KR102269268B1 - Burning system comprising multi-stage burner apparatus using catalyst and control method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 1단부터 N단(N은 2 이상의 자연수)까지 순차적으로 직렬 연결된 다단 촉매 연소기의 1단 촉매 연소기에 수소를 공급하는 단계, N단 촉매 연소기로부터 상기 1단 촉매 연소기까지 순차적으로 산소를 공급하는 단계 및 상기 1단 촉매 연소기에 수소의 공급을 중단한 후 상기 1단 촉매 연소기에 메탄올을 공급하는 단계를 포함하는 다단 촉매 연소기를 포함하는 연소 시스템의 제어 방법으로서, 본 발명에 의하면, 다른 열원을 이용하여 연소 촉매를 가열할 필요 없이 시동 시간을 단축할 수 있다.The present invention provides a step of supplying hydrogen to a first-stage catalytic combustor of a multi-stage catalytic combustor sequentially connected in series from stage 1 to stage N (N is a natural number of 2 or more), and oxygen sequentially from the N stage catalytic combustor to the first stage catalytic combustor A control method of a combustion system including a multi-stage catalytic combustor, comprising the steps of supplying and supplying methanol to the first-stage catalytic combustor after stopping the supply of hydrogen to the first-stage catalytic combustor, according to the present invention, A heat source can be used to shorten the start-up time without the need to heat the combustion catalyst.
Description
본 발명은 연료개질 플랜트의 열 공급을 위한 연소기에 관한 것으로서, 특히 다단식의 촉매 연소기를 포함하는 연소 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a combustor for supplying heat to a fuel reforming plant, and more particularly to a combustion system comprising a multistage catalytic combustor.
핵추진 잠수함을 제외한 일반적인 재래식 잠수함은 잠항 시 2차 전지에 저장된 전력을 주 에너지원으로 사용하여 추진한다. 만약 2차전지가 방전되면 함 내 탑재된 디젤 발전기로 2차 전지를 충전해야만 한다. 디젤 발전기의 구동을 위해서는 대기 중의 산소가 필요하므로 잠수함은 수면 위 혹은 근처까지 부상해야 한다.Conventional submarines, except for nuclear-powered submarines, are propelled by using the electricity stored in the secondary battery as the main energy source when submerged. If the secondary battery is discharged, the secondary battery must be charged with the diesel generator onboard. Since the diesel generator requires oxygen from the atmosphere, the submarine must float above or near the surface.
그러나, 잠수함이 작전 중 2차 전지를 충전하는 행위는 적 감시망에 의해 잠수함의 위치를 노출시킬 수 있다. 이러한 이유로 잠수함 선진국에서는 공기 의존도를 낮추고, 잠수함의 잠항시간을 증가시키기 위하여 공기불요추진(air independent propulsion, AIP) 체계를 개발하여 재래식 잠수함에 적용하고 있다. 특히 연료전지 시스템은 다른 AIP 체계에 비해 상대적으로 에너지 변환 효율이 높고(50~60%), 운용 중 동적 요소가 없어 정숙하므로 독일, 한국 등을 포함한 대부분의 국가에서 채택하고 있다.However, the submarine's ability to charge secondary batteries during operations may expose the submarine's location to enemy surveillance networks. For this reason, advanced submarine countries have developed and applied an air independent propulsion (AIP) system to conventional submarines in order to reduce air dependence and increase the submersion time of submarines. In particular, the fuel cell system has relatively high energy conversion efficiency (50 to 60%) compared to other AIP systems and is quiet due to the absence of dynamic elements during operation, so it is adopted in most countries including Germany and Korea.
잠수함용 연료개질 플랜트는 기존의 가정용/발전용 연료개질 플랜트와 기본적인 원리는 동일하다. 일반적으로 연료개질 플랜트에서는 연료와 물만 공급하여 수소를 생산하는 "수증기 개질 방식"을 사용한다. 수증기 개질 방식은 흡열반응이므로 외부에서 열을 지속적으로 공급해야 한다. 따라서 수증기 개질 방식의 연료개질 플랜트에서는 열 공급을 위한 연소기가 필요하다.The fuel reforming plant for submarines has the same basic principle as the existing fuel reforming plant for household/power generation. In general, a fuel reforming plant uses a "steam reforming method" that produces hydrogen by supplying only fuel and water. Since the steam reforming method is an endothermic reaction, heat must be continuously supplied from the outside. Therefore, in a steam reforming fuel reforming plant, a combustor is required to supply heat.
