KR101528334B1 - a micro channel reactor and a fabricating method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 마이크로 채널 반응기 및 그 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 마이크로 채널 반응기는, 표면에 요철구조를 가지는 금속 구조체 및 상기 금속 구조체 상에 형성된 다공성 담체층을 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따른 마이크로 채널 반응기를 700℃ 이상의 고온에서 장시간 운전하더라도 촉매 등의 박리가 일어나지 않고, 또한 촉매의 활성이 그대로 유지될 수 있으며, 적은 양의 촉매를 사용하더라도, 대량의 촉매를 사용하는 pack-bed 형 반응기와 비교하여 동등한 정도의 성능을 발휘할 수 있다.The present invention relates to a microchannel reactor and a manufacturing method thereof. The microchannel reactor according to the present invention is characterized by including a metal structure having a concavo-convex structure on its surface and a porous carrier layer formed on the metal structure. Even when the microchannel reactor according to the present invention is operated for a long time at a high temperature of 700 ° C or higher, peeling of the catalyst and the like can be prevented and the activity of the catalyst can be maintained. Even if a small amount of catalyst is used, it is possible to achieve an equivalent performance as compared with the -bed reactor.
Description
본 발명은 마이크로 채널 반응기 및 그 제조방법에 관한 것이다. 상세하게는 700℃ 이상의 고온에서 장시간 사용 가능한 마이크로 채널 반응기 및 그 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a microchannel reactor and a manufacturing method thereof. And more particularly, to a microchannel reactor which can be used at a high temperature of 700 ° C or higher for a long time, and a method of manufacturing the same.
기존의 불균일 촉매와 관련된 화학반응(공정촉매, 환경촉매, 수소제조와 관련된 촉매 등)에서는 세라믹(코디어라이트, 모노리스)으로 이루어진 촉매지지체를 사용하고 있다. 이러한 촉매 지지체의 단점은 낮은 열전도도, 높은 열용량에 기인하여 열충격에 노출되거나 발열반응에서 집중된 촉매에 의해 hot spot이 발생하는 경우 부분적으로 파괴되어 장시간 동안 사용하지 못하는 단점을 지니고 있다. 이뿐만 아니라 낮은 열전도도에 의한 초기 반응속도가 느려 응답속도에 제약을 받고 있다.Catalyst supports made of ceramics (cordierite, monolith) are used for chemical reactions related to conventional heterogeneous catalysts (process catalyst, environmental catalyst, catalysts related to hydrogen production, etc.). The disadvantage of such a catalyst support is that it is exposed to thermal shock due to low thermal conductivity, high heat capacity, or partially broken when a hot spot is generated by a concentrated catalyst in an exothermic reaction, so that it can not be used for a long time. In addition to this, the initial reaction rate due to low thermal conductivity is slow, which limits the response speed.
상기한 산업현장에서 사용되는 기존의 세라믹 지지체의 문제를 해결하기 위해 열 전달이 우수한 금속 혹은 금속 구조체에 고비표면적의 세라믹 담체를 코팅하여 사용하려는 노력이 시도되고 있다. 일반적으로 금속구조체의 형태는 세라믹과 유사하게 모노리스, 폼, 망 등을 포괄적으로 포함한다. 하지만, 금속 표면에 세라믹 담체를 입히게 될 경우 열에 노출되면 열팽창계수 차이에 의하여 응력이 계면에 집중되어 세라믹 담체가 박리가 되는 문제를 지니고 있다. 이러한 금속 표면에 코팅된 세라믹 담체의 열충격 안정성 및 접착력 향상을 위해 다양한 방법들이 시도되었다. In order to solve the problems of the conventional ceramic support used in the industrial field, efforts have been made to coat a ceramic substrate having a high specific surface area with a metal or metal structure having excellent heat transfer. Generally, the shape of the metal structure includes a monolith, a foam, a mesh, and the like in a similar manner to a ceramic. However, when a ceramic substrate is coated on a metal surface, stress is exerted on the interface due to the difference in thermal expansion coefficient when exposed to heat, and the ceramic carrier is peeled off. Various methods have been attempted to improve the thermal shock stability and adhesion of the ceramic substrate coated on the metal surface.
대한민국 공개특허 KR 10-0499348에서 금속 표면과 세라믹 담체 간의 접착력 향상을 위해 금속 구조체 표면에 다공성 금속-금속산화물 층상 입자층을 전기영동증착(EPD)으로 피복한 후 활성 촉매성분을 부착하는 방법을, KR 10-0807730에서는 원자기상증착법(ALD) 또는 화학기상증착법(CVD)을 이용하여 기질-촉매 간의 계면에 촉매와 동일한 물질 또는 촉매와 동일한 표면특성을 지닌 물질을 접착층으로 코팅하여 촉매-기질 간의 접착력을 증대시켰다고 명시하고 있다. 또한, KR 10-0835046 와 KR 10-0670954에서는 금속 유기화학 증착법(MOCVD)을 이용하여 산화된 FeCr 합금 펠트 상에 계면층(알루미나, 알루미나+실리카, 티타니아)을 피복하여 계면 접합강도를 향상시켰다고 명시하였다. Korean Patent Publication KR 10-0499348 discloses a method of coating an active catalytic component on a surface of a metal structure by electrophoretic deposition (EPD) of a porous metal-metal oxide layered particle layer in order to improve adhesion between a metal surface and a ceramic carrier, 10-0807730 discloses the use of atomic vapor deposition (ALD) or chemical vapor deposition (CVD) in which an interface between a substrate and a catalyst is coated with the same material or a material having the same surface properties as a catalyst, . In addition, KR 10-0835046 and KR 10-0670954 disclose that the interfacial layer (alumina, alumina + silica, titania) is coated on the oxidized FeCr alloy felt by metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) Respectively.
하지만, 이러한 중간층을 형성하기 위한 방법이 다소 복잡하기 때문에 상기에 언급한 기술들은 경제성이 떨어질 뿐만 아니라 중간층의 상세한 조절이 힘들어 촉매 층을 균일하게 코팅하거나 두께를 조절하는 데에는 한계가 있다. However, since the method for forming such an intermediate layer is somewhat complicated, the above-mentioned techniques are not only economically disadvantageous, but also difficult to fine-tune the intermediate layer, so that there is a limit in uniformly coating the catalyst layer or adjusting the thickness.
