment of the present invention has the same basic configuration as the microchannel reactor (10) according to one embodiment of the present invention, but has an advanced configuration for further improving thermal efficiency.

구체적으로, 단위셀 2set를 이용하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 마이크로채널 반응기(20)의 단위셀을 형성하여, 열전달 효율향상과 동시에 제작과정을 더욱 단순화할 수 있다.Specifically, by forming a unit cell of a microchannel reactor (20) according to another embodiment of the present invention using two sets of unit cells, the heat transfer efficiency can be improved while further simplifying the manufacturing process.

상기 도 2a, 도 2b에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로채널 반응기(10)의 단위셀은 가열 플레이트(100), 촉매 홀더 플레이트(200) 및 생성물 배출 플레이트(300) 순서로 적층 되는 반면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 마이크로채널 반응기(20)의 단위셀은 생성물 배출 플레이트(400)를 중심으로 상하측에 촉매층 및 촉매 홀더 플레이트와 가열 플레이트를 배치한 구성이다.As described in the above FIGS. 2a and 2b, the unit cell of the microchannel reactor (10) according to one embodiment of the present invention is configured such that the heating plate (100), the catalyst holder plate (200), and the product discharge plate (300) are stacked in that order, whereas the unit cell of the microchannel reactor (20) according to another embodiment of the present invention is configured such that the catalyst layer and the catalyst holder plate and the heating plate are arranged on the upper and lower sides centered on the product discharge plate (400).

따라서, 단위셀 형태는 제1 가열 플레이트(100a), 제1 촉매 홀더 플레이트(200a), 생성물 배출 플레이트(400), 제2 촉매 홀더 플레이트(200b), 제2 가열 플레이트(100b) 순으로 구성된다.Therefore, the unit cell configuration is composed of a first heating plate (100a), a first catalyst holder plate (200a), a product discharge plate (400), a second catalyst holder plate (200b), and a second heating plate (100b) in that order.

또한, 단위셀 적층으로 용량이 확대되는 구성은 첫번째 제1 가열 플레이트(100a), 제1 촉매 홀더 플레이트(200a), 생성물 배출 플레이트(400), 제2 촉매 홀더 플레이트(200b), 제2 가열 플레이트(100b), 두번째 제1 가열 플레이트(100a), 제1 촉매 홀더 플레이트(200a), 생성물 배출 플레이트(400), 제2 촉매 홀더 플레이트(200b), 제2 가열 플레이트(100b) 순서로 적층된다.In addition, a configuration in which the capacity is expanded by stacking unit cells is stacked in the following order: a first first heating plate (100a), a first catalyst holder plate (200a), a product discharge plate (400), a second catalyst holder plate (200b), a second heating plate (100b), a second first heating plate (100a), a first catalyst holder plate (200a), a product discharge plate (400), a second catalyst holder plate (200b), a second heating plate (100b).

제1 가열 플레이트(100a)는 반응물 및 열원을 공급할 수 있는 플레이트로서, 열원 공급 유로(110a) 및 반응물 공급 유로(120a)를 포함할 수 있다.The first heating plate (100a) is a plate capable of supplying a reactant and a heat source, and may include a heat source supply path (110a) and a reactant supply path (120a).

열원 공급 유로(110a)는 가열 플레이트의 일측에 위치하며, 열원을 공급한다. 여기서, 열원은 가열 물질을 지칭한다.The heat source supply path (110a) is located on one side of the heating plate and supplies a heat source. Here, the heat source refers to a heating material.

반응물 공급 유로(120b)는 가열 플레이트의 타측에 위치하며, 반응물이 이동할 수 있다.The reactant supply path (120b) is located on the other side of the heating plate and allows the reactant to move.

여기서, 반응물은 원료 물질을 지칭하며, 탄화수소일 수 있다.Here, the reactant refers to a raw material and may be a hydrocarbon.

또한, 수소제조 반응기가 수소를 제조할 수 있는 WGS 반응 (일산화탄소 이용), 개질반응 (탄화수소 및 메탄올, DME 등), 분해반응 (암모니아) 등에 이용될 수 있음에 따라, 원료 물질은 탄화수소 뿐만 아니라 다른 물질일 수도 있다.In addition, since the hydrogen production reactor can be used for the WGS reaction (using carbon monoxide), reforming reaction (hydrocarbons and methanol, DME, etc.), decomposition reaction (ammonia), etc., which can produce hydrogen, the raw material can be not only hydrocarbons but also other substances.

