KR101697291B1 - Apparatus and method of microwave high-temperature combined gasification - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to an apparatus and a method for high-temperature combined gasification which gasifies some hydrocarbon compounds and produces a high-temperature synthetic gas by using an electromagnetic plasma torch, and injects the produced high-temperature gas and oxygen to a booster gasification device to produce a synthetic gas from a large quantity of hydrocarbon compounds at high temperatures. The apparatus for high-temperature combined gasification according to the present invention comprises: an electromagnetic wave supply unit which supplies an electric power needed to generate an electromagnetic torch; an electromagnetic torch device which receives the electric power from the electromagnetic wave supply unit and generates the electromagnetic plasma torch in an inlet gas; a hydrocarbon supply unit which supplies a hydrocarbon compound to be modified; an electromagnetic plasma torch which supplies high-temperature heat needed to modify the hydrocarbon compound; an electromagnetic plasma modifier which modifies the supplied hydrocarbon compound by using the electromagnetic torch heat to produce a modifying gas; a large quantity high-temperature booster modifier which receives the high-temperature modifying gas from the electromagnetic plasma modifier along with oxygen provided from an oxygen supply unit to modify the hydrocarbon compound provided from the hydrocarbon supply unit; a cooling unit which cools the high-temperature modifying gas; a purification device which purifies the modifying gas; and a synthetic gas outlet which supplies the purified synthetic gas to apparatuses that utilize the synthetic gas, such as fuel cells and gas turbines.

Description

전자파 고온 복합 가스화 장치와 방법 {Apparatus and method of microwave high-temperature combined gasification}[0001] The present invention relates to an electromagnetic wave high-temperature gasification apparatus and method,

본 발명은 탄화수소 화합물의 가스화에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전자파 플라즈마 토치를 이용하여 일부 탄화수소 화합물을 가스화하여 고온의 합성가스 (Synthetic gas)를 생산하고 생산된 고온가스와 산소를 부스터 (Booster) 가스화기에 주입하여 고온에서 대량의 탄화수소 화합물을 합성가스로 생산할 수 있는 고온 복합 가스화의 장치와 방법에 관한 것이다.
More particularly, the present invention relates to gasification of a hydrocarbon compound, and more particularly, to a method of gasifying a hydrocarbon compound by using an electromagnetic wave plasma torch to produce a high-temperature synthetic gas, The present invention relates to an apparatus and a method for high-temperature complex gasification capable of producing a large amount of a hydrocarbon compound as a synthesis gas at a high temperature.

오늘도 지구는 여러 가지 폐기물로 몸살을 앓고 있다. 이러한 폐기물은 일상 생활 쓰레기, 각종 바이오 메스와 더불어 음식물 쓰레기, 축산 오 폐수 등 다양한 유기성 폐기물 상태로 지구 환경을 오염하고 있다. 이러한 폐기물은 공통적으로 탄화수소 화합물로 구성되어 있으며, 적절한 관리와 처리를 하면 고 부가가치의 연료로 변신할 수 있다는 것이다. 그러나 이러한 쓰레기를 적절히 처리하지 않으면 대기 환경에 치명적인 오염을 초래할 수도 있어 각별한 주의가 필요하다. 고온의 플라즈마를 이용하여 이러한 유기물질을 환경 친화적으로 가스화하려는 연구가 다양하게 진행되고 있다. 특히 안정적으로 작동되는 순수 수증기 토치를 제공하기 위하여 2008년 10월23일에 등록한 대한민국 특허 제10-0864695은 본 발명자중 한 사람 엄환섭과 김종헌, 홍용철에 의하여 제안된 것으로 전자파 플라즈마토치 (대한민국 특허 제10-0394994) 를 이용한 순수 수증기 토치를 발생하는 장치를 개발하였고 이를 통하여 탄화수소 화합물을 개질 하여 가스화하는 작업을 수행하였다. 한편 본 발명자 중 한 사람 엄환섭은 전자파로 발생하는 이산화탄소 토치를 개발하여 2012년 7월 11일에 대한민국 특허 제 10-1166444로 등록을 하였으며 이를 통하여 지구 온난화의 주범이 되고 있는 이산화탄소를 재 자원화할 수 있는 단초를 제공하고 있다. 그래서 이와 같은 고온의 전자파 플라즈마 토치를 이용함으로써 유기성 폐기물을 환경친화적으로 처리하여 합성가스를 생산하고 우리에게 필요한 재생 에너지를 제공하게 된다. 그러나, 전자파의 발생과 이의 전달 등에서 나타나는 제한 때문에 전자파 파워에 한계가 있어 현 시점에서는 전자파 토치를 이용한 유기성 폐기물의 대량 가스화는 어려운 실정이다. Today, the earth is suffering from various wastes. These wastes pollute the global environment with diverse organic wastes such as daily garbage, various biomes, food waste, livestock waste wastewater. These wastes are commonly made up of hydrocarbon compounds and can be converted into high-value fuels by proper management and treatment. However, proper disposal of such garbage may cause fatal contamination of the air environment, and special attention should be paid. There have been various studies for environmentally friendly gasification of such organic materials using high temperature plasma. Korean Patent No. 10-0864695, which was registered on Oct. 23, 2008 to provide a stable water vapor torch to be stably operated, was proposed by Han, Yong-Sup, Kim, Jong- -0394994) was developed and the hydrocarbon compound was reformed and gasified. On the other hand, one of the inventors of the present invention developed a carbon dioxide torch generated by electromagnetic waves, and registered it as Korean Patent No. 10-1166444 on July 11, 2012, thereby making it possible to recycle carbon dioxide, which is a main cause of global warming It is providing a stepping stone. Thus, by using such a high-temperature electromagnetic plasma torch, the organic waste can be treated in an environmentally friendly manner to produce syngas and provide us with renewable energy. However, due to limitations in the generation of electromagnetic waves and their transmission, there is a limit to the electromagnetic power, and mass gasification of organic waste using electromagnetic torch is difficult at present.

