KR100986750B1 - Ｆｔ 슬러리 기포탑 반응기의 반응열 제거용 순환형 냉각장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반응기에서 석탄 가스화기에서 생성된 합성가스와 촉매와의 반응시 발생되는 반응열의 온도를 제어할 수 있는 FT 슬러리 기포탑 반응기의 반응열 제거용 순환형 냉각장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 FT슬러리 기포탑 반응기의 내부를 가스분사판에 의해 상부 반응실과 하부 도입실로 구획하고, 상기 구획된 반응기에는 분사구가 형성된 분사관 또는 이송관을 내포하는 냉각관을 배관하되 상기 냉각관은 반응실 상부 덮개에 수평설치되어 이송관을 유입시키는 제1냉각관과, 도입실에 수평설치되어 스팀을 배출하는 제2냉각관과, 상기 제1냉각관과 제2냉각관을 연통시키도록 가스분사판을 삽통하여 수직설치되고 내부에 분사관이 설치되는 제3냉각관으로 구성함으로써 반응실 측벽을 통한 냉각관의 유입없이 배관되어 설치 및 유지보수를 용이하게 할 수 있다. 또한, 제2냉각관 내의 이송관을 외부로 연장시켜 냉각수저장탱크와 연결하고, 상기 냉각수저장탱크에 저장된 냉각수는 순환펌프에 의해 펌핑되어 반응기로 재공급되도록 함으로써 분사하고 남은 냉각수를 즉시 회수하여 냉각수의 정체로 인한 과냉각을 방지하여 온도조절이 용이하게 이루어지도록 한 FT 슬러리 기포탑 반응기의 반응열 제거용 순환형 냉각장치에 관한 것이다.

FT 슬러리 기포탑 반응기, 냉각관, 분사관, 증발잠열, 순환, 합성가스, 철-촉매, 반응열 제거

Description

ＦＴ 슬러리 기포탑 반응기의 반응열 제거용 순환형 냉각장치{Circulating Type Cooling System for Elimination of Heat of Reaction AT Fischer-Tropsch Slurry Bubble Column Reactor}

본 발명은 반응기에서 석탄 가스화기에서 생성된 합성가스와 촉매와의 반응시 발생되는 반응열의 온도를 제어할 수 있는 FT 슬러리 기포탑 반응기의 반응열 제거용 순환형 냉각장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 FT슬러리 기포탑 반응기의 내부를 가스분사판에 의해 상부 반응실과 하부 도입실로 구획하고, 상기 구획된 반응기에는 분사구가 형성된 분사관 또는 이송관을 내포하는 냉각관을 배관하되 상기 냉각관은 반응실 상부 덮개에 수평설치되어 이송관을 유입시키는 제1냉각관과, 도입실에 수평 설치되어 스팀을 배출하는 제2냉각관과, 상기 제1냉각관과 제2냉각관을 연통시키도록 가스분사판을 삽통하여 수직 설치되고 내부에 분사관이 설치되는 제3냉각관으로 구성함으로써 반응실 측벽을 통한 냉각관의 유입없이 배관되어 설치 및 유지보수를 용이하게 할 수 있다. 또한, 제2냉각관 내의 이송관을 외부로 연장시켜 냉각수저장탱크와 연결하고, 상기 냉각수저장탱크에 저장된 냉각수는 순환펌프에 의해 펌핑되어 반응기로 재공급되도록 함으로써 분사하고 남은 냉각수를 즉시 회수하여 냉각수의 정체로 인한 과냉각을 방지하여 온도조절이 용이하게 이루 어지도록 한 FT 슬러리 기포탑 반응기의 반응열 제거용 순환형 냉각장치에 관한 것이다.

일반적으로, 석탄을 주원료로 가스화공정-->정제공정-->액화공정을 통해 최종적으로 왁스형태의 합성연료를 제조하여 화석연료의 원료로 사용할 수 있도록 하는 것이 석탄 간접 액화 시스템이다.