도 3에 나타난 바와 같이, 열원 공급 유로(110a)와 반응물 공급 유로(120a)는 하나의 가열 플레이트(100a)에서 상단과 하단에 서로 어긋나게 배치될 수 있다.As shown in Fig. 3, the heat source supply path (110a) and the reactant supply path (120a) can be arranged offset from each other at the top and bottom of one heating plate (100a).

이에 따라, 촉매반응에 필요한 열원과 탄화수소(원료)는 동일한 플레이트를 통하여 공급될 수 있다.Accordingly, the heat source and hydrocarbon (raw material) required for the catalytic reaction can be supplied through the same plate.

또한, 제1 촉매 홀더 플레이트(200a)와 접촉되며, 열을 전달하는 접촉부(130a)를 포함할 수 있다.In addition, it may include a contact portion (130a) that is in contact with the first catalyst holder plate (200a) and transfers heat.

제2 가열 플레이트(100b)는 후술할 생성물 배출 플레이트(400)를 기준으로, 제1 가열 플레이트(100a)의 반대측에 위치한다.The second heating plate (100b) is located on the opposite side of the first heating plate (100a) with respect to the product discharge plate (400) described later.

제2 가열 플레이트(100b)는 열원 공급 유로(110b) 및 반응물 공급 유로(120b)를 포함할 수 있다.The second heating plate (100b) may include a heat source supply path (110b) and a reactant supply path (120b).

열원 공급 유로(110b)는 제2 가열 플레이트의 일측에 위치하며, 열원을 공급할 수 있다.The heat source supply path (110b) is located on one side of the second heating plate and can supply a heat source.

반응물 공급 유로(120b)는 제2 가열 플레이트의 타측에 위치하며, 반응물이 이동하게 된다.The reactant supply path (120b) is located on the other side of the second heating plate, and the reactant moves.

도 3에 나타난 바와 같이, 열원 공급 유로(110b)와 반응물 공급 유로(120b)는 하나의 가열 플레이트(100b)에서 상단과 하단에 서로 어긋나게 배치될 수 있다.As shown in Fig. 3, the heat source supply path (110b) and the reactant supply path (120b) can be arranged offset from each other at the top and bottom of one heating plate (100b).

이에 따라, 촉매반응에 필요한 열원과 탄화수소(원료)는 동일한 플레이트를 통하여 공급될 수 있다.Accordingly, the heat source and hydrocarbon (raw material) required for the catalytic reaction can be supplied through the same plate.

또한, 제2 촉매 홀더 플레이트(200b)와 접촉되며, 열을 전달하는 접촉부(130b)를 포함할 수 있다.In addition, it may include a contact portion (130b) that is in contact with the second catalyst holder plate (200b) and transfers heat.

제1 촉매 홀더 플레이트(200a)는 제1 가열 플레이트(100a)의 측면에 위치하며, 제1 촉매층(210a)을 포함할 수 있다.The first catalyst holder plate (200a) is located on the side of the first heating plate (100a) and may include a first catalyst layer (210a).

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 제1 가열 플레이트(100a)의 측면과 제1 촉매층(210a)은 직접 접촉하게 된다.According to another embodiment of the present invention, the side surface of the first heating plate (100a) and the first catalyst layer (210a) are in direct contact.

이에 따라, 제1 가열 플레이트의 반응물은, 제1 촉매층(210a)을 제1 촉매층(210a)의 수평방향과 어긋나는 방향(220a)으로 투과할 수 있으며, 이를 통해, 기존 반응기의 문제점인, 가열 지연 현상을 제거할 수 있다.Accordingly, the reactant of the first heating plate can penetrate the first catalyst layer (210a) in a direction (220a) that is different from the horizontal direction of the first catalyst layer (210a), thereby eliminating the heating delay phenomenon, which is a problem of existing reactors.

제2 촉매 홀더 플레이트(200b)는 제2 가열 플레이트(100b)의 측면에 위치하며, 제2 촉매층(210b)을 포함할 수 있다.The second catalyst holder plate (200b) is located on the side of the second heating plate (100b) and may include a second catalyst layer (210b).