한편 기존의 소각장은 대량으로 쓰레기를 소각할 수 있으나 소각로 내부 온도가 높지 않아 불완전 연소와 더불어 많은 환경적인 문제점이 제기되었다. 그래서 소각로 내부 온도가 높으면 여러 가지 환경적인 문제점을 개선할 수 있는 것이다. 생활 쓰레기나 유기성 폐기물은 탄화수소 화합물을 대량 포함하고 있어서 일종의 연료로 간주할 수 있다. 연료는 일반적으로 고온에서 연소반응이 잘 일어난다. 예를 들어 메탄을 산소 분위기에서 연소하면 화학반응은 CH4 + O2 → CH3 + HO2 이고 반응 상수는 k1 = 6.71×10-11exp(-28606/T) 로서 여기서 T는 연소 불꽃의 절대온도이다. 반응상수의 단위는 cm3/molecule/s 이다. 한편 액체인 메탄올이 증발하여 연소하면 그 반응은 CH3OH + O2 → CH2OH + HO2 이고 반응상수는 k2 = 3.4×10-11exp(-22600/T)이다. 도 1은 산소 분자 속에서 메탄과 메탄올이 산화할 때, 그 반응 상수를 불꽃 온도의 함수로 표시한 것이다. 도 1에서 관찰하는 것은 불꽃의 온도가 올라가면 메탄이나 메탄올의 연소반응 상수가 급격히 증가하는 것을 볼 수 있다. 예를 들어 메탄의 연소반응 상수는 T = 1500K일때 k1 = 3.59×10-19 cm3/molecule/s인데, T = 1900K에서는 k1 = 1.95×10-17 cm3/molecule/s이다. 온도가 400K 올라갈 때에 반응상수는 55배 증가한다. 메탄올 역시 반응상수가 수십 배 증가한다. On the other hand, conventional incinerators can incinerate waste in large quantities, but the internal temperature of the incinerator is not high, resulting in incomplete combustion and many environmental problems. So, if the temperature inside the incinerator is high, various environmental problems can be solved. Household waste and organic waste contain a large amount of hydrocarbon compounds and can be regarded as a kind of fuel. Fuel generally has a good combustion reaction at high temperatures. For example, when methane is combusted in an oxygen atmosphere, the chemical reaction is CH 4 + O 2 → CH 3 + HO 2 and the reaction constant is k 1 = 6.71 × 10 -11 exp (-28606 / T) Absolute temperature. The unit of reaction constant is cm 3 / molecule / s. On the other hand, when the liquid methanol evaporates and burns, the reaction is CH 3 OH + O 2 → CH 2 OH + HO 2 and the reaction constant is k 2 = 3.4 × 10 -11 exp (-22600 / T). Figure 1 shows the reaction constants as a function of flame temperature when methane and methanol are oxidized in oxygen molecules. As can be seen in FIG. 1, when the temperature of the flame is increased, the combustion constant constant of methane or methanol increases sharply. For example, the combustion constant of methane is k 1 = 3.59 × 10 -19 cm 3 / molecule / s at T = 1500K, and k 1 = 1.95 × 10 -17 cm 3 / molecule / s at T = 1900K. The reaction constant increases by 55 times when the temperature is increased by 400K. Methanol also increases the reaction constant by a factor of ten.

또한 우리가 고려할 점은 고온의 불꽃 속에서 산소분자가 열 분해하여 산소원자가 되는 현상인데, 그 반응은 O2 + M → 2O + M 이고 열분해 반응상수 k3 = 1.01×10-8 (300/T)exp(-59375/T) cm3/molecule/s로써 여기 중성입자 M의 밀도는 2.6×1019(300/T) molecule/cm3이다. 산소분자의 열분해 반응상수 k3는 도 2에 표시되어 있다. 고온의 불꽃에서 산소 분자가 산소 원자로 빠르게 분해되는 것을 관찰할 수 있다. 예를 들어 산소분자 열분해 상수는 T = 1500K일때 k3 = 1.26×10-26 cm3/molecule/s인데, T = 1900K에서는 k3 = 4.19×10-23 cm3/molecule/s이다. 온도가 400K 올라갈 때에 열분해 반응상수는 3325배 증가한다. 그에 반해서 분리된 산소원자가 산소분자로 재결합하는 반응은 O + O → O2 이며 결합반응상수는 k4 = 1.35×10-15(300/T)exp(899/T) cm3/molecule/s로서 불꽃 온도영향을 거의 받지 않는다. 예를 들어 재결합 반응상수는 T = 1000K일때 k4 = 9.96×10-16 cm3/molecule/s인데, T = 2500K에서는 k4 = 2.32×10-16 cm3/molecule/s이다. 이러한 맥락으로 볼 때, 불꽃의 온도가 올라가면 산소원자가 많이 생성되는 것을 관찰할 수 있는 것이다. 그래서 고온에서 산소원자의 밀도가 쉽게 1014 atoms/cm3가된다. 사실 연료가 연소할 때, 화학적 이온화 (chemi-ionization)가 불꽃 속에서 일어나는데, 그 반응은 CH + O → CHO+ + e-의 발열반응으로서 방출 에너지는 20kcal/mol 이다. 여기서 e- 는 전자를 나타낸다. 이때 불꽃 속에서 이온의 밀도는 1010 ~1012 ions/cm3 로서 불꽃의 온도가 올라갈수록 이온의 밀도가 증가한다. 산소분자는 강한 전자 친화력이 있다. 이로 인하여 산소분자의 분해첨가 (dissociative attachment) 반응 O2 + e- → O + O-이 일어나는데, 이를 통하여 이온의 밀도가 증가할 때, 산소원자가 더욱 발생될 수도 있다. 이러한 일련의 반응들에 의하여 고온의 불꽃 속에는 다량의 산소원자가 존재할 수 있는 것이다. 이러한 산소원자는 연소에 아주 결정적인 역할을 한다.Also, what we are considering is a phenomenon in which oxygen molecules are thermally decomposed into oxygen atoms in a high-temperature flame. The reaction is O 2 + M → 2O + M and the pyrolysis reaction constant k 3 = 1.01 × 10 -8 ) exp (-59375 / T) where the density of neutral particles M as cm 3 / molecule / s is 2.6 × 10 19 (300 / T ) molecule / cm 3. The pyrolysis reaction constant k 3 of the oxygen molecule is shown in FIG. It can be observed that oxygen molecules decompose quickly into oxygen atoms in the flames at high temperatures. For example, the thermal decomposition constant of oxygen molecules is k 3 = 1.26 × 10 -26 cm 3 / molecule / s at T = 1500K, and k 3 = 4.19 × 10 -23 cm 3 / molecule / s at T = 1900K. The pyrolysis reaction constant increases by 3325 times as the temperature rises 400K. On the other hand, the reaction of the separated oxygen atoms to oxygen molecules is O + O → O 2 and the binding constant is k 4 = 1.35 × 10 -15 (300 / T) exp (899 / T) cm 3 / molecule / s It is hardly influenced by flame temperature. For example, the recombination reaction constant is k 4 = 9.96 × 10 -16 cm 3 / molecule / s when T = 1000K, and k 4 = 2.32 × 10 -16 cm 3 / molecule / s at T = 2500K. In this context, we can observe that when the temperature of the flame rises, a lot of oxygen atoms are produced. Thus, the density of oxygen atoms at high temperatures is easily 10 14 atoms / cm 3 . In fact, when the fuel burns, chemical ionization occurs in the flame, which is an exothermic reaction of CH + O → CHO + + e - with an emission energy of 20 kcal / mol. Where e - represents an electron. At this time, the density of the ions in the flame is 10 10 to 10 12 ions / cm 3 , and the density of the ions increases as the temperature of the flame increases. Oxygen molecules have strong electron affinity. This results in a dissociative attachment reaction O 2 + e - → O + O - , which, when the density of the ions increases, may lead to further oxygen atoms. By this series of reactions, a large amount of oxygen atoms can exist in the hot flame. These oxygen atoms play a crucial role in combustion.