여기서 가스화공정은 석탄을 수소와 일산화탄소를 주로 포함하는 합성가스로 변환하는 공정이다. 그리고 정제공정은 가스화공정을 통해 제조된 합성가스를 집진 및 탈황(黃)하고, 각종 불순물을 제거하는 공정이다. 마지막에서 액화공정은 정제된 합성가스를 촉매 상에서 반응시켜 액상 합성연료로 변환하는 공정이다.

상기에서 액화공정을 수행하기 위해서는 상기 FT 슬러리 기포탑 반응기로 합성가스를 균일하게 분산시켜 FT 슬러리 기포탑 반응기의 슬러리에 함유된 철-촉매와 반응하도록 하여 합성연료를 생성한다.

이러한 FT 슬러리 기포탑 반응기는 합성가스(CO + H₂)와, 철(Fe)-촉매가 반응하면 합성연료가 생성되는데 이 때 발열에 의해 FT 슬러리 기포탑 반응기 내부 온도가 상승하게 된다. 상기 반응기의 내부온도가 상승하면 메탄가스와 에탄, 프로판 등의 가스 생성물 발생이 증가하여 액체 연료와 왁스의 생성이 저하된다. 또한 반응 온도가 높게 유지되면 촉매의 비활성화가 빨리 일어나게 되어 촉매의 수명이 단축된다. 따라서 상기 FT 슬러리 기포탑 반응기의 내부 온도를 일정하게 유지하는 것이 선행되어야 한다.

상기 반응기 내부의 온도를 일정하게 유지시키기 위한 방법으로는 내부에 물 또는 스팀을 순환시키는 냉각관을 배치시키는 방법이 사용되었으나, 이러한 구조는 냉각관에 많은 량의 냉각수를 공급해야 함은 물론 물을 계속해서 순환시켜야 하기 때문에 에너지가 많이 소비되고, 냉각 효율 또한 매우 떨어지며, 그 결과 냉각관의 단면적을 늘리기 위해 관의 개수가 많아지게 된다.

이에 본 출원인은 특허등록 제0901736호에서 잠열을 이용한 냉각장치를 제시하였다. 도 4를 참조한 바와같이 출원된 냉각장치(1)는 내부에 분사관(3)이 내입된 냉각관(4)을 반응기(2)의 반응실로 유입하고, 하향으로 다수개를 연장형성하여 분사관으로 냉각수를 상측에서 하측으로 공급하면서 분사관에 형성된 분사구를 통해 공급된 냉각수를 냉각관과 분사관 사이의 공간으로 분사되도록 하고, 분사된 냉각수를 반응열을 흡수하여 스팀으로 증발되어 상측으로 배출되는 구조를 제공하였다.

그러나, 상기 등록건은 냉각수의 증발 잠열로 반응기의 내부 반응온도를 조절하는 방식이나, 연장된 냉각관의 하단을 폐구한 상태로 냉각수 공급이 하향으로 이루어짐으로 냉각수를 공급하였을 때 일부의 물은 증발하면서 반응열을 제거하지만 증발되지 않은 물은 냉각관 하부로 흐르다가 증발하기 때문에 반응기 하부의 온도 조절이 잘 이루어 지지 않는 문제점을 발생시킨다.

따라서, 필요한 만큼의 냉각수만 분사되어 상기 온도조절이 용이하게 할 수 있는 장치에 대한 연구가 필요하다.

이에 본 발명에 따른 FT 슬러리 기포탑 반응기의 반응열 제거용 순환형 냉각장치는,

FT슬러리 기포탑 반응기의 내부를 가스분사판에 의해 상부 반응실과 하부 도입실로 구획하고, 상기 구획된 반응기에는 분사구가 형성된 분사관 또는 이송관을 내포하는 냉각관을 배관하되 상기 냉각관은 반응실 상부 덮개에 수평설치되어 이송관을 유입시키는 제1냉각관과, 도입실에 수평설치되어 스팀을 배출하는 제2냉각관과, 상기 제1냉각관과 제2냉각관을 연통시키도록 가스분사판을 삽통하여 수직설치되고 내부에 분사관이 설치되는 제3냉각관으로 구성함으로써 반응실 측벽을 통한 냉각관의 유입없이 배관되어 설치 및 유지보수를 용이하게 할 수 있는 장치의 제공을 목적으로 한다.