잠수함용 연료개질 플랜트에 필요한 연소기는 민수용 개질 플랜트의 연소기와 형태와 최종 배기가스의 기준에서 뚜렷한 기술적 차이를 보여주고 있다(잠수함 운용환경으로 인하여 차이가 남). 따라서 기존 연료개질 플랜트의 시동을 위한 구조 및 운전 방법을 그대로 적용할 수가 없다. 잠수함용 연료개질 플랜트의 최종 배기가스 대부분은 CO2+H2O로 구성되어야 하기 때문에 1단 연소기가 아닌 다단 연소기의 적용이 필요하다. 또한 수증기 개질 반응기의 운전에 필요한 열을 공급하기 위하여 각 단의 연소기에서 분할되어 발생하는 열을 효과적으로 수집할 수 있어야 한다. 특히 다단 연소기는 잠수함용 연료개질 플랜트의 정상 운전뿐만 아니라 시동까지 책임질 수 있도록 설계하여야 한다.The combustor required for a fuel reforming plant for submarines shows a clear technical difference from that of a civil reforming plant in terms of shape and final exhaust gas (there is a difference due to the operating environment of the submarine). Therefore, the structure and operation method for starting the existing fuel reforming plant cannot be applied as it is. Since most of the final exhaust gas of a fuel reforming plant for submarines must be composed of CO 2 +H 2 O, it is necessary to apply a multi-stage combustor rather than a single stage combustor. In addition, in order to supply the heat required for the operation of the steam reforming reactor, it should be able to effectively collect the heat generated by being divided in the combustor of each stage. In particular, the multi-stage combustor should be designed to be responsible for not only the normal operation of the fuel reforming plant for submarines, but also the start-up.
한편, 다단 연소기가 연소를 시작하기 위해서는 시동 과정이 필요하다. 여기서 "시동 과정"이라 함은 다단 연소기의 촉매 및 연소기의 온도가 주변 온도와 동일한 시점에서 물질의 공급/배출 및 에너지의 출입의 제어를 통해 다단 연소기가 목표로 하는 온도에서 정상 작동하는 시점까지 변화하는 과정을 말한다. 이때 물질을 공급하는 방법 및 에너지를 공급하는 방법에 따라 다단연소기의 시동과정이 달라질 수 있다.On the other hand, in order for the multi-stage combustor to start combustion, a starting process is required. Here, the "startup process" means that the temperature of the catalyst and the combustor of the multi-stage combustor is the same as the ambient temperature, and through the control of the supply/discharge of materials and the in/out of energy, the temperature changes from the target temperature of the multi-stage combustor to the point of normal operation. says the process At this time, the starting process of the multi-stage combustor may vary according to a method of supplying a material and a method of supplying energy.
다단 연소기용 연소 촉매는 공급되는 반응물 종류에 따라 연소 반응을 시작하는 온도가 다르다. 예를 들어 잠수함용 메탄올 개질기의 경우, 메탄올을 다단 연소기의 연료로 사용하고, 산화제로 순수 산소를 사용할 수 있다. 이 때 연소 촉매는 약 100도 부근까지 가열되어야지만 연소를 시작할 수 있다. 따라서 메탄올만 사용하여 다단 연소기를 시동할 경우, 전기히터나 다른 열원을 통해 연소 촉매를 초기 가열해야 한다. A combustion catalyst for a multi-stage combustor has a different starting temperature for a combustion reaction depending on the type of reactant supplied. For example, in the case of a methanol reformer for submarines, methanol may be used as a fuel for a multi-stage combustor, and pure oxygen may be used as an oxidizing agent. At this time, the combustion catalyst must be heated to around 100 degrees Celsius to start combustion. Therefore, when starting a multi-stage combustor using only methanol, the combustion catalyst must be initially heated through an electric heater or other heat source.
그런데, 전기히터를 선택하여 연소 촉매를 가열한다면 함 내 배터리에 저장된 전기에너지를 사용해야 하는 문제가 발생한다.However, if an electric heater is selected to heat the combustion catalyst, there is a problem in that the electric energy stored in the battery in the ship must be used.
이상의 배경기술에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 돕기 위한 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.The matters described in the background art are intended to help the understanding of the background of the invention, and may include matters that are not already known to those of ordinary skill in the art to which this technology belongs.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명은 다른 열원을 이용하여 연소 촉매를 가열할 필요 없이 시동 시간을 단축할 수 있는 다단 연소기를 시동하는 다단 촉매 연소기를 포함하는 연소 시스템 및 그 연소 시스템의 제어 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention has been devised to solve the above problems, and the present invention is a combustion system including a multi-stage catalytic combustor for starting a multi-stage combustor capable of shortening the starting time without the need to heat the combustion catalyst by using another heat source, and An object of the present invention is to provide a method for controlling a combustion system.