Figure 112015090944916-pat00001
탄화수소 화합물이 산소원자 분위기 속에서 연소하는 반응은 산소분자 분위기 속에서 연소하는 반응보다 더욱 과격하다. 메탄의 산소원자 분위기 속에서 반응은 CH4 + O → CH3 + OH 로서 반응상수는 k5 = 8.32×10-12(T/300)1.56exp(-4267/T)이다. 메탄올이 산소원자 분위기 속에서 반응은 CH3OH + O → OH + Other products 로서 반응상수는 k6 = 10-12(T/300)2.5exp(-1550/T)이다. 도 3은 위 두 반응의 반응상수를 불꽃 온도의 함수로 표시한 것이다. 산소원자 분위기 속에서 연소 반응이 불꽃의 온도가 올라가면 올라갈수록 더욱 활발히 진행되는 것을 관찰할 수 있다. 예를 들어, 산소원자 분위기 속에서 메탄의 연소반응 상수는 T = 1500K일때 k5 = 6.01×10-12 cm3/molecule/s인데, T = 1900K에서는 k5 = 1.58×10-11 cm3/molecule/s이다. 온도 400K 증가함으로써 반응상수는 약 3배 증가하나 도 2에서 관찰한 것처럼 산소원자 수는 온도 상승에 따라 엄청 가파르게 증가한다. 도 3을 도 1과 비교할 때, 우리가 관찰할 사항은 산소원자 분위기 속에서 연소반응 상수가 산소분자 분위기 속에서의 반응상수 보다 수 만 배 이상 빠르다는 것이다. 고온 불꽃 속에서 산소분자의 열분해는 연소반응에 결정적 역할을 하게 된다. 메탄이나 메탄올이 분해하여 나온 화합물 CH3 나 CH2OH와 같은 화합물들은 더 이상 온도에 큰 영향을 받지 않고 산소원자 또는 산소분자 분위기 속에서 빠르게 산화한다.
Figure 112015090944916-pat00001
The reaction in which the hydrocarbon compound burns in the oxygen atom atmosphere is more intense than the combustion in the oxygen molecule atmosphere. In the oxygen atom atmosphere of methane, the reaction is CH 4 + O → CH 3 + OH, and the reaction constant is k 5 = 8.32 × 10 -12 (T / 300) 1.56 exp (-4267 / T). The reaction in the atmosphere of oxygen atom in methanol is CH 3 OH + O → OH + Other products, and the reaction constant is k 6 = 10 -12 (T / 300) 2.5 exp (-1550 / T). Figure 3 shows the reaction constants of the two reactions as a function of flame temperature. It can be observed that the combustion reaction in the atmosphere of oxygen atom proceeds more actively as the flame temperature rises. For example, in the oxygen atom atmosphere, the combustion constant of methane is k 5 = 6.01 × 10 -12 cm 3 / molecule / s when T = 1500 K, k 5 = 1.58 × 10 -11 cm 3 / molecule / s. As the temperature increases by 400K, the reaction constant increases by about 3 times. However, as observed in Fig. 2, the number of oxygen atoms increases steeply as the temperature rises. Comparing FIG. 3 with FIG. 1, what we observe is that the combustion reaction constant in the oxygen atom atmosphere is several tens of times faster than the reaction constant in the oxygen molecule atmosphere. Pyrolysis of oxygen molecules in the high temperature flame plays a crucial role in the combustion reaction. Compounds such as CH 3 or CH 2 OH, which are decomposed by methane or methanol, are no longer significantly affected by temperature and oxidize rapidly in the atmosphere of oxygen atoms or oxygen molecules.

이상의 발명 배경기술을 종합하면 기존의 연소장치라 할지라도 소각로 내의 온도를 높일 수만 있다면, 탄화수소 화합물을 산소분자 분위기 속에서 빠르게 연소할 수 있으며, 또한 다량의 산소원자를 생산하여 역시 탄화수소 화합물을 빠르게 연소할 수 있는 것이다. 소각로의 내부 온도를 높일 수 있는 방법이 절실히 필요하다. 그래서 전자파 토치를 이용하여 높은 온도로 배출되는 유기성 폐기물 개질 가스를 기존 대형 소각로에 주입하여 소각로 내부온도가 처음부터 높은 온도에서 시작하도록 제작하는 것이다. If the above-mentioned background art is combined, even if the existing combustion apparatus can increase the temperature in the incinerator, it is possible to rapidly burn the hydrocarbon compound in the oxygen molecule atmosphere and also produce a large amount of oxygen atoms, You can do it. A method of increasing the internal temperature of the incinerator is desperately needed. Therefore, the organic waste reforming gas discharged at a high temperature by using the electromagnetic wave torch is injected into a conventional large incinerator, and the internal temperature of the incinerator is made to start at a high temperature from the beginning.