또한, 제2냉각관 내의 이송관을 외부로 연장시켜 냉각수저장탱크와 연결하고, 상기 냉각수저장탱크에 저장된 냉각수는 순환펌프에 의해 펌핑되어 반응기로 재공급되도록 함으로써 분사하고 남은 냉각수를 즉시 회수하여 냉각수의 정체로 인한 과냉각을 방지하여 온도조절이 용이하게 이루어지도록 한 것을 다른 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 FT 슬러리 기포탑 반응기의 반응열 제 거용 순환형 냉각장치는,

석탄 가스화기에서 생성된 합성가스를 공급받아 촉매와 반응시킬 때 발생되는 반응열의 온도를 제어할 수 있는 FT 슬러리 기포탑 반응기의 반응열 제거용 순환형 냉각장치에 있어서, FT 슬러리 기포탑 반응기 내의 상부에 배치되는 제1냉각관과; 상기 반응기 내의 하부에 배치되고 일단이 외부로 표출되며 표출된 단부에 배출구가 형성되어 상변화된 스팀을 배출하도록 하는 제2냉각관과; 상기 제1냉각관과 제2냉각관을 수직으로 연결하는 다수의 제3냉각관과; 상기 제1 내지 제3냉각관의 내부에 삽입되고, 상기 냉각관의 내경 보다 작은 직경으로 형성되어 냉각수가 이송되도록 하고, 제3냉각관 내부에 배관되는 관체에는 다수의 분사구가 형성되어 분사된 냉각수가 주위열을 흡수해 스팀으로 상변화되게 하는 분사관과; 상기 반응기 외부에 배관되고, 일단이 제1냉각관 내의 분사관과 연통되고, 타단이 제2냉각관 내의 분사관에 연통되어 제2냉각관의 분사관으로 배출되는 냉각수를 제1냉각관의 분사관으로 재공급하는 순환관과; 상기 순환관의 유로상에 설치되는 냉각수저장탱크 및 펌프;를 포함하여 이루어진다.

본 발명에 따른 FT 슬러리 기포탑 반응기의 반응열 제거용 순환형 냉각장치는,

냉각수를 분사하는 분사관을 냉각관에 내설해 냉각수를 분사관과 냉각관 사이의 공간으로 분사하도록 하여 분사된 냉각수가 냉각관을 통해 전달된 반응열을 흡수하여 증발되어 스팀으로의 상변화가 이루어지게 한 것이다. 이와같은 증발잠열을 이용한 상변화 방식은 기존에 냉각수만으로 냉각하던 방식보다 냉각효율을 더욱 증대시킨 것이다. 특히 냉각수를 이송시키는 분사관은 반응기 내에서 분사되고 남은 잔여 냉각수를 즉시 회수하기 때문에 잔여냉각수에 의한 과냉각을 방지할 수 있다.

또한, 냉각수를 FT 슬러리 기포탑 반응기 내로 유입하는 분사관 및 냉각관이 합성가스와 촉매와의 반응이 이루어지는 반응실 본체 부분을 피해서 가스 도입실 및 상부덮개를 통해 반응기 내부로 유입됨으로 반응실에서의 버블링 거동에 대한 저해요소를 최소화하고, 냉각관의 설치 및 유지보수가 용이하게 이루어지도록 한 효과가 있다.

이하에서는 본 발명에 따른 FT 슬러리 기포탑 반응기의 반응열 제거용 순환형 냉각장치에 관하여 첨부되어진 도면과 함께 더불어 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 FT 슬러리 기포탑 반응기의 반응열 제거용 순환형 냉각장치를 도시한 구성도이고, 도 2a와 도 2b는 도 1의 A-A 단면과 B-B단면을 도시한 단면도이다.