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 제2 가열 플레이트(100b)의 측면과 제2 촉매층(210b)은 직접 접촉하게 된다.According to another embodiment of the present invention, the side surface of the second heating plate (100b) and the second catalyst layer (210b) are in direct contact.

이에 따라, 제2 가열 플레이트의 반응물은, 제2 촉매층(210b)을 제2 촉매층(210b)의 수평방향과 어긋나는 방향(220b)으로 투과할 수 있으며, 이를 통해, 기존 반응기의 문제점인, 가열 지연 현상을 제거할 수 있다.Accordingly, the reactant of the second heating plate can penetrate the second catalyst layer (210b) in a direction (220b) that is different from the horizontal direction of the second catalyst layer (210b), thereby eliminating the heating delay phenomenon, which is a problem of the existing reactor.

생성물 배출 플레이트(400)는 제1 촉매 홀더 플레이트(200a)의 측면에 위치한다.The product discharge plate (400) is located on the side of the first catalyst holder plate (200a).

구체적으로, 생성물 배출 플레이트(400)는, 제1 촉매 홀더 플레이트(200a)와 제2 촉매 홀더 플레이트(200b)의 사이에 위치하여, 제1 촉매 홀더 플레이트의 생성물과 제1 촉매 홀더 플레이트의 생성물을 배출할 수 있다.Specifically, the product discharge plate (400) is positioned between the first catalyst holder plate (200a) and the second catalyst holder plate (200b) and can discharge the product of the first catalyst holder plate and the product of the second catalyst holder plate.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 마이크로채널 반응기(20)는, 생성물 배출 플레이트(400)를 공유하는 구성을 통하여 반응기를 구성하는 플레이트의 수량을 감소시켜 더욱 컴팩트하고, 열전달 효율이 향상된 마이크로채널 반응기를 제공할 수 있다.A microchannel reactor (20) according to another embodiment of the present invention can provide a more compact microchannel reactor with improved heat transfer efficiency by reducing the number of plates constituting the reactor through a configuration that shares a product discharge plate (400).

열효율 향상 측면을 살펴보면, 상기 도 2a 및 도 2b에 나타난 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로채널 반응기(10)의 단위셀에서는, 적층 시 가열 플레이트(100), 촉매 홀더 플레이트(200) 및 생성물 배출 플레이트(300) 또는 생성물 배출 플레이트(300), 촉매 홀더 플레이트(200), 가열 플레이트(100) 형태가 된다.In terms of improving thermal efficiency, as shown in FIGS. 2a and 2b, in the unit cell of the microchannel reactor (10) according to one embodiment of the present invention, when stacked, it takes the form of a heating plate (100), a catalyst holder plate (200), and a product discharge plate (300), or a product discharge plate (300), a catalyst holder plate (200), and a heating plate (100).

따라서, 가열 플레이트(100)를 중심으로 볼 때, 생성물 배출 플레이트(300), 가열 플레이트(100), 촉매 홀더 플레이트(200)의 순서로서, 공급열원이 반응물과 생성물을 동시에 가열하는 구성이다.Therefore, when viewed from the center of the heating plate (100), the configuration is such that the supply heat source heats the reactants and products simultaneously in the order of the product discharge plate (300), the heating plate (100), and the catalyst holder plate (200).

즉, 배출되는 생성가스가 공급열원 냉각효과로 열효율 감소요인으로 작용될 수도 있다.That is, the generated gas emitted may act as a factor reducing thermal efficiency due to the cooling effect of the supplied heat source.

그러나, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 마이크로채널 반응기(20)의 단위셀에서는, 단위셀 다수 적층 시 첫번째의 제2 촉매 홀더 플레이트(200b), 제2 가열 플레이트(100b) 상단에 두번째 제1 가열 플레이트(100a), 제1 촉매 홀더 플레이트(200a)가 적층되는 형태로서, 가열 플레이트를 중심으로, 온도차가 발생될 수 있는 부분은 촉매 홀더 플레이트이기 때문에 열에너지의 사용 효율 측면에서 유리한 구성이 될 수 있다.However, in the unit cell of the microchannel reactor (20) according to another embodiment of the present invention, when a plurality of unit cells are stacked, the second first heating plate (100a), the first catalyst holder plate (200a) is stacked on top of the first second catalyst holder plate (200b), the second heating plate (100b), and since the part where a temperature difference can occur centered on the heating plate is the catalyst holder plate, it can be an advantageous configuration in terms of the efficiency of heat energy use.