이러한 맥락에서 전자파 토치를 이용함과 동시에 유기성 폐기물을 대량으로 가스화 할 수 있는 새로운 개질 장치를 확보하여 고온에서 대량으로 유기성 폐기물을 가스화하는 고온 복합 가스화기를 제안하여 쓰레기를 새로운 에너지로 재생산하고자 한다.
In this context, we propose a high - temperature gasifier which uses a torch and gasification of organic waste in a large amount at a high temperature by securing a new reformer capable of gasifying a large amount of organic waste.

본 발명은 상기와 같이 대기압 고온 개질 장치를 확보하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 전자파 토치를 이용하여 탄화수소 화합물을 효과적으로 개질 하여 고온의 합성가스를 생산하고 생산된 고온가스를 산소와 함께 부스터 가스화기에 주입하여 대량의 유기성 폐기물을 고온에서 가스화하여 대량의 합성가스를 생산하기 위한 수단을 제공하는데 있다.
An object of the present invention is to provide a high pressure reforming apparatus capable of efficiently modifying a hydrocarbon compound using an electromagnetic wave torch to produce a high temperature syngas, To produce a large amount of synthesis gas by gasifying a large amount of organic waste at a high temperature.

상기 목적과 수단을 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 전자파 고온 복합 가스화 장치는 전자파 토치 발생에 필요한 전력을 공급하는 전자파 공급부, 상기 전자파 공급부로부터 전력을 받아 입력가스에 전자파 풀라즈마 토치를 발생하는 전자파 토치장치, 개질 할 탄화수소 화합물을 공급하는 탄화수소 공급부, 탄화수소 화합물 개질에 필요한 고온 열을 공급하는 전자파 플라즈마 토치, 공급된 탄화수소를 전자파 토치 열로 개질 하여 개질 가스를 생산하는 전자파 플라즈마 개질기, 산소공급부에서 제공되는 산소와 함께 상기 전자파 플라즈마 개질기에서 고온의 개질 가스를 받아 탄화수소 공급부로부터 제공되는 탄화수소 화합물을 개질하는 고온 부스터 개질기, 고온의 개질 가스를 냉각하는 냉각부, 개질 가스를 정제하는 정제 장치 및 정제된 합성가스를 연료전지, 발전기 등과 같은 합성가스 응용장치에 제공하는 합성가스 배출구를 포함한다.
According to an aspect of the present invention, there is provided an electromagnetic wave high-temperature compound gasification apparatus for generating an electromagnetic wave torch by receiving an electric power from an electromagnetic wave supplying unit and generating an electromagnetic wave pulsating torch An electromagnetic wave plasma torch for supplying a high temperature heat necessary for reforming hydrocarbon compounds, an electromagnetic wave plasma reformer for producing a reformed gas by reforming supplied hydrocarbons into electromagnetic torch columns, A high temperature booster reformer that receives the high temperature reformed gas from the electromagnetic wave plasma reformer together with the supplied oxygen and reforms the hydrocarbon compound supplied from the hydrocarbon supply section, a cooling section that cools the high temperature reformed gas, The synthetic gas and a synthesis gas outlet for providing a synthesis gas application device, such as a fuel cell, a generator.

본 발명에 따를 경우 전자파 토치를 이용하여 전자파 플라즈마 개질기와 고온 부스터 개질기를 통해서 대량의 유기성 폐기물을 가스화 하여 새로운 재생 에너지를 생산할 수 있으며, 짧은 시간 내에 거의 완벽하게 탄화수소 화합물을 개질 하여 합성가스를 생성함으로써 합성가스발생의 효율을 높일 수 있는 장점이 있다.According to the present invention, a large amount of organic waste can be gasified through an electromagnetic wave plasma reformer and a high-temperature booster reformer using an electromagnetic wave torch to produce new renewable energy, and the hydrocarbon compound is reformed almost completely in a short time to generate a syngas The syngas generation efficiency can be improved.

또한, 본 발명에 따를 경우 자연환경을 훼손하는 생활쓰레기, 음식물쓰레기, 가축오물 등과 같은 각종 환경 오염물질을 환경 친화적으로 처리하여 재 자원화한다.In addition, according to the present invention, various environmental pollutants such as household waste, food waste, livestock waste, and the like, which damage the natural environment, are environmentally friendly and recycled.

또한, 본 발명에 따를 경우 대량으로 생성되는 정제된 합성가스를 여러 분야에 이용할 수 있다. 예를 들어 이 합성가스를 가스엔진이나 연료전지에 주입하여 전기를 생산할 수 있고 생산된 합성가스를 재 합성하여 새로운 원료를 생산할 수도 있다.
Also, according to the present invention, a large amount of purified synthetic gas can be used in various fields. For example, the syngas can be injected into a gas engine or a fuel cell to produce electricity, and the produced syngas can be re-synthesized to produce new raw materials.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 메탄과 메탄올이 산소분자 분위기 속에서 연소할 때에 연소 반응상수를 불꽃의 온도 T의 함수로 표시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 산소분자의 열분해 반응상수를 불꽃의 온도 T의 함수로 표시한 것이다
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 메탄과 메탄올이 산소원자 분위기 속에서 연소할 때에 연소 반응상수를 불꽃의 온도 T의 함수로 표시한 것이다.
도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자파 플라즈마 개질기와 고온 부스터 개질기 장치의 블록도이다.
도 5은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자파 플라즈마 개질기를 복수개를 포함하여 구성되는 전자파 플라즈마 개질기와 고온 부스터 개질기가 연결된 장치 모식도이다.
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자파 고온 복합 가스화기를 기반으로 하는 유기성폐기물가스화 복합발전의 개념도이다. FIG. 1 is a graph showing a combustion reaction constant as a function of the flame temperature T when methane and methanol are burned in an oxygen molecule atmosphere according to an embodiment of the present invention.
2 is a graph showing the thermal decomposition constant of oxygen molecules as a function of the flame temperature T according to an embodiment of the present invention
FIG. 3 is a graph showing the combustion reaction constant as a function of the flame temperature T when methane and methanol are burned in an oxygen atom atmosphere according to an embodiment of the present invention.
4 is a block diagram of an electromagnetic plasma reformer and a high temperature booster reformer according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a schematic view of an apparatus to which a high-temperature booster reformer is connected and an electromagnetic wave plasma reformer including a plurality of electromagnetic plasma reformers according to an embodiment of the present invention.
6 is a conceptual diagram of an organic waste gasification combined cycle power generation system based on an electromagnetic wave high-temperature gasifier according to an embodiment of the present invention.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, this is merely an example and the present invention is not limited thereto.