도시된 바와같이 본 발명에 따른 FT 슬러리 기포탑 반응기의 반응열 제거용 순환형 냉각장치(10)는 석탄가스화 장치에서 합성가스를 공급받아 촉매와 반응시켜 합성연료를 생성하고 이 과정에서 반응열이 발생된 반응기 내의 온도를 제어할 수 있도록 한 장치이다.

상기 냉각장치(10)는 내부에 분사관(40)이 배관되는 이중관 구조인 냉각관(30)과, 분사하고 남은 잔여 냉각수를 회수하여 재공급하는 순환관(50)과, 상기 순환관의 유로상에 설치되는 냉각수저장탱크(60) 및 펌프(70)를 포함하여 구성된다.

상기 냉각관(30)은 도1을 참보한 바와같이 외부로부터 FT 슬러리 기포탑 반응기(20) 내부로 유입되는 제1냉각관(31)과, 반응기 내에서 상변화된 스팀을 외부로 배출하는 제2냉각관(32)과, 상기 제1냉각관과 제2냉각관을 수직으로 연통시키는 제3냉각관(33)으로 이루어진다.

상기 제1냉각관(31)과 제2냉각관(32)은 수직설치된 반응기에 수평방향으로 설치되며, 반응기 단면에 넓게 분포되도록 한다. 즉, 상기 제1냉각관(31)과 제2냉각관(32)은 외부로부터 반응기 내부로 삽통또는 반응기 내부에서 외부로 배출되는 주관(34)과, 상기 주관과 연통되고 반응기 단면에 넓게 분포되는 보조관(35)으로 구성되며, 상기 보조관(35)은 도 2a과 도 2b에 도시된 형태인 원으로 하거나, 격자 또는 다수의 동심원등 다양한 형태로 형성할 수 있다. 상기 제1냉각관(31)의 외부로 표출된 단부에는 유입구(311)가 형성되어 후술되는 순환관과 내부에 설치된 분사관을 연통시켜 냉각수의 유입이 이루어지도록 하고, 상기 제2냉각관(32)은 외부로 표출된 단부에는 배출구(321)가 형성되어 후술되는 냉각과정시 분사되는 냉각수의 상변화에 의해 발생된 스팀을 배출하도록 한다. 여기서 상기 유입구(311)가 외부로 표출되어 형성된 것은 내부 반응 가스에 의해 순환관 또는 분사관이 노출되어 부식 또는 파손되는 것을 방지하기 위한 것이다. 따라서, 순환관을 내부식성과 강도가 우수한 재질로 사용할 경우에는 별도의 유입구 없이 순환관이 직접 반응기 내부로 삽통되어 냉각수를 공급하도록 할 수 있다.

또한, 제3냉각관(33)은 반응기의 상측에 설치된 제1냉각관과 하측에 설치된 제2냉각관을 서로 연통시키는 것으로, 도2a와 도 2b에 도시된 바와같이 다수개를 수직설치하고 이 들을 서로 일정간격으로 배치하여 반응기 내의 온도조절이 용이하게 하는 것이 바람직하다.

다음으로 분사관(40)은 이중관 구조인 제1 내지 제3 냉각관의 내부에 위치하는 관이다. 상기 분사관(40)의 직경은 냉각관(30)의 내경보다 작게 형성하여 냉각관 내주면과 이송관 및 분사관 외주면 사이에 갭이 형성되도록 한다. 이러한 갭은 후술되는 분사구(41)에 의해 냉각수가 분사될 수 있는 공간으로 활용되거나, 상변화된 스팀을 배출하는 공간으로써 활용된다. 따라서, 분사관의 직경을 냉각관 직경의 1/2보다 작게 형성하여 공간확보가 충분히 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 분사관(40)은 제3냉각관(33) 내부에 위치하는 관체에 다수의 분사구(41)를 형성하여 내부로 이송되는 냉각수가 냉각관과 분사관 사이의 갭으로 분사되도록 하여 분사된 냉각수가 열을 흡수해 스팀으로 상변화되어 반응기의 냉각이 이루어지도록 한다. 상기 분사구(41)는 분사관의 내주면으로부터 외주면으로 갈수록 점진적으로 넓게 형성되도록 하여 냉각수가 압력에 의해 넓은 범위로 분사되도록 하는 것이 바람직하다. 아울러 반응기 내에서 반응이 활발하게 이루어져 상대적 으로 높은 열이 발산되는 부분에 위치하는 분사구는 다른 부분보다 분사구간의 간격을 좁게 형성하여 냉각수의 분사량이 증가되도록 할 수 있다. 또한, 냉각수의 압력은 반응기로 유입되는 부분이 배출되는 부분보다 높을 수 있으므로, 상기 유입되는 부분과 가까운 곳에 위치하는 분사구보다 배출되는 방향의 분사구 직경을 더 크게 형성하여 동일한 량의 분사가 이루어지도록 할 수 있다.