KR 10-0696622 특허에 경우 기존 촉매의 코팅 기술들은 선택적으로 원하는 부분까지의 균일 코팅의 어려움을 지적하고 있으며, 이를 위해 흐름 코팅법(flow coating method)을 사용하고 있지만, 기존의 방법에서 크게 벗어나지 않아 여전히 균일하게 코팅하는 것에 문제를 갖고 있다. In the case of KR 10-0696622, existing catalyst coating techniques selectively point out the difficulty of homogeneous coating up to a desired part, and although the flow coating method is used for this purpose, But still has a problem in uniformly coating.
상기에 언급한 것 이외에도 고비표면적의 세라믹 담체에 촉매 활성 물질을 균일하게 분산시킴으로써 장시간 동안 고효율로 동작할 수 있는 마이크로 채널 반응기가 요구된다.
There is a need for a microchannel reactor capable of operating at high efficiency for a long time by uniformly dispersing a catalytically active material in a ceramic substrate having a high specific surface area.
본 발명은 상기 문제점을 개선하고 마이크로 채널 반응기의 요구특성을 충족시키기 위해, 금속분말이 균일하게 코팅되어 표면 요철 구조를 갖는 금속 구조체에 워시코팅법으로 세라믹 담체를 균일하게 코팅한 후 함침법으로 촉매 물질을 담지하여 촉매 지지체를 제조하고, 이를 마이크로 채널 반응기에 조립하여 700℃ 이상에서 장시간 촉매 반응의 높은 활성을 유지할 수 있는 마이크로 채널 반응기를 제공하고자 한다.
In order to solve the above problems and to meet the required characteristics of the microchannel reactor, the present invention is a method for coating a ceramic substrate uniformly by coating a metal structure having a surface irregularity structure by a wash coating method, The present invention provides a microchannel reactor capable of maintaining a high catalytic activity for a long period of time at 700 ° C or higher by assembling a catalyst support into a microchannel reactor.
본 발명의 일 측면은 표면에 요철구조를 가지는 금속 구조체 및 금속 구조체 상에 형성된 다공성 담체층을 가지는 촉매 지지체를 포함하는 마이크로 채널 반응기일 수 있다.One aspect of the present invention can be a microchannel reactor including a catalyst support having a metal structure having a concavo-convex structure on a surface thereof and a porous carrier layer formed on the metal structure.
금속 구조체는 금속폼, 금속판, 금속막대, 금속파이프, 금속봉 또는 금속실린더를 포함할 수 있다.The metal structure may include a metal foam, a metal plate, a metal rod, a metal pipe, a metal rod or a metal cylinder.
요철 구조는 금속입자가 코팅되어 소결된 것으로, 금속입자의 입도는 0.5~100㎛ 이고, 요철 구조의 두께는 1~300㎛ 일 수 있다. The concavo-convex structure is formed by sintering the metal particles coated thereon. The particle size of the metal particles is 0.5 to 100 탆, and the thickness of the concavo-convex structure is 1 to 300 탆.
다공성 담체층은 알루미나(Al2O3), 실리카(SiO2), 타이타니아(TiO2), 지올라이트, 세리아(Ce2O3), 마그네시아, 바나데이트(V2O5), 산화코발트(CoO, CoO2, Co2O3, Co3O4), 산화철(FeO, Fe2O3, Fe3O4), 산화텅스텐(WO3), 산화몰리브데늄(MoO3), 산화안티몬(SbO2) 및 희토류산화물(Sc, Y, La계 원소 산화물)로 이루어진 그룹에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.A porous carrier layer of alumina (Al 2 O 3), silica (SiO 2), titania (TiO 2), zeolites, ceria (Ce 2 O 3), magnesia, vanadate (V 2 O 5), cobalt oxide (CoO , CoO 2, Co 2 O 3 , Co 3 O 4), iron oxide (FeO, Fe 2 O 3, Fe 3 O 4), tungsten oxide (WO 3), denyum oxide molybdate (MoO 3), antimony oxide (SbO 2 ) and rare earth oxides (Sc, Y, and La-based element oxides).
다공성 담체층에는 촉매 입자가 담지될 수 있으며, 촉매 입자는 백금, 팔라듐, 로듐, 이리듐, 루테늄, 텅스텐, 크롬, 망간, 철, 코발트, 구리 및 아연으로 이루어진 그룹에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.The catalyst carrier particles may be supported on the porous carrier layer and the catalyst particles may include at least one selected from the group consisting of platinum, palladium, rhodium, iridium, ruthenium, tungsten, chromium, manganese, iron, cobalt, copper and zinc .
본 발명의 다른 측면은 금속분말을 이용하여 금속 구조체 표면에 요철 구조를 형성하는 단계, 요철 구조가 형성된 금속 구조체 표면에 다공성 담체층을 형성하는 단계, 및 다공성 담체층에 촉매를 담지하는 단계를 포함하는 마이크로 채널 반응기의 제조방법일 수 있다.Another aspect of the present invention includes a step of forming a concavo-convex structure on the surface of a metal structure by using a metal powder, a step of forming a porous carrier layer on a surface of the metal structure having a concavo-convex structure, and a step of supporting a catalyst on the porous carrier layer And a microchannel reactor.
금속 구조체는 금속폼, 금속판, 금속막대, 금속파이프, 금속봉 또는 금속실린더를 포함할 수 있다.The metal structure may include a metal foam, a metal plate, a metal rod, a metal pipe, a metal rod or a metal cylinder.
다공성 담체층은 알루미나(Al2O3), 실리카(SiO2), 타이타니아(TiO2), 지올라이트, 세리아(Ce2O3), 마그네시아, 바나데이트(V2O5), 산화코발트(CoO, CoO2, Co2O3, Co3O4), 산화철(FeO, Fe2O3, Fe3O4), 산화텅스텐(WO3), 산화몰리브데늄(MoO3), 산화안티몬(SbO2) 및 희토류산화물(Sc, Y, La계 원소 산화물)로 이루어진 그룹에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다. A porous carrier layer of alumina (Al 2 O 3), silica (SiO 2), titania (TiO 2), zeolites, ceria (Ce 2 O 3), magnesia, vanadate (V 2 O 5), cobalt oxide (CoO , CoO 2, Co 2 O 3 , Co 3 O 4), iron oxide (FeO, Fe 2 O 3, Fe 3 O 4), tungsten oxide (WO 3), denyum oxide molybdate (MoO 3), antimony oxide (SbO 2 ) and rare earth oxides (Sc, Y, and La-based element oxides).