본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. In the following description, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. The following terms are defined in consideration of the functions of the present invention, and may be changed according to the intention or custom of the user, the operator, and the like. Therefore, the definition should be based on the contents throughout this specification.

본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해 결정되며, 이하의 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 효율적으로 설명하기 위한 일 수단일 뿐이다.
The technical idea of the present invention is determined by the claims, and the following embodiments are merely a means for effectively explaining the technical idea of the present invention to a person having ordinary skill in the art to which the present invention belongs.

도 4은 본 발명의 일 실시예에 전자파 고온 복합 가스화기의 블록도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자파 고온 복합 가스화기는 전자파 공급부 (10), 전자파 토치 (20), 전자파 플라즈마 개질기 (30), 탄화수소 공급부 (40), 산소공급부 (50), 고온부스터개질기 (60), 냉각부 (70), 정제장치 (80) 및 합성가스 배출구 (90)를 포함한다.4 is a block diagram of an electromagnetic wave high-temperature multi-gasifier according to an embodiment of the present invention. As shown in the figure, the electromagnetic wave high-temperature gasifier according to an embodiment of the present invention includes an electromagnetic wave supply unit 10, an electromagnetic wave torch 20, an electromagnetic wave plasma reformer 30, a hydrocarbon supply unit 40, an oxygen supply unit 50, A booster reformer 60, a cooling section 70, a purifier device 80, and a syngas exhaust port 90.

전자파 공급부(10)는 플라즈마 토치 발생을 위하여, 기 설정된 주파수의 전자파를 발진한다. 구체적으로, 전자파 공급부(10)는 전원 공급부로부터 전력을 공급받아 마그네트론 전자파 발진기 또는 클라이스트론 전자파 증폭기를 이용하여 전자파를 발생하여 전자파 토치 (20) 장치에 공급한다. The electromagnetic wave supply unit 10 oscillates electromagnetic waves of a predetermined frequency for generating a plasma torch. Specifically, the electromagnetic wave supply unit 10 receives electric power from a power supply unit, generates electromagnetic waves using a magnetron electromagnetic wave oscillator or a Kleistron electromagnetic wave amplifier, and supplies the generated electromagnetic waves to the electromagnetic wave torch 20 device.

전자파 토치(20)는, 순환기, 방향성 결합기, 스터브 튜너, 도파관, 기체 공급장치 및 방전관으로 구성되어 있으며 전자파 공급부 (10)에서 제공된 전자파가 도파관을 통하여 순환기, 방향성 결합기, 스터브 튜너를 지나 방전관에 유입되어, 기체 공급장치가 방전관에 제공한 기체 내어 방전을 일으킨다. 이로 인하여 전자파 토치 (30)가 발생한다. 상기 기체는 산소, 수소, 질소, 수증기, 공기, 이산화탄소, 불활성가스 등과 여기 언급한 기체들을 섞은 혼합 기체를 의미한다. The electromagnetic wave torch 20 is composed of a circulator, a directional coupler, a stub tuner, a waveguide, a gas supply device, and a discharge tube. Electromagnetic waves supplied from the electromagnetic wave supply unit 10 flow into a discharge tube through a circulator, a directional coupler, Thereby causing a gas discharge from the gas supply device to the discharge tube. As a result, the electromagnetic wave torch 30 is generated. The gas means a mixed gas of oxygen, hydrogen, nitrogen, water vapor, air, carbon dioxide, an inert gas, etc., and the gases mentioned above.

상기 방전관에 생성된 전자파 토치 (20)는 고온으로서 토치 온도가 절대온도 1000도에서 7000도로 토치 부위에 분포되어 있다. 일반적으로 전자파 토치 불꽃은 밝고 하얀 부위로서 기체분자가 유리되어 발생된 여러 가지 활성입자로 구성되어 있다. The electromagnetic torch 20 generated in the discharge tube has a high temperature, and the torch temperature is distributed to the torch portion at an absolute temperature of 1000 to 7000 degrees. Generally, the electromagnetic torch flame is composed of various active particles generated by liberation of gas molecules as a bright and white region.

탄화수소 공급부 (40)는 개질 할 탄화수소 화합물을 공급하는 역할을 하며 공급하는 탄화수소 화합물은 디메틸에테르, 메탄가스와 같은 기체, 경유, 등유, 메탄올과 같은 액체, 그리고 석탄, 유기성 폐기물과 같은 고체 등의 화합물을 포함한다. The hydrocarbon supply part 40 serves to supply a hydrocarbon compound to be reformed. The hydrocarbon compound to be supplied is a compound such as a gas such as dimethyl ether, methane gas, a light oil, a kerosene, a liquid such as methanol and a solid such as coal or organic waste .