본 발명의 일 관점에 의한 다단 촉매 연소기를 포함하는 연소 시스템의 제어 방법은, 1단부터 N단(N은 2 이상의 자연수)까지 순차적으로 직렬 연결된 다단 촉매 연소기의 1단 촉매 연소기에 수소를 공급하는 단계, 상기 다단 촉매 연소기 내 잔류산소에 의해 상기 1단으로부터 상기 N단까지 순차적으로 연소반응하는 단계, N단 촉매 연소기로부터 상기 1단 촉매 연소기까지 상기 순차에 대해 역순으로 산소를 공급하는 단계 및 상기 1단 촉매 연소기에 수소의 공급을 중단한 후 상기 1단 촉매 연소기에 메탄올을 공급하는 단계를 포함한다.In a control method of a combustion system including a multi-stage catalytic combustor according to an aspect of the present invention, hydrogen is supplied to the first-stage catalytic combustor of the multi-stage catalytic combustor sequentially connected in series from
그리고, 상기 산소를 공급하는 단계는 상기 N단 촉매 연소기의 온도를 감지하는 단계를 더 포함하여, 상기 N단 촉매 연소기의 온도가 제1 기준 온도 이상이면 공급을 개시하는 것을 특징으로 한다.And, the supplying of the oxygen further comprises the step of sensing the temperature of the N-stage catalytic combustor, characterized in that the supply is started when the temperature of the N-stage catalytic combustor is equal to or greater than the first reference temperature.
또한, 상기 N단 촉매 연소기의 온도를 감지하는 단계는 상기 N단 촉매 연소기에 장착된 열전대에 의해 감지하는 것을 특징으로 한다.In addition, the step of sensing the temperature of the N-stage catalytic combustor is characterized in that it is sensed by a thermocouple mounted in the N-stage catalytic combustor.
그리고, 상기 산소를 공급하는 단계는 상기 수소를 공급하는 단계에 의해 공급되는 수소를 완전 연소 가능한 양의 1/N에 해당하는 산소를 상기 N단 촉매 연소기에 공급하는 것을 특징으로 한다.And, the supplying of the oxygen is characterized in that the supply of oxygen corresponding to 1/N of an amount capable of completely combusting the hydrogen supplied by the supplying of the hydrogen to the N-stage catalytic combustor.
또한, 상기 N단 촉매 연소기로부터 상기 1단 촉매 연소기까지 순차적으로 산소를 공급하는 단계는 상기 수소를 공급하는 단계에 의해 공급되는 수소를 완전 연소 가능한 양의 산소를 N으로 나눈 양을 상기 다단 촉매 연소기의 각 단에 공급하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the step of sequentially supplying oxygen from the N-stage catalytic combustor to the first-stage catalytic combustor, the amount obtained by dividing the amount of oxygen in which the hydrogen supplied by the step of supplying hydrogen can be completely combusted by N is divided by the multi-stage catalytic combustor. It is characterized in that it is supplied to each stage of
한편, 상기 메탄올을 공급하는 단계는 상기 다단 촉매 연소기의 각 단의 촉매 연소기의 후단에 배치되는 각 단의 열교환기의 온도를 감지하는 단계를 더 포함하여, 상기 각 단의 열교환기의 온도가 제2 기준 온도 이상이면 공급을 개시하는 것을 특징으로 한다.On the other hand, the step of supplying the methanol further comprises the step of sensing the temperature of the heat exchanger of each stage disposed at the rear end of the catalytic combustor of each stage of the multi-stage catalytic combustor, the temperature of the heat exchanger of each stage is the first 2 It is characterized in that the supply is started when the temperature is higher than the reference temperature.
여기서, 상기 제2 기준 온도는 100℃ 인 것을 특징으로 한다.Here, the second reference temperature is characterized in that 100 ℃.
그리고, 상기 메탄올을 공급하는 단계 개시 후, 상기 메탄올을 공급하는 단계에 의해 공급되는 메탄올을 완전 연소 가능한 양의 산소를 공급하는 단계를 더 포함할 수 있다.And, after the start of the step of supplying the methanol, the step of supplying oxygen in an amount capable of completely combusting the methanol supplied by the step of supplying the methanol may be further included.
그리고, 상기 메탄올을 완전 연소 가능한 양의 산소를 공급하는 단계 개시 후, 상기 메탄올과 상기 산소의 공급량을 일정하게 유지시키는 단계를 더 포함할 수 있다.And, after starting the step of supplying oxygen in an amount capable of completely combusting the methanol, the method may further include maintaining a constant supply amount of the methanol and the oxygen.
또한, 상기 다단 촉매 연소기의 운전 종료 후 상기 다단 촉매 연소기의 내부를 산화제로 채우는 단계를 더 포함할 수 있다.The method may further include filling the inside of the multi-stage catalytic combustor with an oxidizing agent after the operation of the multi-stage catalytic combustor is finished.