요철 구조는 스프레이(Spray)코팅, 용사(Thermal spray)코팅, 압연(Rolling) 코팅, 또는 열확산 코팅에 의하여 형성될 수 있다.The concavo-convex structure can be formed by spray coating, thermal spray coating, rolling coating, or thermal diffusion coating.
열확산 코팅시 금속분말에 활성제를 첨가할 수 있다. The activator may be added to the metal powder upon thermal diffusion coating.
다공성 담체층은 워시 코팅 또는 닥터블레이드 방법을 이용하여 형성할 수 있다. The porous carrier layer may be formed using a wash coating or doctor blade method.
촉매 입자는 백금, 팔라듐, 로듐, 이리듐, 루테늄, 텅스텐, 크롬, 망간, 철, 코발트, 구리 및 아연으로 이루어진 그룹에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다. The catalyst particles may include at least one selected from the group consisting of platinum, palladium, rhodium, iridium, ruthenium, tungsten, chromium, manganese, iron, cobalt, copper and zinc.
다공성 담체층을 형성한 후, 상기 다공성 담체층에 균열을 형성할 수 있으며, 균열은 상기 다공성 담체층을 형성한 후 150℃ 내지 900℃에서 열처리하여 형성될 수 있다.
After the porous carrier layer is formed, a crack can be formed in the porous carrier layer, and the porous carrier layer can be formed by heat treatment at 150 ° C to 900 ° C after forming the porous carrier layer.
본 발명에 따른 마이크로 채널 반응기는 700℃ 이상의 고온에서 장시간 운전하더라도 촉매 등의 박리가 일어나지 않고, 또한 촉매의 활성이 그대로 유지될 수 있다. The microchannel reactor according to the present invention does not peel off the catalyst even when it is operated at a high temperature of 700 ° C or more for a long time, and the activity of the catalyst can be maintained as it is.
또한, 본 발명에 의하면 마이크로 채널 반응기는 적은 양의 촉매를 사용하더라도, 대량의 촉매를 사용하는 pack-bed 형 반응기와 비교하여 동등한 정도의 성능을 발휘할 수 있다.
In addition, according to the present invention, even if a small amount of catalyst is used, the microchannel reactor can exhibit an equivalent performance as compared with a pack-bed type reactor using a large amount of catalyst.
도 1은 본 발명의 실시예에 따라 알루미나 분말이 워시 코트된 금속 판재의 광학현미경 사진이다.
도 2는 본 발명의 메탄의 전환율을 나타내는 그래프이다(상부: 실시예, 하부: 비교예).BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is an optical microscope photograph of a metal plate with alumina powder wash-coated according to an embodiment of the present invention. FIG.
2 is a graph showing the conversion of methane of the present invention (upper part: Example, lower part: comparative example).
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시 형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The embodiments of the present invention can be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. Furthermore, embodiments of the present invention are provided to more fully explain the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the shapes and sizes of the elements in the drawings may be exaggerated for clarity of description, and the elements denoted by the same reference numerals in the drawings are the same elements.
본 발명의 일 측면은 표면에 요철구조를 가지는 금속 구조체 및 금속 구조체 상에 형성된 다공성 담체층을 가지는 촉매 지지체를 포함하는 마이크로 채널 반응기일 수 있다.One aspect of the present invention can be a microchannel reactor including a catalyst support having a metal structure having a concavo-convex structure on a surface thereof and a porous carrier layer formed on the metal structure.
본 측면은 촉매 지지체에 있어서, 금속 구조체의 표면에 요철 구조를 형성함으로써 금속 구조체와 그 위에 코팅되는 세라믹 담체층 간의 계면의 안정성을 증가시킴으로써, 700℃ 이상에서 장시간 사용하는 동안 촉매 반응 중에 열팽창계수 차이에 의해 금속 구조체와 세라믹 담체층 간의 계면에서 세라믹 담체층이 분리되는 것을 막아 촉매 활성 저하를 방지하는 것을 특징으로 한다.
The present aspect relates to a catalyst support in which the irregular structure is formed on the surface of the metal structure to increase the stability of the interface between the metal structure and the ceramic substrate layer to be coated thereon to improve the thermal expansion coefficient difference during the catalyst reaction during long- The ceramic carrier layer is prevented from being separated at the interface between the metal structure and the ceramic carrier layer to prevent deterioration of catalytic activity.
금속 구조체는 촉매 반응시 발생하는 열을 외부로 신속하게 전달할 수 있는 열전도도가 높은 금속이면 특별한 제한은 없다. 금속 구조체로 사용되는 금속은 Al 합금, Cu 합금, Mg 합금, Ni 합금, Ti 합금, Zr 합금, 탄소강/저합금강/고합금강(ferritic), austenitic 고합금강 또는 이들의 조합이 사용 가능하며, 그 형태에 있어서는 폼, 판, 막대, 파이프, 봉, 실린더 등 제약 없이 사용 가능하다.
The metal structure is not particularly limited as long as it is a metal having high thermal conductivity capable of rapidly transferring heat generated during the catalytic reaction to the outside. The metal used as the metal structure may be Al alloy, Cu alloy, Mg alloy, Ni alloy, Ti alloy, Zr alloy, carbon steel / low alloy steel / high alloy steel It can be used without restrictions such as foam, plate, rod, pipe, rod, cylinder.
요철 구조는 금속입자가 코팅되어 소결된 것으로, 금속입자의 입도는 0.5~100㎛ 이고, 요철 구조의 두께는 1~300㎛ 일 수 있다. The concavo-convex structure is formed by sintering the metal particles coated thereon. The particle size of the metal particles is 0.5 to 100 탆, and the thickness of the concavo-convex structure is 1 to 300 탆.
본 발명에서는 금속 구조체 표면에 요철 구조를 형성하는 것을 특징으로 한다. 이러한 금속 구조체 표면에서의 요철 구조는 물리적 또는 화학적 처리, 예를 들면 에칭 등으로 형성될 수 있다. 바람직하게는 금속 구조체 표면에 금속입자를 코팅하여 형성할 수도 있다. The present invention is characterized in that a concavo-convex structure is formed on the surface of the metal structure. The concavo-convex structure on the surface of such a metal structure can be formed by physical or chemical treatment, such as etching. Preferably, metal particles may be coated on the surface of the metal structure.