전자파 플라즈마 개질기 (30)는 전자파 토치 (20)가 제공하는 열원을 이용하여 탄화수소 공급부 (40)에서 제공되는 탄화수소 화합물을 개질 한다. 고온의 전자파 토치 (20)는 그 자체가 산소, 수소 그리고 일산화수소와 같은 활성입자를 대량으로 보유하고 있어 전자파 플라즈마 개질기 (30) 내의 탄화수소 화합물을 효율적으로 개질 하게 된다. 탄화수소 화합물이 고온의 전자파 토치 (20)와 함께 공존할 수 있도록 전자파 플라즈마 개질기 (30)을 구성하는 것은 개질 효율증대에 대단히 중요한 요소가 된다. 그래서 전자파 플라즈마 개질기 (30) 내부를 원통구조로 구성하며 전자파 토치 (20) 불꽃과 탄화수소 화합물을 전자파 플라즈마 개질기 (30)에 입사함에 있어 그것들이 내부 원통 벽을 따라 함께 회오리 치도록 (Swirl) 한다. 예를 들어 전자파 플라즈마 개질기 (30)에 여러 개의 전자파 토치 (20) 불꽃과 탄화수소 화합물을 투입한다면 전자파 토치 (20) 불꽃과 탄화수소 화합물은 전자파 플라즈마 개질기 (30) 내에서 오랜 시간 함께 공존할 수 있어 개질반응을 더욱 활성화 하게 된다. 뒤에 언급할 고온 부스터 개질기의 용량에 따라 전자파 플라즈마 개질기 (30)은 하나 이상 여러 개를 조합하여 사용할 수 있다. 그래서 도 5와 같이 복수개의 전자파 플라즈마 개질기 (30)를 고온 부스터 개질기 (60)에 연결한다.The electromagnetic wave plasma reformer 30 reforms the hydrocarbon compound provided in the hydrocarbon supply unit 40 using the heat source provided by the electromagnetic wave torch 20. [ The high-temperature electromagnetic wave torch 20 itself retains a large amount of active particles such as oxygen, hydrogen, and hydrogen monoxide, thereby efficiently modifying the hydrocarbon compound in the electromagnetic plasma reformer 30. [ The constitution of the electromagnetic wave plasma reformer 30 so that the hydrocarbon compound can coexist with the electromagnetic wave torch 20 at a high temperature is a very important factor for the improvement of the reforming efficiency. Thus, the inside of the electromagnetic wave plasma reformer 30 has a cylindrical structure, and when the electromagnetic wave torch 20 and the hydrocarbon compound are incident on the electromagnetic plasma reformer 30, they swirl together along the inner cylindrical wall. For example, if a plurality of electromagnetic wave torches 20 and a hydrocarbon compound are input to the electromagnetic wave plasma reformer 30, the electromagnetic wave torch 20 and the hydrocarbon compound can coexist together for a long time in the electromagnetic wave plasma reformer 30, Thereby further activating the reaction. Depending on the capacity of the high-temperature booster reformer to be described later, one or more of the electromagnetic plasma reformer 30 can be used in combination. Thus, as shown in FIG. 5, a plurality of electromagnetic plasma reformers 30 are connected to the high-temperature booster reformer 60.

고온 부스터 개질기 (60)은 주 소각로로서 이 발명의 중심점이 되는 구조물이며 하나 이상의 전자파 플라즈마 개질기 (30) 들로부터 고온의 개질가스를 공급받고 산소공급부 (50)로부터 산소를 공급받아 탄화수소 공급부로부터 공급받은 대량의 탄화수소화합물을 가스화한다. The high-temperature booster reformer 60 is a main incinerator and is a central point of the present invention. The high-temperature booster reformer 60 is a main combustion incinerator and is a high-temperature booster reformer. The reformer 60 receives high-temperature reformed gas from at least one electromagnetic plasma reformer 30, receives oxygen from the oxygen supplier 50, A large amount of hydrocarbon compound is gasified.

냉각부 (70)는 고온 부스터 개질기 (60)에서 개질 된 고온의 개질 가스를 냉각함과 동시에 여기에서 배출되는 잠열로 유기성 폐기물 건조에 사용한다. 정제장치 (80)는 냉각된 개질 가스를 정제하여 잘 정제된 합성가스를 합성가스배출구 (90)를 통하여 배출되며 상기 배출된 합성가스는 연료전지, 가스엔진 또는 다른 합성가스 이용장치에 제공된다.  The cooling unit 70 cools the reformed gas of high temperature modified by the high-temperature booster reformer 60 and is used for drying the organic waste by latent heat discharged from the high temperature booster reformer 60. The purifier 80 purifies the cooled reformed gas, discharges the well-purified synthesis gas through the synthesis gas outlet 90, and the discharged synthesis gas is supplied to the fuel cell, the gas engine, or other synthesis gas utilization apparatus.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자파 고온 복합 가스화기를 기반으로 하는 유기성폐기물가스화 복합발전의 개념도를 나타낸 도면이다. 도시된 바와 같이, 유기성폐기물가스화 복합발전 시스템에서는 유기성 폐기물을 개질기에 투입하기에 적합하도록 전 처리를 한 다음 폐기물 일부를 전자파 플라즈마 개질기 (30)에 투입하고 나머지를 고온 부스터 개질기 (60)에 투입한다. 전자파 플라즈마 개질기 (30)에서 전자파 토치에 의하여 개질된 고온 개질가스는 도 5에 표시된 것처럼 고온 부스터 개질기에 주입되어 부스터 개질기 내부 온도를 고온으로 유지되도록 한다. 고온 부스터 개질기에 다량으로 유입된 유기성 폐기물은 산소에 의하여 다량의 합성가스로 변환된다. 생성된 합성가스는 가스터빈 또는 연료전지에 주입되어 전력 과 열을 생산하게 된다. 또한 가스터빈과 연료전지에서 방출되는 배기가스의 열로 스팀 터빈을 돌림으로써 한번 더 전력을 생산할 수도 있다. 또한 상기 합성가스는 단순히 발전에만 이용되는 것이 아니라 여러 합성기술 등을 사용하여 디젤, 가솔린, DME 등의 액화연료, 메탄올, 에틸렌 등의 화학원료 또한 생산이 가능하며, 합성가스로부터 수소 또한 생산될 수 있다.
6 is a conceptual diagram of an organic waste gasification combined cycle power generation system based on an electromagnetic wave high-temperature gasifier according to an embodiment of the present invention. As shown in the figure, in the organic waste gasification combined cycle power generation system, the organic waste is pre-treated to be suitable for the reformer, and then a part of the waste is put into the electromagnetic plasma reformer 30 and the remainder is put into the high temperature booster reformer 60 . The high temperature reformed gas modified by the electromagnetic wave torch in the electromagnetic plasma reformer 30 is injected into the high temperature booster reformer as shown in FIG. 5 so that the internal temperature of the booster reformer is maintained at a high temperature. The organic wastes which are introduced into the high temperature booster reformer in large quantity are converted into a large amount of synthesis gas by oxygen. The resulting syngas is injected into a gas turbine or fuel cell to produce power and heat. The power can also be generated once again by turning the steam turbine on the heat of the exhaust gas emitted from the gas turbine and the fuel cell. In addition, the synthesis gas is not only used for power generation, but also can be used to produce liquefied fuel such as diesel, gasoline, DME, and chemical raw materials such as methanol and ethylene by using various synthetic technologies. have.

이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limiting the scope of the present invention. I will understand.

그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the above-described embodiments, but should be determined by equivalents to the appended claims, as well as the appended claims.