다음으로, 본 발명의 일 관점에 의한 다단 촉매 연소기를 포함하는 연소 시스템은, 1단부터 N단(N은 2 이상의 자연수)까지 순차적으로 직렬 연결된 다단 촉매 연소기, 상기 다단 촉매 연소기에 수소를 공급하는 수소 공급기, 상기 다단 촉매 연소기에 산소를 공급하는 산소 공급기, 상기 다단 촉매 연소기에 메탄올을 공급하는 메탄올 공급기 및 상기 다단 촉매 연소기, 상기 수소 공급기, 상기 산소 공급기 및 상기 메탄올 공급기를 제어하는 제어기를 포함하고, 상기 제어기는, 상기 다단 촉매 연소기의 시동시, 상기 다단 촉매 연소기의 1단 촉매 연소기에 수소를 공급하면서, 상기 다단 촉매 연소기 내 잔류산소에 의해 상기 1단으로부터 상기 N단까지 순차적으로 연소반응한 후, 상기 다단 촉매 연소기의 N단 촉매 연소기부터 상기 순차에 대해 역순으로 산소를 공급하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.Next, a combustion system including a multi-stage catalytic combustor according to an aspect of the present invention is a multi-stage catalytic combustor sequentially connected in series from
그리고, 상기 제어기는, 상기 1단 촉매 연소기에 수소 공급 후, 상기 N단 촉매 연소기의 온도가 제1 기준 온도 이상이면 상기 N단 촉매 연소기에 산소를 공급하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.And, the controller, after supplying hydrogen to the first-stage catalytic combustor, when the temperature of the N-stage catalytic combustor is equal to or higher than a first reference temperature, it is characterized in that it controls to supply oxygen to the N-stage catalytic combustor.
또한, 상기 다단 촉매 연소기 각 단의 촉매 연소기에는 열전대가 장착되고, 상기 제어기는 상기 N단 촉매 연소기에 장착된 열전대에 의해 상기 N단 촉매 연소기의 온도를 감지하는 것을 특징으로 한다.In addition, a thermocouple is mounted on the catalytic combustor of each stage of the multi-stage catalytic combustor, and the controller senses the temperature of the N-stage catalytic combustor by the thermocouple mounted on the N-stage catalytic combustor.
그리고, 상기 제어기는, 상기 다단 촉매 연소기의 각 단의 촉매 연소기의 후단에 배치되는 각 단의 열교환기의 온도를 감지하여, 상기 각 단의 열교환기의 온도가 제2 기준 온도 이상이면, 상기 1단 촉매 연소기에 수소의 공급을 중단하고 상기 1단 촉매 연소기에 메탄올을 공급하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.And, the controller senses the temperature of the heat exchanger of each stage disposed at the rear end of the catalytic combustor of each stage of the multi-stage catalytic combustor, and when the temperature of the heat exchanger of each stage is equal to or higher than the second reference temperature, the 1 It is characterized in that the supply of hydrogen to the stage catalytic combustor is stopped and the methanol is controlled to be supplied to the first stage catalytic combustor.
여기서, 상기 제2 기준 온도는 100℃ 인 것을 특징으로 한다.Here, the second reference temperature is characterized in that 100 ℃.
나아가, 상기 제어기는, 상기 1단 촉매 연소기에 메탄올을 공급하도록 제어한 후, 공급되는 메탄올을 완전 연소 가능한 양의 산소를 공급하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.Furthermore, the controller is characterized in that after controlling the supply of methanol to the first stage catalytic combustor, the supplied methanol is controlled to supply oxygen in an amount capable of completely combusting.
그리고, 상기 제어기는, 상기 다단 촉매 연소기의 운전 종료 후 상기 다단 촉매 연소기 내부에 산화제를 공급하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.And, the controller is characterized in that the control to supply the oxidizing agent to the inside of the multi-stage catalytic combustor after the operation of the multi-stage catalytic combustor is finished.
본 발명의 다단 촉매 연소기를 포함하는 연소 시스템 및 그 연소 시스템의 제어 방법에 의하면, 메탄올 연료를 사용하지 않고 수소를 이용하여 다단 촉매 연소기를 초기 시동함으로써 전기 히터나 다른 열원을 이용한 초기 가열 없이 다단 촉매 연소기를 시동시키는 것이 가능하게 한다.According to the combustion system including the multi-stage catalytic combustor and the control method of the combustion system of the present invention, the multi-stage catalyst is initially started without using an electric heater or other heat source by initially starting the multi-stage catalytic combustor using hydrogen without using methanol fuel. It makes it possible to start the combustor.
그에 따라 시동 시 사용되는 전기 에너지를 아낄 수가 있다.Accordingly, it is possible to save electrical energy used for starting.
또한, 그럼에도 시동 시간을 최소한으로 할 수 있고, 생성물에 수증기 및 이산화탄소 이외의 잔여 가스의 발생을 최소화할 수 있다.In addition, the start-up time can nevertheless be minimized, and the generation of residual gases other than water vapor and carbon dioxide in the product can be minimized.