상기 도 2a, 도 2b 및 도 3의 다양한 실시예에 따른 단위셀을 적층한 단위셀 모듈을 이용하여 수소제조 반응기에 사용할 수 있으며, 하기 도 4에서 상세히 설명한다.A unit cell module in which unit cells according to the various embodiments of FIGS. 2A, 2B, and 3 are laminated can be used in a hydrogen production reactor, and is described in detail in FIG. 4 below.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수소제조 반응기를 나타낸 도면이다.FIG. 4 is a drawing showing a hydrogen production reactor according to one embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 수소제조 반응기(1)는 단위셀 모듈(30) 및 헤더(40)를 포함한다.Referring to FIG. 4, a hydrogen production reactor (1) according to one embodiment of the present invention includes a unit cell module (30) and a header (40).

본 발명의 일 실시예에 따른 수소제조 반응기(1)는 수소를 제조할 수 있는 WGS 반응(일산화탄소 이용), 개질반응 (탄화수소 및 메탄올, DME 등), 분해반응(암모니아) 등에 이용되는 반응기로써, 고체산화물 연료전지(SOFC) 시스템에 이용될 수 있다.A hydrogen production reactor (1) according to one embodiment of the present invention is a reactor used for a WGS reaction (using carbon monoxide), a reforming reaction (hydrocarbons and methanol, DME, etc.), a decomposition reaction (ammonia), etc. capable of producing hydrogen, and can be used in a solid oxide fuel cell (SOFC) system.

고체산화물 연료전지(SOFC) 시스템은 연료전지 중 발전효율이 가장 높고 반응 고온을 화석연료의 수증기 개질에 이용, 내부 개질을 채택할 수 있는 시스템이다.The solid oxide fuel cell (SOFC) system has the highest power generation efficiency among fuel cells and is a system that can adopt internal reforming by utilizing the high temperature of the reaction to steam reform fossil fuels.

본 발명의 일 실시예에 따른 수소제조 반응기(1)는 상기 도 2a, 도 2b 및 도 3의 다양한 실시예에 따른 단위셀을 적층한 단위셀 모듈과 원료가스, 열원가스 공급 및 배출을 위한 연결부를 포함한다.A hydrogen production reactor (1) according to one embodiment of the present invention includes a unit cell module in which unit cells according to various embodiments of FIGS. 2a, 2b and 3 are laminated, and a connection part for supplying and discharging raw material gas and heat source gas.

단위셀 모듈(30)은 복수의 단위셀이 적층된 모듈이며, 상기 도 2a, 도 2b 및 도 3의 다양한 실시예에 따른 단위셀이 적층될 수 있다.The unit cell module (30) is a module in which multiple unit cells are stacked, and unit cells according to various embodiments of FIGS. 2a, 2b, and 3 can be stacked.

또한, 단위셀 모듈(30)의 내측에 개질촉매(31)가 적층되어 위치할 수 있다.Additionally, a reforming catalyst (31) may be positioned and laminated on the inside of the unit cell module (30).

헤더(40)는 단위셀 모듈과 연결되어, 단위셀 모듈로 열원 및 반응물을 공급할 수 있다.The header (40) is connected to the unit cell module and can supply a heat source and reactant to the unit cell module.

단위셀 모듈의 측면에 가스의 공급, 배출홀이 위치되고, 이에 균일한 가스를 공급 및 배출을 위해서 헤더(40)가 부착된다.Gas supply and discharge holes are located on the side of the unit cell module, and a header (40) is attached to supply and discharge gas uniformly.

구체적으로, 헤더(40)는 열원이 공급되는 열원 공급홀(41), 반응물이 공급되는 반응물 공급홀(42), 폐열원이 배출되는 열원 배출홀(43) 및 생성가스가 배출되는 가스 배출홀(44)을 포함할 수 있다.Specifically, the header (40) may include a heat source supply hole (41) through which a heat source is supplied, a reactant supply hole (42) through which a reactant is supplied, a heat source discharge hole (43) through which waste heat source is discharged, and a gas discharge hole (44) through which generated gas is discharged.

또한, 생성가스 배출을 위해 파이프와 연결될 수 있는 연결 플랜지(45)를 포함할 수 있다.Additionally, it may include a connecting flange (45) that can be connected to a pipe for exhausting the generated gas.