10: 전자파 공급부
20: 전자파 토치
30: 전자파 플라즈마 개질기
40: 탄화수소 공급부
50: 산소 공급부
60: 고온 부스터 개질기
70: 냉각부
80: 정제장치
90: 합성가스 배출구
CH4: 메탄
O2: 산소분자
CH3: 탄화수소 화합물 일종
HO2: 이산화수소
T: 온도
K: 절대온도
CH3OH: 메탄올
CH2OH: 탄화수소 화합물 일종
O: 산소원자
M: 중성입자
CH: 탄화수소 화합물 일종
CHO+: 탄화수소 화합물 일종의 이온
e-: 전자
O-: 산소원자 음이온
OH: 일산화수소
DME: 디메틸에테르
k1: 산소분자 분위기에서 메탄의 연소반응상수
k2: 산소분자 분위기에서 메탄올의 연소반응상수
k3: 산소분자의 열분해 상수
k4: 산소원자의 재결합 상수
k5: 산소원자 분위기에서 메탄의 연소반응상수
k6: 산소원자 분위기에서 메탄올의 연소반응상수10:
20: Electromagnetic wave torch
30: Electromagnetic wave plasma reformer
40: hydrocarbon feed
50: oxygen supply unit
60: High temperature booster reformer
70:
80: Purification device
90: Synthetic gas outlet
CH 4 : Methane
O 2 : oxygen molecule
CH 3 : a hydrocarbon compound
HO 2 : hydrogen peroxide
T: temperature
K: absolute temperature
CH 3 OH: methanol
CH 2 OH: a hydrocarbon compound
O: oxygen atom
M: Neutral particles
CH: hydrocarbon compound
CHO + : a hydrocarbon compound
e - : Electronic
O - : oxygen atom anion
OH: Hydrogen monoxide
DME: Dimethyl ether
k 1 : combustion constant of methane in the atmosphere of molecular oxygen
k 2 : combustion constant of methanol in oxygen molecule atmosphere
k 3 : thermal decomposition constant of oxygen molecule
k 4 : recombination constant of oxygen atoms
k 5 : combustion reaction constant of methane in an oxygen atom atmosphere
k 6 : combustion constant of methanol in an oxygen atom atmosphere

Claims (11)