금속 구조체 표면에 요철구조를 형성시키기 위해 코팅되는 금속입자로는 입도 0.5㎛~100㎛ 범위의 것이 바람직하다. 금속입자의 크기를 상기 범위보다 작은 사이즈로 하면, 코팅하였을 때 요철 구조가 형성되기보다 금속입자로 이루어진 치밀한 코팅막이 형성되기 쉽고, 반면 상기 범위보다 큰 사이즈의 금속입자는 지지체 표면에 대한 부착력이 떨어지고, 요철 구조에 의한 비표면적 향상 효과가 나타나지 않을 수 있다.The metal particles to be coated for forming the concave-convex structure on the surface of the metal structure preferably have a particle size in the range of 0.5 탆 to 100 탆. If the size of the metal particles is smaller than the above range, a dense coating film composed of metal particles tends to be formed rather than a concavo-convex structure formed when the metal particles are coated. On the other hand, , The effect of improving the specific surface area by the uneven structure may not be exhibited.
금속입자를 금속 구조체 표면에 코팅시키는 방법으로는 금속 구조체 표면에 금속입자를 뿌리고 불활성 기체 또는 환원분위기에서 소결하거나(스프레이(Spray) 코팅), 금속 구조체 표면에 금속입자의 슬러리를 코팅한 후 소결하여 접합시키거나(슬러리 코팅), 금속 구조체 표면에 고온 또는 상온에서 금속입자를 용사하여 접합시키거나(용사(Thermal spray) 코팅), 금속 구조체 표면에 금속입자를 뿌리고 압연 후 소결하여 접착시키거나(압연(Rolling) 코팅), 또는 금속분말에 금속 구조체를 매립한 후 가열하여 금속분말이 금속 구조체에 확산하도록 하는 방법(열확산(Thermal diffusion) 코팅)을 사용할 수 있다. As a method of coating the metal particles on the surface of the metal structure, metal particles are sprayed on the surface of the metal structure and sintered in an inert gas or reducing atmosphere (spray coating), or the slurry of the metal particles is coated on the surface of the metal structure, (Thermal spray coating) or spraying metal particles on the surface of the metal structure, sintering the metal structure by sintering after rolling (rolling (Rolling coating), or a method in which a metal structure is embedded in a metal powder and then heated to diffuse the metal powder into the metal structure (thermal diffusion coating).
금속입자의 코팅 과정에서 이루어지는 소결은 금속 구조체와 코팅된 금속입자 사이의 확산에 의해 금속입자가 금속 구조체 상에 접합되도록 하는 것이다. 이때 소결 온도 및 시간은 금속 구조체로 사용하는 금속의 종류에 따라 다르게 조절한다. 예를 들어, ferritic 고합금강을 사용하는 경우에는 1000℃ 에서 3시간 정도 소결하여 1층 이상의 금속입자층이 이루어져 요철구조가 형성된다. 또한 융점이 낮은 Al 합금이나 Mg 합금을 금속 구조체로 사용하는 때에는 금속입자를 코팅한 후의 열처리 온도를 200~600℃ 범위로 제어하고, Cu 합금과 같이 융점이 1,000℃ 근방인 합금에서는 열처리온도가 300~800℃ 범위로 하고, Ni 합금이나 Fe 합금에서는 600~1200℃ 범위로 하는 것이 바람직하다. 또한 열처리온도가 증가하면 열처리 시간은 감소하고, 온도가 감소하면 그 시간은 증가하나, 통상 0.5 시간 이상으로 하고 24 시간은 초과하지 않는 것이 바람직하다. 열처리 시간이 너무 짧으면 충분한 접합이 일어나지 않아 금속입자가 금속구조체에서 쉽게 박리되는 현상이 생기고, 너무 길면 접합이 완벽히 되기는 하나 금속입자간 합체화가 일어나 요철의 선명성이 저하하는 등의 금속입자 및 금속구조체에 변형이 일어날 염려가 있다. 또한 시간의 증대로 불필요한 에너지를 사용하게 되어 경제성을 악화시키는 요인이 되기도 한다. The sintering in the process of coating the metal particles is such that the metal particles are bonded onto the metal structure by diffusion between the metal structure and the coated metal particles. At this time, the sintering temperature and time are controlled depending on the type of metal used as the metal structure. For example, when ferritic high alloy steels are used, they are sintered at 1000 ° C for about 3 hours to form one or more metal particle layers to form a concave-convex structure. When an Al alloy or a Mg alloy having a low melting point is used as a metal structure, the heat treatment temperature after the coating of the metal particles is controlled within the range of 200 to 600 ° C. In the case of an alloy having a melting point of about 1,000 ° C, such as a Cu alloy, To 800 占 폚, and in the case of the Ni alloy or the Fe alloy, the temperature is preferably in the range of 600 to 1200 占 폚. Further, when the heat treatment temperature is increased, the heat treatment time is decreased. When the temperature is lowered, the time is increased, but it is generally preferred that the heat treatment time is not less than 0.5 hour and not more than 24 hours. If the heat treatment time is too short, sufficient bonding does not occur, so that the metal particles easily peel off from the metal structure. If the heat treatment time is too long, the metal particles and the metal structure such as the coalescence between the metal particles, There is a concern that deformation may occur. In addition, as time increases, unnecessary energy is used, which is a factor that deteriorates the economy.
요철 구조(금속입자층)의 두께는 통상 수~수백 ㎛ 정도이며, 바람직하게는 1~300 ㎛ 일 수 있다. 두께가 300㎛ 보다 두꺼우면 요철 구조(금속입자층)을 형성하는데 금속입자가 많이 소요되고, 그 후 형성되는 다공성 담체층의 코팅 양이 불필요하게 증가할 수 있다. 5㎛ 보다 얇으면 담체층을 물리적으로 붙잡는 힘이 감소하여 금속 구조체와의 결합력이 저하될 수 있다.
The thickness of the concavo-convex structure (metal particle layer) is usually several to several hundreds of microns, preferably 1 to 300 microns. If the thickness is larger than 300 탆, metal particles are required to form the concavo-convex structure (metal particle layer), and the coating amount of the porous carrier layer formed thereafter may be unnecessarily increased. If it is thinner than 5 탆, the force to physically hold the support layer decreases, and the bonding force with the metal structure may be lowered.