이 때 헤더(가스 분산/포집 콘)는 단위셀 전체에 균일하게 분산되도록 다각 또는 원형 콘 형태로 설계될 수 있으며, 이는 열교환기 분야에서 잘 알려진 사항이다. 따라서, 헤더의 형태 및 위치에 대해서는 본 발명의 범위에 포함되지 않는다.At this time, the header (gas distribution/capture cone) can be designed in a polygonal or circular cone shape so as to be uniformly distributed throughout the unit cell, which is well known in the heat exchanger field. Therefore, the shape and position of the header are not included in the scope of the present invention.

본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 단위셀은, 상기 도 2a, 도 2b 및 도 3에서 설명한 마이크로채널 반응기의 단위셀로서, 가열 플레이트, 가열 플레이트의 측면에 위치하며, 촉매층을 포함하는 촉매 홀더 플레이트 및 촉매 홀더 플레이트의 측면에 위치하는 생성물 배출 플레이트를 포함할 수 있다.According to various embodiments of the present invention, a unit cell may include a unit cell of the microchannel reactor described in FIGS. 2A, 2B, and 3, a heating plate, a catalyst holder plate positioned on a side of the heating plate and including a catalyst layer, and a product discharge plate positioned on a side of the catalyst holder plate.

또한, 가열 플레이트는, 가열 플레이트의 일측에 위치하며, 열원을 공급하는 열원 공급 유로 및 가열 플레이트의 타측에 위치하며, 반응물이 이동하는 반응물 공급 유로를 포함할 수 있다.Additionally, the heating plate may include a heat source supply path located on one side of the heating plate and supplying a heat source, and a reactant supply path located on the other side of the heating plate and through which reactants move.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The above description of the present invention is for illustrative purposes, and those skilled in the art will understand that the present invention can be easily modified into other specific forms without changing the technical idea or essential characteristics of the present invention. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive. For example, each component described as a single component may be implemented in a distributed manner, and likewise, components described as distributed may be implemented in a combined form.

본 발명의 범위는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is indicated by the claims set forth below, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

1: 수소제조 반응기
10: 마이크로채널 반응기
20: 마이크로채널 반응기
100: 가열 플레이트
200: 촉매 홀더 플레이트
300: 생성물 배출 플레이트1: Hydrogen production reactor
10: Microchannel reactor
20: Microchannel reactor
100: Heating plate
200: Catalyst Holder Plate
300: Product discharge plate

Claims (12)