전자파 토치 발생에 필요한 전력을 공급하는 전자파 공급부;
상기 전자파 공급부로부터 전력을 받아 전자파 토치를 발생하여 탄화수소 화합물 개질에 필요한 고온 열을 공급하는 전자파 토치장치;
개질 할 탄화수소 화합물을 공급하는 탄화수소 공급부;
공급된 탄화수소를 열로 개질 하여 고온의 합성가스를 생산하는 전자파 플라즈마 개질기;
순 산소를 공급하는 산소공급부;
대량의 탄화수소 화합물을 가스화하기 위한 고온 부스터 개질 반응기;
고온의 개질 가스를 냉각하며 동시에 탄화수소 화합물을 건조하는 냉각부;
개질 가스를 순수 합성가스로 정제하는 정제 장치; 및
정제된 합성가스를 연료전지, 가스터빈 또는 다른 합성가스 이용장치에 제공하는 합성가스배출구를 포함하며,
상기 고온 부스터 개질 반응기는 복수의 전자파 플라즈마 개질기들로부터 고온의 상기 개질 가스를 공급받고 산소공급부로부터 상기 산소를 공급받아 상기 탄화수소 공급부로부터 공급받은 상기 탄화수소 화합물을 가스화하는 것을 특징으로 하는 전자파 고온 복합 가스화 장치
An electromagnetic wave supply unit for supplying electric power necessary for generating an electromagnetic wave torch;
An electromagnetic wave torch device for receiving an electric power from the electromagnetic wave supply part and generating an electromagnetic wave torch to supply high temperature heat required for reforming the hydrocarbon compound;
A hydrocarbon supply part for supplying a hydrocarbon compound to be reformed;
An electromagnetic wave plasma reformer for reforming supplied hydrocarbons with heat to produce a high-temperature synthesis gas;
An oxygen supply unit for supplying pure oxygen;
A high temperature booster reforming reactor for gasifying a large amount of hydrocarbon compounds;
A cooling unit for cooling the reformed gas at a high temperature and drying the hydrocarbon compound at the same time;
A purifier for purifying the reformed gas with pure syngas; And
And a syngas outlet for providing the purified syngas to a fuel cell, gas turbine, or other syngas utilization device,
Wherein the high temperature booster reforming reactor is supplied with the reformed gas at a high temperature from a plurality of electromagnetic wave plasma reforming units and receives the oxygen from the oxygen supply unit to gasify the hydrocarbon compound supplied from the hydrocarbon supply unit,
제1항에 있어서,
상기 전자파 공급부는 플라즈마 토치 발생을 위하여, 기 설정된 주파수의 전자파를 발진하는 것으로, 구체적으로, 전자파 공급부는 전원 공급부로부터 전력을 공급받아 마그네트론 전자파 발진기 또는 클라이스토론 전자파 증폭기를 이용하여 전자파를 상기 전자파 토치 장치에 공급하는 것을 포함하는 전자파 고온 복합 가스화 장치
The method according to claim 1,
The electromagnetic wave supply unit supplies electric power from a power supply unit to the electromagnetic wave supply unit to generate an electromagnetic wave by using a magnetron electromagnetic wave oscillator or a Claytonon electromagnetic wave amplifier. Temperature mixed gasification apparatus
제1항에 있어서,
상기 전자파 토치에 제공되는 기체는 산소, 수소, 질소, 수증기, 공기, 이산화탄소, 불활성가스와 상기 언급한 기체들을 섞은 혼합 기체를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자파 고온 복합 가스화 장치
The method according to claim 1,
Wherein the gas provided to the electromagnetic wave torch includes oxygen, hydrogen, nitrogen, water vapor, air, carbon dioxide, and a mixed gas in which an inert gas and the above-mentioned gases are mixed.
제1항에 있어서,
상기 탄화수소 공급부는 개질 할 탄화수소 화합물을 제공하는 것으로 상기 탄화수소 화합물은 DME, 메탄가스와 같은 기체, 등유, 중유, 메탄올과 같은 액체, 그리고 석탄, 유기성 폐기물과 같은 고체 등의 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자파 고온 복합 가스화 장치
The method according to claim 1,
The hydrocarbon supply part provides a hydrocarbon compound to be reformed. The hydrocarbon compound includes a compound such as DME, a gas such as methane gas, a liquid such as kerosene, heavy oil, methanol, and a solid such as coal or organic waste High-temperature compound gasifier
제1항에 있어서,
상기 전자파 플라즈마 개질기는 전자파 토치가 제공하는 열원을 이용하여 탄화수소 공급부에서 제공되는 일부 탄화수소 화합물을 개질 하는 곳으로 탄화수소 화합물이 고온의 전자파 토치와 함께 공존할 수 있도록 개질 반응기 내부를 원통구조로 구성하며 전자파 토치 불꽃과 탄화수소 화합물을 개질 반응기에 입사함에 있어 그것들이 내부 원통 벽을 따라 함께 회오리 치도록 (Swirl) 하는 것을 특징으로 하는 전자파 고온 복합 가스화 장치.
The method according to claim 1,
The electromagnetic wave plasma reformer uses a heat source provided by an electromagnetic wave torch to modify a part of the hydrocarbon compound provided in the hydrocarbon supply unit. The reforming reactor has a cylindrical structure in which the hydrocarbon compound can coexist with a high temperature electromagnetic wave torch. Characterized in that the torch flame and the hydrocarbon compound are swirled together along the inner cylindrical wall when entering the reforming reactor.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 냉각부는, 개질가스가 지나가는 긴 가스관과 상기 가스관 외주면 주위를 감싸주는 냉각수가 지나가는 통로로 구성되어 상기 개질 반응기에서 발생한 상기 개질가스가 적정온도 이하로 냉각되게 하며 냉각수 일부가 기화하여 고온 수증기로 변환하게 하는 것을 특징으로 하는, 전자파 고온 복합 가스화 장치.
The method according to claim 1,
The cooling unit is composed of a long gas pipe through which the reformed gas passes and a passage through which the cooling water for wrapping around the outer circumferential surface of the gas pipe passes to cool the reformed gas generated in the reforming reactor to an appropriate temperature or lower, Gas mixture gasification device.
제1항에 있어서,
상기 복수는 고온 부스터 개질기의 용량에 따라 전자파 플라즈마 개질기를 하나 이상 여러 개를 조합하여 상기 부스터 개질기에 연결하는 것을 특징으로 하는 전자파 고온 복합 가스화 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the plurality of electromagnetic wave plasma reformers are connected to the booster reformer by combining one or more electromagnetic wave plasma reformers according to the capacity of the high temperature booster reformer.
제7항에 있어서,
상기 고온 수증기는 유기성 폐기물과 같은 고형 탄화수소 화합물 건조나 증기 터빈을 작동함에 이용되는 것을 특징으로 하는 전자파 고온 복합 가스화 장치.
8. The method of claim 7,
Wherein the high temperature water vapor is used to operate a solid hydrocarbon compound drying or steam turbine such as organic waste.
제1항에 있어서,
상기 다른 합성가스 이용장치는 연료전지와 더불어 각종 합성가스 응용장치를 의미하는 것을 특징으로 하는 전자파 고온 복합 가스화 장치.
The method according to claim 1,
Wherein said another syngas utilization apparatus means a syngas application apparatus in addition to a fuel cell.
일상 생활 쓰레기, 각종 바이오 메스와 더불어 음식물 쓰레기, 축산 오 폐수 등 다양한 유기성 폐기물을 포함하여 탄화수소 화합물을 대량으로 개질하여 대량으로 합성가스를 생산하는 방법에 있어서,
(A) 전자파를 이용하여 전자파 플라즈마 토치를 발생하는 과정;
(B) 개질 할 탄화수소 화합물을 플라즈마 토치와 함께 개질 반응기에 회오리 바람처럼 주입하는 (Swirling Type) 과정;
(C) 전자파 토치가 제공하는 열로 탄화수소 화합물이 고온에서 개질 될 수 있도록 충분한 반응시간을 제공하는 과정;
(D) 전자파 플라즈마 개질기에서 발생된 고온의 개질가스를 대용량 부스터 개질 반응기 내부로 산소와 함께 주입하는 과정
(E) 부스터 개질 반응기 내에서 대량의 산소분자들이 고온에서 열 분해하여 산소원자들로 변형되는 과정
(F) 탄화수소 화합물이 고온에서 산소에 의하여 효율적으로 개질 되도록 하는 과정
(G) 냉각수로 개질 가스를 적정 온도로 냉각하면서 냉각수 일부를 수증기로 기화하는 과정;
(H) 정제장치를 이용하여 합성가스를 정제하는 과정; 및
(I) 정제된 합성가스를 연료전지와 같은 합성가스 응용장치에 제공하는 과정을 포함하며,
상기 개질 되도록 하는 과정은, 복수의 전자파 플라즈마 개질기 및 산소공급부로부터 각각 공급받은 고온의 상기 개질가스 및 상기 산소를 이용하여 상기 탄화수소 화합물을 가스화하는 것을 특징으로 하는 전자파 고온 복합 가스화 방법.

A method for producing a large amount of synthesis gas by mass-modifying a hydrocarbon compound including various organic wastes such as food waste, livestock waste wastewater, daily living garbage, various biomes,
(A) generating electromagnetic plasma torches using electromagnetic waves;
(B) a step of injecting a hydrocarbon compound to be reformed together with a plasma torch into a reforming reactor as a whirlwind (Swirling Type) process;
(C) a process of providing sufficient reaction time so that the hydrocarbon compound can be reformed at a high temperature by the heat provided by the electromagnetic wave torch;
(D) a process of injecting the reformed gas at a high temperature generated by the electromagnetic plasma reformer with oxygen into the booster reforming reactor having a large capacity
(E) The process in which a large amount of oxygen molecules in the booster reforming reactor are thermally decomposed at high temperature to be transformed into oxygen atoms
(F) Process of efficiently reforming hydrocarbon compound at high temperature by oxygen
(G) a step of vaporizing part of the cooling water with steam while cooling the reforming gas to the proper temperature by the cooling water;
(H) purifying synthesis gas using a purifier; And
(I) providing a purified syngas to a syngas application device, such as a fuel cell,
Wherein the reforming gas comprises gasifying the hydrocarbon compound using the reforming gas and oxygen at a high temperature respectively supplied from a plurality of electromagnetic wave plasma reforming units and an oxygen supply unit.

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