상기 분사구(41)는 동일한 수평선상에 다수개의 분사구가 형성되도록 하거나, 도 1의 확대한 도면을 참조한 바와같이 분사관(40)을 따라 나선으로 분사구(41)를 배치하여 동일 수평선상에 하나의 분사구만 형성되도록 할 수 있다. 이와같이 동일 수평선상에 하나의 분사구만 형성될 형태는 다수개의 분사구가 형성된 형태의 것보다 상대적으로 낮은 내압력에서도 분사가 용이하게 이루어질 수 있는 장점이 있다.

상기 순환관(50)은 반응기 외부에 배관되는 관체로 일단이 제1냉각관(31) 내의 분사관과 연통되고, 타단이 제2냉각관(32) 내의 분사관과 연통되어 있다. 이와같이 배관된 순환관(50)은 제1냉각관측으로 냉각수를 공급하고, 분사구를 통해 분사하고 남은 냉각수를 제2냉각관측으로부터 회수하여 다시 제1냉각관측을 통해 반응기내로 공급한다. 또한 상기 순환관은 분사구로 분사되고 남은 냉각수를 즉시 회수하기 때문에 잔여냉각수로 인한 과냉각을 방지할 수 있다. 또한, 순환관(50)을 통한 냉각수의 공급은 도시된 바와같이 반응기의 상부에서 하부로 공급되는 형태 이외에 반응기의 하부에서 상부로 공급할 수도 있다.

상기 순환관(50)의 유로상에는 냉각수저장탱크(60)와 펌프(70)가 설치된다. 상기 냉각수저장탱크(60)는 회수된 냉각수를 임시로 저장하고, 반응기 내에서 분사된 냉각수의 소모량을 보충해주는 역할을 한다. 또한 상기 펌프(70)는 분사관으로 공급되는 냉각수의 공급량을 조절하는 장치로, 펌프 작동 정도에 따라 냉각수의 공급량이 조절되어 최종적으로 분사구를 통한 분사량의 조절이 가능하도록 한다.

이러한 분사량의 조절은 펌프(70) 이외에 밸브(80)에 의해서도 조절이 가능하다. 상기 밸브는 냉각수를 반응기에 유입되는 부분에 설치하여 유입되는 냉각수를 조절할 수 있으나, 바람직하게는 도시된 바와같이 반응기에 분사되고 남은 냉각수가 배출되는 부분의 순환관(50) 또는 분사관(40)에 설치하여 반응기로 공급되는 냉각수의 압력 조절이 용이하도록 하는 것이다.

아울러 상기 펌프(70) 또는 밸브(80)에 의한 냉각수 공급량의 조절은 반응기(20) 내의 반응실 온도 상태를 감지하여 조절이 이루어지는 것으로, 미도시되었지만 반응실에 온도감지센서를 다수 설치하여 반응온도를 실시간으로 체크하여 펌프 또는 밸브의 조절이 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명의 FT 슬러리 기포탑 반응기(20)에는 통체의 본체(21)와, 상기 본체의 상부에 결합되는 상부덮개(22)와, 상기 본체의 하부에 결합되는 하부덮개(23)로 구성되며, 상기 본체와 하부덮개 사이에는 가스분사판(24)을 설치하여 내부공간을 상부 반응실(25)과 하부 도입실(26)로 구획되도록 할 수 있다. 이때 상기 냉각장치(10)는 반응기 내부로 냉각수를 공급하거나 배출시키기 위한 연결부분을 반응기의 본체(21)에서 이루어지지 않고 상하부 덮개(22,23)를 통해 이루어지게 함으로써 장치의 제조와 유지 및 보수가 용이하게 이루어지도록 할 수 있다.