다공성 담체층은 알루미나(Al2O3), 실리카(SiO2), 타이타니아(TiO2), 지올라이트, 세리아(Ce2O3), 마그네시아, 바나데이트(V2O5), 산화코발트(CoO, CoO2, Co2O3, Co3O4), 산화철(FeO, Fe2O3, Fe3O4), 산화텅스텐(WO3), 산화몰리브데늄(MoO3), 산화안티몬(SbO2) 및 희토류산화물(Sc, Y, La계 원소 산화물)로 이루어진 그룹에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다. A porous carrier layer of alumina (Al 2 O 3), silica (SiO 2), titania (TiO 2), zeolites, ceria (Ce 2 O 3), magnesia, vanadate (V 2 O 5), cobalt oxide (CoO , CoO 2, Co 2 O 3 , Co 3 O 4), iron oxide (FeO, Fe 2 O 3, Fe 3 O 4), tungsten oxide (WO 3), denyum oxide molybdate (MoO 3), antimony oxide (SbO 2 ) and rare earth oxides (Sc, Y, and La-based element oxides).
요철구조를 포함하는 금속 구조체에 상기 기재된 세라믹 물질을 코팅하여 다공성 담체층을 형성할 수 있으며, 구체적으로는 상기 기재된 세라믹 물질을 포함하는 슬러리로 워시코팅 하거나, 또는 금속 판재의 경우 균일한 코팅층을 얻기 위해 닥터블레이드 코팅법을 사용할 수 있다.The metal structure including the concavo-convex structure may be coated with the ceramic material described above to form a porous carrier layer. Specifically, the porous structure may be wash-coated with a slurry containing the ceramic material described above, or in the case of a metal plate, For the doctor blade coating method can be used.
다공성 담체층을 형성한 후에는 금속 구조체 표면과 다공성 담체층 사이 계면에서의 접착력을 높이기 위해 150℃ 내지 900℃에서 열처리할 수 있다. 이 과정에서 다공성 담체층에 함유된 수분 등의 성분이 제거되면서 다공성 담체층에 균열이 형성될 수 있다. 다공성 담체층에 형성된 균열에는 추후 촉매 입자가 침투하여 보다 안정적으로 촉매 입자를 담지할 수 있다. 또한 이 과정에서 다공성 담체층이 부분적으로 소결되면서 금속 구조체 표면에 접착될 수 있다.
After the porous support layer is formed, the support may be heat-treated at 150 to 900 ° C to increase the adhesion at the interface between the surface of the metal structure and the porous support layer. In this process, components such as moisture contained in the porous carrier layer may be removed, and a crack may be formed in the porous carrier layer. The cracks formed in the porous carrier layer can subsequently carry the catalyst particles more stably due to penetration of the catalyst particles. Also, in this process, the porous carrier layer can be partially bonded to the surface of the metal structure while being sintered.
다공성 담체층에는 촉매 입자가 담지될 수 있으며, 촉매 입자는 백금, 팔라듐, 로듐, 이리듐, 루테늄, 텅스텐, 크롬, 망간, 철, 코발트, 구리 및 아연으로 이루어진 그룹에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.The catalyst carrier particles may be supported on the porous carrier layer and the catalyst particles may include at least one selected from the group consisting of platinum, palladium, rhodium, iridium, ruthenium, tungsten, chromium, manganese, iron, cobalt, copper and zinc .
촉매 성분이 용해된 용액에 다공성 담체층을 포함하는 금속 구조체를 담가 그 용액이 다공질 구조 속으로 침투해 들어가도록 하거나, 촉매 성분이 분산된 슬러리 상에 다공성 담체를 담그어 촉매 입자가 다공질 구조 속으로 들어가도록 하는 방법을 사용할 수 있다. The metal structure containing the porous support layer is immersed in the solution in which the catalyst component is dissolved so that the solution penetrates into the porous structure or the porous support is immersed in the slurry in which the catalyst component is dispersed and the catalyst particles enter the porous structure .
또는 다공성 담체층을 이루는 세라믹 물질에 촉매 활성 성분을 균일하게 분포시켜 촉매 활성 성분을 미리 포함하도록 한 다음, 이를 요철 구조를 포함하는 금속 구조체 표면에 코팅하는 방법을 사용할 수도 있다.Alternatively, a method may be used in which the catalytically active component is uniformly distributed in the ceramic material constituting the porous carrier layer so that the catalytically active component is preliminarily contained and then coated on the surface of the metal structure including the concavo-convex structure.
상기 어느 경우이든 표면에 요철 구조를 포함하는 금속 구조체에 형성된 다공성 담체층 및 촉매 성분은 열, 화학적, 물리적 진동 등 마이크로 채널 반응기가 사용되는 각종 환경에 노출되었을 때 계면 접착력이 우수하므로, 담체층을 이루는 세라믹 물질 또는 촉매 성분이 금속 구조체 표면으로부터 탈리됨으로써 발생될 수 있는 촉매 성능 저하를 방지할 수 있다.
In either case, the porous carrier layer and the catalyst component formed on the metal structure including the concavo-convex structure on the surface have excellent interfacial adhesion when exposed to various environments such as thermal, chemical, and physical vibrations, It is possible to prevent deterioration of the catalytic performance which may be caused by the ceramic material or the catalyst component being separated from the surface of the metal structure.
본 발명의 다른 측면은 금속분말을 이용하여 금속 구조체 표면에 요철 구조를 형성하는 단계, 요철 구조가 형성된 금속 구조체 표면에 다공성 담체층을 형성하는 단계, 및 다공성 담체층에 촉매를 담지하는 단계를 포함하는 마이크로 채널 반응기의 제조방법일 수 있다.Another aspect of the present invention includes a step of forming a concavo-convex structure on the surface of a metal structure by using a metal powder, a step of forming a porous carrier layer on a surface of the metal structure having a concavo-convex structure, and a step of supporting a catalyst on the porous carrier layer And a microchannel reactor.
금속 구조체는 금속폼, 금속판, 금속막대, 금속파이프, 금속봉 또는 금속실린더를 포함할 수 있다.The metal structure may include a metal foam, a metal plate, a metal rod, a metal pipe, a metal rod or a metal cylinder.