도 1은 본 발명의 연소 시스템의 제어 방법을 도시한 것이다.
도 2는 6단 촉매 연소기의 초기 시동 과정을 나타낸다.1 shows a control method of a combustion system of the present invention.
2 shows the initial starting process of the six-stage catalytic combustor.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.In order to fully understand the present invention, the operational advantages of the present invention, and the objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings illustrating preferred embodiments of the present invention and the contents described in the accompanying drawings.
본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지의 기술이나 반복적인 설명은 그 설명을 줄이거나 생략하기로 한다.In describing preferred embodiments of the present invention, well-known techniques or repetitive descriptions that may unnecessarily obscure the gist of the present invention will be reduced or omitted.
본 발명은 연료개질 플랜트에 열 공급을 위한 연소기에 관한 것으로서, 다른 열원의 사용 없이 연소기를 초기 시동하기 위한 연소시스템 및 그 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a combustor for supplying heat to a fuel reforming plant, and to a combustion system for initially starting the combustor without using another heat source and a control method thereof.
본 발명의 다단 연소기는 촉매 연소기가 직렬로 연결되며, 잠수함용 메탄올 개질기의 경우, 메탄올을 다단 연소기의 연료로 사용하고, 산화제로 순수 산소를 사용할 수 있다. 그리고, 메탄올이 아닌 수소를 이용하여 다단 연소기를 시동하는 시스템 및 제어 방법이다.In the multi-stage combustor of the present invention, catalytic combustors are connected in series, and in the case of a methanol reformer for submarines, methanol may be used as a fuel of the multi-stage combustor, and pure oxygen may be used as an oxidizing agent. And, it is a system and control method for starting a multi-stage combustor using hydrogen instead of methanol.
만약 메탄올 연료를 사용하여 다단 연소기를 시동할 경우, 다단 연소기는 전기히터나 다른 열원으로 초기 가열해야 하지만 잠수함 내에 비축된 수소를 이용할 경우, 전기히터를 사용하여 다단연소기를 초기에 가열할 필요가 없다. 이를 통해 시동 시 사용되는 전기에너지를 아낄 수 있다.If the multi-stage combustor is started using methanol fuel, the multi-stage combustor must be initially heated with an electric heater or other heat source. However, when using the hydrogen stored in the submarine, there is no need to initially heat the multi-stage combustor using an electric heater. . In this way, it is possible to save the electric energy used for starting.
수소를 이용하여 다단 연소기를 시동할 경우에도 반응물(=수소) 및 산화물(=산소)의 공급 절차 및 방법이 중요하다. 일반적인 상식으로 다단연소기를 시동할 경우, 빠른 시동을 위하여 1단 촉매 연소기부터 수소 및 산화물을 공급하게 될 것이다. 하지만, 이러한 시동 방식은 오히려 다단연소기의 시동시간을 증가시키게 되는 결과를 가져온다. 그 이유는 다음과 같다.Even when starting a multi-stage combustor using hydrogen, the supply procedure and method of reactants (=hydrogen) and oxides (=oxygen) are important. When starting a multi-stage combustor as a general rule of thumb, hydrogen and oxides will be supplied from the first stage catalytic combustor for a quick start. However, this starting method results in an increase in the starting time of the multi-stage combustor. The reason for this is as follows.
먼저, 1단 촉매 연소기에 수소 및 산소 공급을 시작하면, 1단 촉매 연소기는 상온에서 연소를 시작하고, 연소 촉매의 온도는 급격히 상승하게 된다.First, when hydrogen and oxygen are started to be supplied to the first stage catalytic combustor, the first stage catalytic combustor starts combustion at room temperature, and the temperature of the combustion catalyst rises rapidly.
하지만 2단 이후의 연소 촉매는 연소를 시작하지 않았기 때문에 상온 상태를 유지하고 있는데, 이러한 상황에서 1단 촉매 연소기의 연소 반응으로 인해 생성되는 다량의 수증기(생성물)가 차가운 연소 촉매 표면에 응축되기 시작한다.However, since the combustion catalyst after the second stage has not started combustion, it is maintained at room temperature. In this situation, a large amount of water vapor (product) generated by the combustion reaction of the first stage catalytic combustor begins to condense on the surface of the cold combustion catalyst. do.
이러한 수증기의 응축은 2단 이후의 촉매연소기에도 동일하게 일어나다.This condensation of water vapor also occurs in the catalytic combustor after the second stage.