가열 플레이트;
상기 가열 플레이트의 측면에 위치하며, 촉매층을 포함하는 촉매 홀더 플레이트; 및
상기 촉매 홀더 플레이트의 측면에 위치하는 생성물 배출 플레이트를 포함하는 마이크로채널 반응기.heating plate;
A catalyst holder plate positioned on the side of the above heating plate and including a catalyst layer; and
A microchannel reactor comprising a product discharge plate positioned on the side of the catalyst holder plate. 제1항에 있어서,
상기 가열 플레이트는,
상기 가열 플레이트의 일측에 위치하며, 열원을 공급하는 열원 공급 유로; 및
상기 가열 플레이트의 타측에 위치하며, 반응물이 이동하는 반응물 공급 유로를 포함하는 마이크로채널 반응기.In the first paragraph,
The above heating plate,
A heat source supply path located on one side of the above heating plate and supplying a heat source; and
A microchannel reactor positioned on the other side of the heating plate and including a reactant supply path through which reactants move. 제2항에 있어서,
상기 가열 플레이트의 측면과 상기 촉매층은 직접 접촉하는 것을 특징으로 하는 마이크로채널 반응기.In the second paragraph,
A microchannel reactor characterized in that the side surface of the heating plate and the catalyst layer are in direct contact. 제1항에 있어서,
상기 생성물 배출 플레이트는,
상기 생성물 배출 플레이트의 일측에 위치하며, 생성물을 배출하는 생성물 배출 유로를 포함하는 마이크로채널 반응기.In the first paragraph,
The above product discharge plate is,
A microchannel reactor including a product discharge path for discharging a product, the product discharge path being located on one side of the product discharge plate. 제3항에 있어서,
상기 반응물은, 상기 촉매층을 투과하는 것을 특징으로 하는 마이크로채널 반응기.In the third paragraph,
A microchannel reactor, characterized in that the reactant penetrates the catalyst layer. 제1 가열 플레이트;
상기 제1 가열 플레이트의 측면에 위치하며, 제1 촉매층을 포함하는 제1 촉매 홀더 플레이트;
상기 제1 촉매 홀더 플레이트의 측면에 위치하는 생성물 배출 플레이트;
상기 생성물 배출 플레이트를 기준으로, 상기 제1 가열 플레이트의 반대측에 위치하는 제2 가열 플레이트; 및
상기 제2 가열 플레이트의 측면에 위치하며, 제2 촉매층을 포함하는 제2 촉매 홀더 플레이트를 포함하는 마이크로채널 반응기.First heating plate;
A first catalyst holder plate positioned on the side of the first heating plate and including a first catalyst layer;
A product discharge plate positioned on the side of the first catalyst holder plate;
A second heating plate positioned on the opposite side of the first heating plate based on the above product discharge plate; and
A microchannel reactor comprising a second catalyst holder plate positioned on the side of the second heating plate and including a second catalyst layer. 제6항에 있어서,
상기 제1 가열 플레이트는,
상기 제1 가열 플레이트의 일측에 위치하며, 열원을 공급하는 열원 공급 유로; 및
상기 제1 가열 플레이트의 타측에 위치하며, 반응물이 이동하는 반응물 공급 유로를 포함하는 마이크로채널 반응기.In Article 6,
The above first heating plate,
A heat source supply path located on one side of the first heating plate and supplying a heat source; and
A microchannel reactor including a reactant supply path through which reactants move, the reactant being positioned on the other side of the first heating plate. 제7항에 있어서,
상기 제1 가열 플레이트의 측면과 상기 제1 촉매층은 직접 접촉하는 것을 특징으로 하는 마이크로채널 반응기.In Article 7,
A microchannel reactor, characterized in that the side surface of the first heating plate and the first catalyst layer are in direct contact. 제6항에 있어서,
상기 생성물 배출 플레이트는,
상기 제1 촉매 홀더 플레이트와 상기 제2 촉매 홀더 플레이트의 사이에 위치하여, 상기 제1 촉매 홀더 플레이트의 생성물과 상기 제1 촉매 홀더 플레이트의 생성물을 배출하는 마이크로채널 반응기.In Article 6,
The above product discharge plate is,
A microchannel reactor positioned between the first catalyst holder plate and the second catalyst holder plate, for discharging the product of the first catalyst holder plate and the product of the second catalyst holder plate. 제8항에 있어서,
상기 제1 가열 플레이트의 반응물은, 상기 제1 촉매층을 투과하고,
상기 제2 가열 플레이트의 반응물은, 상기 제2 촉매층을 투과하는 것을 특징으로 하는 마이크로채널 반응기.In Article 8,
The reactant of the first heating plate passes through the first catalyst layer,
A microchannel reactor, characterized in that the reactant of the second heating plate penetrates the second catalyst layer. 복수의 단위셀이 적층된 단위셀 모듈; 및
상기 단위셀 모듈과 연결되어, 상기 단위셀 모듈로 열원 및 반응물을 공급하는 헤더를 포함하며,
상기 단위셀은,
가열 플레이트;
상기 가열 플레이트의 측면에 위치하며, 촉매층을 포함하는 촉매 홀더 플레이트; 및
상기 촉매 홀더 플레이트의 측면에 위치하는 생성물 배출 플레이트를 포함하는 수소제조 반응기.A unit cell module in which multiple unit cells are stacked; and
Connected to the above unit cell module, it includes a header that supplies a heat source and a reactant to the above unit cell module,
The above unit cell is,
heating plate;
A catalyst holder plate positioned on the side of the above heating plate and including a catalyst layer; and
A hydrogen production reactor comprising a product discharge plate positioned on the side of the catalyst holder plate. 제11항에 있어서,
상기 가열 플레이트는,
상기 가열 플레이트의 일측에 위치하며, 열원을 공급하는 열원 공급 유로; 및
상기 가열 플레이트의 타측에 위치하며, 반응물이 이동하는 반응물 공급 유로를 포함하는 수소제조 반응기.
In Article 11,
The above heating plate,
A heat source supply path located on one side of the above heating plate and supplying a heat source; and
A hydrogen production reactor including a reactant supply path through which reactants move, the reactant being located on the other side of the heating plate.
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