다공성 담체층은 알루미나(Al2O3), 실리카(SiO2), 타이타니아(TiO2), 지올라이트, 세리아(Ce2O3), 마그네시아, 바나데이트(V2O5), 산화코발트(CoO, CoO2, Co2O3, Co3O4), 산화철(FeO, Fe2O3, Fe3O4), 산화텅스텐(WO3), 산화몰리브데늄(MoO3), 산화안티몬(SbO2) 및 희토류산화물(Sc, Y, La계 원소 산화물)로 이루어진 그룹에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다. A porous carrier layer of alumina (Al 2 O 3), silica (SiO 2), titania (TiO 2), zeolites, ceria (Ce 2 O 3), magnesia, vanadate (V 2 O 5), cobalt oxide (CoO , CoO 2, Co 2 O 3 , Co 3 O 4), iron oxide (FeO, Fe 2 O 3, Fe 3 O 4), tungsten oxide (WO 3), denyum oxide molybdate (MoO 3), antimony oxide (SbO 2 ) and rare earth oxides (Sc, Y, and La-based element oxides).
요철 구조는 스프레이(Spray)코팅, 용사(Thermal spray)코팅, 압연(Rolling) 코팅, 또는 열확산 코팅에 의하여 형성될 수 있다.The concavo-convex structure can be formed by spray coating, thermal spray coating, rolling coating, or thermal diffusion coating.
열확산 코팅시 금속분말에 활성제를 첨가할 수 있다. 열확산 코팅시 활성제를 첨가하는 것은 금속분말의 확산을 촉진시키기 위한 것이다. 활성제는 금속 분말에 따라 적합한 활성제를 첨가할 수 있다. 구체적으로 금속분말로 알루미늄 분말을 사용하는 경우에는 할라이드계 활성제를 사용할 수 있다.The activator may be added to the metal powder upon thermal diffusion coating. The addition of an activator in the thermal diffusion coating is intended to promote diffusion of the metal powder. The activator may be added with a suitable activator depending on the metal powder. Specifically, when aluminum powder is used as the metal powder, a halide-based activator may be used.
다공성 담체층은 워시 코팅 또는 닥터블레이드 방법을 이용하여 형성할 수 있다. The porous carrier layer may be formed using a wash coating or doctor blade method.
촉매 입자는 백금, 팔라듐, 로듐, 이리듐, 루테늄, 텅스텐, 크롬, 망간, 철, 코발트, 구리 및 아연으로 이루어진 그룹에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다. The catalyst particles may include at least one selected from the group consisting of platinum, palladium, rhodium, iridium, ruthenium, tungsten, chromium, manganese, iron, cobalt, copper and zinc.
다공성 담체층을 형성한 후, 상기 다공성 담체층에 균열을 형성할 수 있으며, 균열은 상기 다공성 담체층을 형성한 후 150℃ 내지 900℃에서 열처리하여 형성될 수 있다.After the porous carrier layer is formed, a crack can be formed in the porous carrier layer, and the porous carrier layer can be formed by heat treatment at 150 ° C to 900 ° C after forming the porous carrier layer.
본 발명의 일 측면에서 설명한 제조방법 중 본 측면의 내용과 중복되는 사항은 앞에서 설명한 바와 동일하다.
The aspects of the manufacturing method described in one aspect of the present invention that are the same as those described above are the same as those described above.
본 발명에 따른 마이크로 채널 반응기는 표면에 요철구조를 가지는 금속 구조체 및 상기 금속 구조체 상에 형성된 다공성 담체층을 포함하는 촉매 지지체를 포함하기 때문에, 700℃ 이상의 고온에서 장시간 운전하더라도 촉매 등의 박리가 일어나지 않고, 또한 촉매의 활성이 그대로 유지될 수 있다. 또한, 적은 양의 촉매를 사용하더라도, 대량의 촉매를 사용하는 pack-bed 형 반응기와 비교하여 동등한 정도의 성능을 발휘할 수 있다.
Since the microchannel reactor according to the present invention includes the catalyst support including the metal structure having the concavo-convex structure on the surface and the porous support layer formed on the metal structure, even when the microchannel reactor is operated at a high temperature of 700 ° C or more for a long time, And the activity of the catalyst can be maintained as it is. In addition, even if a small amount of catalyst is used, the performance equivalent to that of a pack-bed type reactor using a large amount of catalyst can be exerted.
이하에서는 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명에 대하여 보다 상세하게 설명한다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples.
< 실시예 >
<Examples>
촉매 지지체 제조Preparation of Catalyst Support
금속 판재에 균일한 표면 요철 구조를 제조하기 위해 다음과 같이 실시하였다. 스테인레스 스틸(STS430) 판재와 균일하게 잘 혼합된 혼합분말(FeAl + 1wt% NH4Cl)을 준비하였다. 준비된 혼합분말을 도가니 속에 채우고 그 속에 상기 금속 판재를 묻어놓은 상태에서 900℃에서 1시간 동안 열처리를 실시하였다. 열확산을 이용하여 표면에 비교적 균일하게 요철구조를 갖는 판재를 제조하였다. In order to produce a uniform surface relief structure on a metal plate, the following procedure was carried out. A mixed powder (FeAl + 1 wt% NH 4 Cl) which was uniformly mixed well with a stainless steel (STS430) plate was prepared. The prepared mixed powder was filled in the crucible and heat treated at 900 DEG C for 1 hour while the metal plate was placed in the crucible. Using a thermal diffusing method, a plate having a concave - convex structure relatively uniformly on its surface was prepared.
금속 판재 위에 다공성 세라믹 담체를 코팅하기 위해 비교적 표면적이 높은 감마형 산화알루미늄(γ-Al2O3)분말(AEROXIDE®AluC)을 증류수와 함께 마멸분쇄기(Attrition mill)로 분쇄 혼합하였다. 증류수와 산화알루미늄 분말의 혼합 농도는 40중량%로 하였다. 균일한 분산을 위해 질산(HNO3)으로 pH를 4로 맞추었고, 90분간 분쇄 혼합 하였다. 상기에서 형성된 알루미나 슬러리를 금속판재 위에 떨어뜨리고 닥터블레이드를 사용하여 균일하게 판재 위에 코팅을 하였다. 산화알루미늄이 표면에 형성된 금속 판재를 120℃에서 1시간 동안 건조한 후 750℃에서 2시간 동안 소성하였다. 도 1에 이와 같이 제조된 알루미나 분말이 워시 코트된 금속 판재의 광학현미경 사진을 나타내었다.