이렇게 연소 촉매에 응축된 물은 연소 촉매의 active area를 덮어버려 연소촉매에서 연소가 발생하는 것을 억제하고, 이러한 2단 연소기의 연소 불능 상태는 1단 촉매 연소기에서 생성되는 고온의 수증기에 의해서 2단 연소 촉매에 응축된 물이 완전히 증발되는 시점(즉, 연소촉매의 표면온도가 100도 이상이 되는 시점)까지 지속되게 된다.The water condensed on the combustion catalyst covers the active area of the combustion catalyst and suppresses combustion in the combustion catalyst. It continues until the point at which the water condensed in the combustion catalyst is completely evaporated (ie, the point at which the surface temperature of the combustion catalyst becomes 100 degrees or more).
3단 이후의 촉매연소기 역시 동일하게 응축되며, 전단의 촉매 연소기가 동작한 이후(=연소 반응이 일어난 이후), 고온의 수증기로 인하여 연소 촉매에 응축된 물이 완전히 증발된 다음에 연소 반응이 일어나게 된다.The catalytic combustor after the 3rd stage is also condensed in the same way, and after the catalytic combustor in the previous stage operates (= after the combustion reaction has occurred), the water condensed in the combustion catalyst due to the high-temperature steam is completely evaporated before the combustion reaction occurs. do.
따라서, 단지 수소를 이용하여 시동하는 경우에 이러한 이유 때문에 오히려 다단연소기의 시동 시간은 증가하게 된다.Therefore, in the case of starting using only hydrogen, the starting time of the multi-stage combustor is rather increased for this reason.
뿐만 아니라 잠수함의 경우, 반응물을 공급할 때에도 최대한 생성물에 수증기 및 이산화탄소 이외의 잔여가스가 발생하지 않도록 제어해야 하는데, 만약 최종 생성물에 수소 및 산소 등이 남아 있으면 기포상태로 해수로 배출될 수 있고, 적에게 탐지될 수가 있다.In addition, in the case of submarines, even when supplying reactants, it must be controlled so that residual gases other than water vapor and carbon dioxide are not generated in the product as much as possible. can be detected by
이를 해소하기 위한 본 발명의 다단 촉매 연소기를 포함하는 연소시스템에서 용된 다단 연소기는 잔존 산소 및 일산화탄소를 최소화하기 위하여 다단(N단, N은 2 이상의 자연수)의 촉매 연소기를 직렬로 연결하고, 예를 들어 6단의 촉매 연소기를 직렬 연결할 수 있다.In order to solve this problem, the multi-stage combustor used in the combustion system including the multi-stage catalytic combustor of the present invention is connected in series with the catalytic combustor of multiple stages (N stage, N is a natural number of 2 or more) in order to minimize residual oxygen and carbon monoxide, for example, For example, a six-stage catalytic combustor can be connected in series.
각 단에서 연소에 참여하지 못한 연료는 연소가스와 함께 후단의 촉매 연소기로 이동하게 설치된다. 각 단의 촉매 연소기는 연소 촉매(t = 9mm, Purelyst PH-304MF, PureSphere Co.), 산소분배기, 열교환기를 포함할 수 있다.The fuel that did not participate in combustion in each stage is installed to move to the catalytic combustor in the rear stage together with the combustion gas. The catalytic combustor in each stage may include a combustion catalyst (t = 9 mm, Purelyst PH-304MF, PureSphere Co.), an oxygen distributor, and a heat exchanger.
연소기는 불꽃 연소가 아닌 촉매 연소를 통해 고온의 연소가스를 생성하고, 코일(coil) 타입의 열교환기를 통해 열매체와 열교환 되도록 구성될 수 있다.The combustor may be configured to generate high-temperature combustion gas through catalytic combustion rather than flame combustion, and to exchange heat with a heating medium through a coil-type heat exchanger.
1단 연소기에는 메탄올 공급기와 수소 공급기로부터 메탄올(>99.9%) 및 수소(>99.9%) 연료를 공급할 수 있도록 포트(port)를 분리하여 설치한다. 또한 1단 촉매 연소기 상단부에는 전기 히터를 설치하여 메탄올이 충분히 기화될 수 있도록 한다. 산화제는 공기를 사용하였으며, 질량유량제어기(VIC-D200 Series, MFC Korea Co.)를 통해 각 단의 산소분배기로 공급한다. 산화제로는 산소가 사용될 수 있고, 산소는 산소 공급기로부터 공급된다. 열전대(K-type)는 각 단의 연소 촉매 전단/후단 표면(접촉) 및 후단 영역(비접촉)에 설치될 수 있다.In the first stage combustor, a separate port is installed so that methanol (>99.9%) and hydrogen (>99.9%) fuel can be supplied from the methanol feeder and the hydrogen feeder. In addition, an electric heater is installed at the upper end of the first stage catalytic combustor so that methanol can be sufficiently vaporized. Air was used as the oxidizing agent, and it is supplied to the oxygen distributor of each stage through a mass flow controller (VIC-D200 Series, MFC Korea Co.). Oxygen may be used as the oxidizing agent, and oxygen is supplied from an oxygen supplier. A thermocouple (K-type) may be installed on the front/rear end surface (contact) and the rear end region (non-contact) of the combustion catalyst of each stage.