예컨대 도 3을 참조한 바와같이 제1냉각관(31)은 촉매가 함유된 슬러리 층의 상부공간인 상부덮개(22) 내에 배치되고, 제2냉각관(32)은 하부덮개(23) 내측인 도입실(26)에 배치되도록 하여 반응실의 실질적인 반응공간에는 제3냉각관(33)만 수직 설치되도록 함으로써, 냉각관 배관이 가스유체거동에 미치는 영향을 최소화할 수 있다.

이하에서는 본 발명에 따른 FT 슬러리 기포탑 반응기의 반응열 제거용 순환형 냉각장치의 작동에 관하여 첨부되어진 도면과 더불어 간단히 설명하기로 한다.

먼저 FT 슬러리 기포탑 반응기의 도입실로 유입된 합성가스는 가스분사판을 통해 반응실로 분산 공급되도록 한다. 반응실로 공급된 합성가스는 버블링형태 즉 가스유체거동에 의해 상승되면서 반응기의 유동슬러리에 함유되어 있는 촉매와 반응이 이루어지면서 합성연료를 생산한다.

이때 합성연료 생성반응은 합성가스(CO + H₂)와, 철(Fe)-촉매에 의한 발열반응임으로 반응실의 온도를 상승시킨다. 이러한 반응기의 온도가 상승되면, 합성연료 생성의 바람직한 온도인 200 ~ 350℃ 정도의 범위를 벗어나게 되어 메탄가스와 이산화탄소의 발생이 증가됨으로 합성연료의 생성율이 저하된다.

따라서, FT 슬러리 기포탑 반응기에 설치된 냉각장치를 통해 반응기 내의 온도를 일정하게 유지되게 함으로써 항시 최적의 합성연료 생성온도를 유지할 수 있도록 한 것이다.

이러한 냉각장치(10)는 도 3에 도시된 바와같이 냉각수는 제1냉각관(31) 내부 분사관을 통해 반응기 내로 유입되고, 제3냉각관(33) 내측의 분사관을 통해 수직하강하여 촉매반응이 이루어지는 반응실(25)을 통과해 도입실(26)의 제2냉각관(32) 내의 분사관으로 이송된다.

이 과정에서 밸브를 조절하여 조이게 되면 분사관내의 냉각수 압력이 증가되어 제3냉각관(33)의 내측 분사관에 형성된 분사구(41)를 통해 분사되는 냉각수의 량이 증가된다. 즉, 냉각수가 제3냉각관(33) 내주면과 분사관(40) 외주면 사이의 공간으로 분사되고, 분사된 냉각수는 냉각관으로 전달된 열을 흡수하여 스팀으로 상변화되며, 상변화된 스팀은 제2냉각관(32)의 일단에 형성된 배출구(321)를 통해 외부로 배출된다.

또한, 상기 분사구(41)로 분사되고 남은 냉각수는 제2냉각관 내의 분사관과 연통된 순환관(50)을 통해 회수되어 냉각수저장탱크(60)로 포집되며, 펌프의 펌핑에 의해 반응기(20) 내의 분사관(40)으로 재공급하는 것이다. 예컨대, 반응실(25)의 온도가 기준치 이상으로 높아지면, 펌프(70)의 펌핑력을 증가시키거나 밸브(80)를 조절해 분사관 내의 냉각수 압력을 증가시켜 분사구(41)를 통한 냉각수 분사량이 증가되도록 하여 반응온도를 조절하도록 하고, 반응실의 온도가 기준치로 복귀하였을 때는 공급되는 분사관의 냉각수 압력을 줄임으로써 분사되는 냉각수 량을 줄여 적정한 온도가 유지되도록 할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 FT 슬러리 기포탑 반응기의 반응열 제거용 순환형 냉각장치를 도시한 구성도.