In order to coat the porous ceramic substrate on the metal plate, gamma-type aluminum oxide (γ-Al 2 O 3 ) powder (AEROXIDE®AluC) having relatively high surface area was pulverized and mixed with distilled water by an attrition mill. The mixed concentration of the distilled water and the aluminum oxide powder was 40 wt%. For uniform dispersion, the pH was adjusted to 4 with nitric acid (HNO 3 ) and the mixture was pulverized and mixed for 90 minutes. The alumina slurry formed above was dropped onto a metal plate and uniformly coated on the plate using a doctor blade. The metal plate having aluminum oxide on its surface was dried at 120 ° C for 1 hour and then calcined at 750 ° C for 2 hours. FIG. 1 shows an optical microscope photograph of the metal plate having the washcoat of the alumina powder thus prepared.
메탄의 Methane
COCO
22
개질 성능 평가 Evaluation of reforming performance
메탄의 CO2 개질반응을 위해 Ni의 전구체로 Ni(NO3)2·6H2O가 사용되었다. 5wt% Ni을 함침법으로 γ-Al2O3에 주입하였다. Ni 전구체를 γ-Al2O3 담체가 갖는 함수량에 해당하는 물에 용해시켰다. 고르게 잘 분산된 용액을 γ-Al2O3/FeAl/STS430 위에 떨어뜨려 닥터블레이드를 사용하여 캐스팅한 후 24시간 동안 상온에서 건조를 실시하였다. 이후에 수분과 염화물을 제거하기 위해 120℃에서 1시간 동안의 건조와 850℃에서 3시간 동안 하소를 실시하였다. Ni (NO 3 ) 2 · 6H 2 O was used as a precursor of Ni for CO 2 reforming of methane. 5 wt% Ni was injected into γ-Al 2 O 3 by impregnation method. The Ni precursor was dissolved in water corresponding to the water content of the? -Al 2 O 3 carrier. The uniformly dispersed solution was dropped on γ-Al 2 O 3 / FeAl / STS430, cast using a doctor blade, and then dried at room temperature for 24 hours. Thereafter, drying was carried out at 120 ° C for 1 hour and at 850 ° C for 3 hours in order to remove moisture and chloride.
상기에서 제조한 촉매를 마이크로 채널 반응기에 조립하여 메탄의 CO2 개질로 평가하였다. 고온 반응에서 가스가 새는 것을 방지하기 위해 측면에 레이저 용접을 실시하였다. 조립된 마이크로 채널 반응기는 평행한 형태의 전기로에 장착되었으며, 반응기로부터 나오는 가스를 가스크로마토그래피를 사용하여 분석하였다. 메탄의 CO2 개질을 통하여 메탄의 전환율을 관찰한 결과를 도 2에 나타내었다. The catalyst prepared above was assembled into a microchannel reactor and evaluated by CO 2 reforming of methane. Laser welding was performed on the sides to prevent the gas from leaking in the high-temperature reaction. The assembled microchannel reactor was mounted on a parallel type electric furnace, and the gas coming from the reactor was analyzed using gas chromatography. The conversion of methane through the CO 2 reforming of methane was observed and the results are shown in FIG.
비교를 위해 pack-bed형 촉매도 함께 비교하여 나타내었다. 촉매활성에서 pack-bed형 반응기가 높게 나오는 이유는 사용된 Ni 촉매의 양의 차이 때문이다. 실제, 마이크로 채널 반응기에서 사용한 Ni촉매는 약 5mg 인데 반해, pack-bed 반응에서 사용된 Ni 촉매의 양은 94mg 으로 약 19 배 가량 차이가 난다. 이는 금속판재 위에 코팅된 γ-Al2O3 담체의 양이 pack-bed형 촉매에서 사용된 것보다 더 적다. 동일한 효율을 위해서는 촉매양이 더 필요하겠지만, 마이크로 채널 반응기에서는 더 적은 양으로도 반응효율을 충분히 낼 수 있으리라 여겨진다. 또한 120시간의 장시간 평가에서 반응효율이 떨어지지 않음을 확인할 수 있었다.
Pack-bed catalysts were also compared for comparison. The reason why the pack-bed type reactor is high in catalytic activity is due to the difference in the amount of Ni catalyst used. In fact, the Ni catalyst used in the microchannel reactor is about 5 mg, whereas the amount of Ni catalyst used in the pack-bed reaction is 94 mg, which is about 19 times different. This is because the amount of γ-Al 2 O 3 carrier coated on the metal plate is smaller than that used in the pack-bed type catalyst. It is believed that the same amount of catalyst will be needed for the same efficiency, but in a microchannel reactor, the reaction efficiency will be sufficient even with a smaller amount. Also, it was confirmed that the reaction efficiency did not decrease in the long time evaluation of 120 hours.
본 발명에서 사용한 용어는 특정한 실시예를 설명하기 위한 것으로, 본 발명을 한정하고자 하는 것이 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하지 않는 한, 복수의 의미를 포함한다고 보아야 할 것이다. “포함하다” 또는 “가지다” 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소 또는 이들을 조합한 것이 존재한다는 것을 의미하는 것이지, 이를 배제하기 위한 것이 아니다. 본 발명은 상술한 실시 형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.
The terms used in the present invention are intended to illustrate specific embodiments and are not intended to limit the invention. The singular presentation should be understood to include plural meanings, unless the context clearly indicates otherwise. The word " comprises " or " having " means that there is a feature, a number, a step, an operation, an element, or a combination thereof described in the specification. The present invention is not limited by the above-described embodiments and the accompanying drawings, but is intended to be limited only by the appended claims. It will be apparent to those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. something to do.
Claims (15)
상기 구조체 표면에 형성된 알루미나이드 요철구조; 및
상기 구조체 및 요철구조 상에 형성된 다공성 담체층;을 가지는 700℃ 이상에서 촉매 반응을 유지할 수 있는 촉매 지지체를 포함하는 마이크로 채널 반응기.
Stainless steel structure;
An aluminide uneven structure formed on the surface of the structure; And
A porous support layer formed on the structure and the uneven structure; and a catalyst support capable of maintaining a catalytic reaction at 700 ° C or higher.
상기 스테인레스 스틸 구조체는 스테인레스 스틸폼, 스테인레스 스틸판, 스테인레스 스틸 막대, 스테인레스 스틸 파이프, 스테인레스 스틸봉 또는 스테인레스 스틸 실린더를 포함하는 마이크로 채널 반응기.