촉매 연소기를 시동하기 위해서는 연소 촉매를 반응이 일어날 수 있는 온도 이상으로 가열해야 한다. 뿐만 아니라 기화된 메탄올이나 생성된 수증기가 재응축되지 않도록 연소기 전체 온도를 100℃ 이상으로 가열해야 한다. 일반적으로 전기히터를 사용할 수 있지만, 연소기 구조가 복잡해지고, 소비 전력이 증가한다는 단점이 있다. 따라서 본 발명에서는 고순도 수소를 이용하여 제어기의 제어에 의해 다단 연소기 시동 전략을 수립한다.To start a catalytic combustor, the combustion catalyst must be heated above a temperature at which the reaction can occur. In addition, the total temperature of the combustor must be heated to 100°C or higher to prevent re-condensation of vaporized methanol or generated water vapor. In general, an electric heater can be used, but there are disadvantages in that the structure of the combustor becomes complicated and power consumption increases. Therefore, in the present invention, a multi-stage combustor starting strategy is established under the control of the controller using high-purity hydrogen.
다단 촉매 연소기의 시동 전략에서 가장 중요한 포인트는 아래와 같다.The most important points in the starting strategy of the multi-stage catalytic combustor are as follows.
1. 수소는 1단 촉매연소기를 통해 공급한다.1. Hydrogen is supplied through a single stage catalytic combustor.
2. 1단에서 공급한 수소가 최후단인 6단 촉매 연소기까지 도달할 때까지 산화제를 공급하지 않는다.2. The oxidizing agent is not supplied until the hydrogen supplied from the 1st stage reaches the 6th stage catalytic combustor.
3. 6개의 촉매 연소기 중 가장 최후단인 6단부터 산화제를 공급하여 연소를 일으킨다. 이것은 연소로 인해 발생한 수증기가 후단에 위치한 연소촉매에 응축되는 현상을 방지하기 위함이다.3. Combustion occurs by supplying an oxidizing agent from the 6th stage, the last stage among the 6 catalytic combustors. This is to prevent the water vapor generated by combustion from being condensed on the combustion catalyst located at the rear end.
도 1은 본 발명의 연소 시스템의 제어 방법을 도시한 것이고, 도 2는 축소형 6단 메탄올 촉매 연소기의 초기 시동 과정을 보여주고 있다.1 shows a control method of a combustion system of the present invention, and FIG. 2 shows an initial starting process of a miniaturized 6-stage methanol catalytic combustor.
고순도 수소는 메탄올 연료 기화용 전기 히터의 작동과 함께 1단 촉매 연소기로 공급한다(S11). 이후 가장 중요한 것은 1단 연소 촉매기로부터 공급한 수소가 6단의 촉매연소기에 도달한 시점을 파악하는 것이다. 도시와 같이 1단 촉매연소기에 수소가 공급됨과 동시에 1단 연소 촉매부터 약간의 온도 상승이 나타남을 알 수 있고, 이러한 온도 상승은 1단부터 6단까지 순차적으로 발생한다. 이것은 시동 이전부터 촉매 연소기에 존재하였던 잔류산소가 1단으로부터 공급되는 수소와 1단부터 6단까지 순차적으로 연소반응을 하였기 때문이다.High-purity hydrogen is supplied to the first stage catalytic combustor along with the operation of the electric heater for vaporizing methanol fuel (S11). After that, the most important thing is to figure out when the hydrogen supplied from the 1st stage combustion catalyst reaches the 6th stage catalytic combustor. As shown, it can be seen that, at the same time as hydrogen is supplied to the first stage catalytic combustor, a slight temperature rise appears from the first stage combustion catalyst, and this temperature rise occurs sequentially from
연소 촉매 표면의 온도 상승은 각 단에 존재하는 산소가 촉매 연소를 통해 모두 소진될 때까지 유지된다. 그리고, 산소가 소진된 이후부터는 연소촉매의 표면온도는 하강하는 것을 볼 수 있다.The temperature rise of the combustion catalyst surface is maintained until the oxygen present in each stage is exhausted through catalytic combustion. And, it can be seen that the surface temperature of the combustion catalyst decreases after the oxygen is consumed.
따라서 6단의 연소 촉매의 온도가 상승하였다는 것은 수소가 6단까지 도달하였다는 것을 의미한다고 판단할 수 있고, 6단 촉매 연소기에 수소가 도달하는 시점에 6단 촉매 연소기부터 산화제를 공급하기 시작한다(도시에서는 t = 11min).Therefore, it can be judged that the increase in the temperature of the combustion catalyst of the 6th stage means that the hydrogen has reached the 6th stage, and when the hydrogen reaches the 6th stage catalytic combustor, the oxidizing agent starts to be supplied from the 6th stage catalytic combustor (t = 11 min in the city).