도 2a와 도 2b는 도 1의 A-A 단면과 B-B단면을 도시한 단면도.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 FT 슬러리 기포탑 반응기의 반응열 제거용 순환형 냉각장치를 도시한 구성도.

도 4는 종래의 FT 슬러리 기포탑 반응기의 반응열 제거용 냉각관을 도시한 구성도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 냉각장치

20 : 반응기

21 : 본체 22 : 상부덮개 23 : 하부덮개

24 : 가스분사판 25 : 반응실 26 : 도입실

31 : 냉각관

31 : 제1냉각관 32 : 제2냉각관 33 : 제3냉각관

34 : 주관 35 : 보조관

311 : 유입구 321 : 배출구

40 : 분사관

41 : 분사구

50 : 순환관

60 : 냉각수저장탱크

70 : 펌프

80 : 밸브

Claims (4)

1. 석탄 가스화기에서 생성된 합성가스를 공급받아 촉매와 반응시킬 때 발생되는 반응열의 온도를 제어할 수 있는 FT 슬러리 기포탑 반응기의 반응열 제거용 순환형 냉각장치에 있어서,

   FT 슬러리 기포탑 반응기(20) 내의 상부에 배치되는 제1냉각관(31)과;

   상기 반응기 내의 하부에 배치되고 일단이 외부로 표출되며 표출된 단부에 배출구(321)가 형성되어 상변화된 스팀을 배출하도록 하는 제2냉각관(32)과;

   상기 제1냉각관과 제2냉각관을 수직으로 연결하는 다수의 제3냉각관(33)과;

   상기 제1 내지 제3냉각관의 내부에 삽입되고, 상기 냉각관의 내경 보다 작은 직경으로 형성되어 냉각수가 이송되도록 하고, 제3냉각관 내부에 배관되는 관체에는 다수의 분사구(41)가 형성되어 분사된 냉각수가 주위열을 흡수해 스팀으로 상변화되게 하는 분사관(40)과;

   상기 반응기 외부에 배관되고, 일단이 제1냉각관 내의 분사관과 연통되고, 타단이 제2냉각관 내의 분사관에 연통되어 제2냉각관의 분사관으로 배출되는 냉각수를 제1냉각관의 분사관으로 재공급하는 순환관(50)과;

   상기 순환관의 유로상에 설치되는 냉각수저장탱크(60) 및 펌프(70);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 FT 슬러리 기포탑 반응기의 반응열 제거용 순환형 냉각장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 반응기(20)는 통체인 본체(21)와 상기 본체의 상부에 결합되는 상부덮개(22)와, 상기 본체의 하부에 결합되는 하부덮개(23)로 구성되고, 상기 본체와 하부덮개 사이에는 가스분사판(24)을 설치하여 내부공간을 상부 반응실(25)과 하부 도입실(26)로 구획되도록 하되;

   상기 제1냉각관(31)은 반응실 상부의 상부덮개(22) 부분에 배치하고, 상기 제2냉각관(32)은 도입실(26)에 배치하며, 제3냉각관(33)은 가스분사판(24)을 삽통하여 수직으로 배치되도록 설치한 것을 특징으로 하는 FT 슬러리 기포탑 반응기의 반응열 제거용 순환형 냉각장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 제2냉각관(32)의 분사관(40)과 근접된 순환관(50)에는 밸브(80)를 설치하여 분사관 내의 냉각수 압력을 조절하도록 한 것을 특징으로 하는 FT 슬러리 기포탑 반응기의 반응열 제거용 순환형 냉각장치.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 분사관(40)의 분사구(41)는 냉각수가 넓은 범위로 분사될 수 있도록 관의 내주면에서 외주면으로 갈수록 직경이 넓게 형성되도록 한 것을 특징으로 하는 FT 슬러리 기포탑 반응기의 반응열 제거용 순환형 냉각장치.

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