The method according to claim 1,
Wherein the stainless steel structure comprises a stainless steel foam, a stainless steel plate, a stainless steel bar, a stainless steel pipe, a stainless steel bar or a stainless steel cylinder.
상기 요철 구조는 FeAl 입자가 상기 스테인레스 스틸 구조체 상에 코팅되어 소결된 것으로, 상기 FeAl 입자의 입도는 0.5~100㎛ 이고, 상기 요철 구조의 두께는 1~300㎛ 인 마이크로 채널 반응기.
The method according to claim 1,
The microchannel reactor according to any one of claims 1 to 3, wherein the concavo-convex structure has FeAl particles coated on the stainless steel structure and sintered, the FeAl particles having a particle size of 0.5 to 100 탆 and a thickness of 1 to 300 탆.
상기 다공성 담체층은 알루미나(Al2O3), 실리카(SiO2), 타이타니아(TiO2), 지올라이트, 세리아(Ce2O3), 마그네시아, 바나데이트(V2O5), CoO, CoO2, Co2O3 및 Co3O4에서 선택되는 산화코발트, FeO, Fe2O3 및 Fe3O4에서 선택되는 산화철, 산화텅스텐(WO3), 산화몰리브데늄(MoO3), 산화안티몬(SbO2) 및 희토류산화물로 이루어진 그룹에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 마이크로 채널 반응기.
The method according to claim 1,
The porous carrier layer may be formed of at least one of alumina (Al 2 O 3 ), silica (SiO 2 ), titania (TiO 2 ), zeolite, ceria (Ce 2 O 3 ), magnesia, vanadate (V 2 O 5 ) 2, the cobalt oxide, FeO, Fe 2 O 3 and Fe 3 O iron oxide, tungsten oxide selected from 4 (WO 3), denyum oxide molybdate (MoO 3), oxide selected from Co 2 O 3 and Co 3 O 4 Antimony (SbO 2 ), and rare earth oxides.
상기 다공성 담체층에는 촉매 입자가 담지된 마이크로 채널 반응기.
The method according to claim 1,
Wherein the catalyst carrier particles are supported on the porous carrier layer.
상기 촉매 입자는 백금, 팔라듐, 로듐, 이리듐, 루테늄, 텅스텐, 크롬, 망간, 철, 코발트, 구리 및 아연으로 이루어진 그룹에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 마이크로 채널 반응기.
6. The method of claim 5,
Wherein the catalyst particles comprise at least one selected from the group consisting of platinum, palladium, rhodium, iridium, ruthenium, tungsten, chromium, manganese, iron, cobalt, copper and zinc.
상기 혼합물이 접촉된 구조체를 150 내지 900℃ 에서 열처리 하여 상기 구조체 표면에 알루미나이드 요철 구조를 형성하는 단계; 및
상기 다공성 담체층에 촉매 입자를 담지하는 단계를 포함하는 마이크로 채널 반응기의 제조방법.
Contacting a mixture of a FeAl powder and a halide material with a stainless steel structure;
Heat-treating the structure in contact with the mixture at 150 to 900 캜 to form an aluminide uneven structure on the surface of the structure; And
And supporting the catalyst particles in the porous carrier layer.
상기 스테인레스 스틸 구조체는 스테인레스 스틸폼, 스테인레스 스틸판, 스테인레스 스틸 막대, 스테인레스 스틸 파이프, 스테인레스 스틸봉 또는 스테인레스 스틸 실린더를 포함하는 마이크로 채널 반응기의 제조방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the stainless steel structure comprises a stainless steel foam, a stainless steel plate, a stainless steel bar, a stainless steel pipe, a stainless steel bar or a stainless steel cylinder.
상기 다공성 담체층은 알루미나(Al2O3), 실리카(SiO2), 타이타니아(TiO2), 지올라이트, 세리아(Ce2O3), 마그네시아, 바나데이트(V2O5), CoO, CoO2, Co2O3 및 Co3O4에서 선택되는 산화코발트, FeO, Fe2O3 및 Fe3O4에서 선택되는 산화철, 산화텅스텐(WO3), 산화몰리브데늄(MoO3), 산화안티몬(SbO2) 및 희토류산화물로 이루어진 그룹에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 마이크로 채널 반응기의 제조방법.
8. The method of claim 7,
The porous carrier layer may be formed of at least one of alumina (Al 2 O 3 ), silica (SiO 2 ), titania (TiO 2 ), zeolite, ceria (Ce 2 O 3 ), magnesia, vanadate (V 2 O 5 ) 2, the cobalt oxide, FeO, Fe 2 O 3 and Fe 3 O iron oxide, tungsten oxide selected from 4 (WO 3), denyum oxide molybdate (MoO 3), oxide selected from Co 2 O 3 and Co 3 O 4 Antimony (SbO 2 ), and rare-earth oxides.
상기 요철 구조는 열확산 코팅에 의하여 형성되는 마이크로 채널 반응기의 제조방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the concavo-convex structure is formed by thermal diffusion coating.
상기 할라이드 물질은 NH4Cl인 것을 특징으로 하는 마이크로 채널 반응기의제조방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the halide material is NH 4 Cl.
상기 다공성 담체층은 워시 코팅 또는 닥터블레이드 방법을 이용하여 형성하는 마이크로 채널 반응기의 제조방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the porous carrier layer is formed using a wash coating method or a doctor blade method.
상기 촉매 입자는 백금, 팔라듐, 로듐, 이리듐, 루테늄, 텅스텐, 크롬, 망간, 철, 코발트, 구리 및 아연으로 이루어진 그룹에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 마이크로 채널 반응기의 제조방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the catalyst particles comprise at least one selected from the group consisting of platinum, palladium, rhodium, iridium, ruthenium, tungsten, chromium, manganese, iron, cobalt, copper and zinc.
상기 다공성 담체층을 형성한 후, 상기 다공성 담체층에 균열을 형성하는 마이크로 채널 반응기의 제조방법.
8. The method of claim 7,
And forming a porous carrier layer on the porous carrier layer, and forming a crack in the porous carrier layer after forming the porous carrier layer.
상기 균열은 상기 다공성 담체층을 형성한 후 150℃ 내지 900℃ 에서 열처리하여 형성되는 마이크로 채널 반응기의 제조방법.
15. The method of claim 14,
Wherein the crack is formed by forming the porous carrier layer and then heat-treating the porous carrier layer at a temperature ranging from 150 ° C to 900 ° C.
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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