즉, 6단 촉매 연소기에 장착된 열전대로부터 6단 촉매 연소기의 온도 정보를 제어기가 감지하여(S12), 6단 촉매 연소기의 온도가 제1 기준 온도에 도달하면 산화제를 공급하도록 제어하는 것이다(S13).That is, the controller senses the temperature information of the 6-stage catalytic combustor from the thermocouple mounted on the 6-stage catalytic combustor (S12), and controls to supply the oxidizing agent when the temperature of the 6-stage catalytic combustor reaches the first reference temperature (S13). ).
제어기는 수소가 완전 연소가 되는데 필요한 산소량을 계산한 후, 그것을 6으로 나눈 값을 6단에 공급한다. 산화제(산소)가 6단에서 시작하여 1단 촉매 연소기까지 역순으로 공급되도록 제어한 후, 1단~6단까지의 공기 공급량은 수소가 완전 연소될 수 있는 이론 산소양이 각 단에 공급되도록 제어한다. 1단 촉매 연소기로 공급하는 수소 및 각 단에 공급되는 산소는 연소 촉매 뿐만 아니라 다단 촉매 연소기의 모든 구성품의 온도까지 제2 기준 온도인 100 ℃ 이상 도달할 때까지 공급량을 유지하도록 제어한다. 이를 위해 각 단 촉매 연소기의 후단에 배치되는 각 단 열교환기의 온도를 온도 센서에 의해 감지하여(S14) 100 ℃ 이상이 될 때까지 수소와 산소의 공급량을 유지하고, 이후에 수소 공급을 중단하고 메탄올 연료를 공급하도록 제어한다(S15).The controller calculates the amount of oxygen required for complete combustion of hydrogen, and then divides it by 6 and supplies it to the 6th stage. After controlling so that the oxidizing agent (oxygen) is supplied in reverse order from
산소는 공급되는 메탄올을 모두 연소시킬 수 있는 양이 공급되도록 제어한다(S16).Oxygen is controlled so that an amount capable of burning all of the supplied methanol is supplied (S16).
시험 결과 다단 촉매 연소기는 시동 2시간 이후에 정상 상태에 도달하였으며, 이후에는 메탄올과 산소의 공급량이 일정하게 유지되도록 제어한다(S17).As a result of the test, the multi-stage catalytic combustor reached a
이와 같이 시동 후 다단 촉매 연소기를 운전한 후, 운전 종료 시에는 다음 시동을 위해 다단 촉매 연소기의 내부를 산화제로 채워 퍼징(purging)하는 것이 바람직하다(S18).As described above, after the multi-stage catalytic combustor is operated after starting, it is preferable to fill the inside of the multi-stage catalytic combustor with an oxidizing agent and purging at the end of the operation (S18).
이상과 같이 본 발명의 다단 촉매 연소기를 포함하는 연소시스템 및 제어 방법은 메탄올 수증기 개질기에 필요한 열을 공급할 수 있도록 다단 연소기의 시동전략을 제시하였으며, 다음과 같은 결론을 얻을 수 있다.As described above, the combustion system and control method including the multi-stage catalytic combustor of the present invention suggests a starting strategy for the multi-stage combustor so as to supply the necessary heat to the methanol steam reformer, and the following conclusions can be obtained.
즉, 다단의 촉매 연소기는 전기히터 대신 수소를 이용하여 상온에서도 연소반응을 유도할 수 있다.That is, the multi-stage catalytic combustor can induce a combustion reaction even at room temperature by using hydrogen instead of an electric heater.
그리고, 최후단부터 산화제를 공급하는 시동 전략을 적용하여 정상상태에 도달할 수 있었으며 연소촉매의 젖음 현상은 발생하지 않는다.And, by applying the starting strategy of supplying the oxidizing agent from the last stage, it was possible to reach a steady state, and the wetting phenomenon of the combustion catalyst did not occur.
또한, 다단 연소기가 정상상태에 도달한 이후, 최종 배기가스에는 잔여 산소가 측정되지 않았으며 이를 통해 최후단의 촉매 연소기를 통해 메탄올의 완전 연소가 가능함을 확인할 수 있다.In addition, after the multi-stage combustor reached a steady state, residual oxygen was not measured in the final exhaust gas, and through this, it can be confirmed that complete combustion of methanol is possible through the last stage of the catalytic combustor.
이상과 같은 본 발명은 예시된 도면을 참조하여 설명되었지만, 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형될 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이며, 본 발명의 권리범위는 첨부된 특허청구범위에 기초하여 해석되어야 할 것이다.Although the present invention as described above has been described with reference to the illustrated drawings, it is not limited to the described embodiments, and it is common knowledge in the art that various modifications and variations can be made without departing from the spirit and scope of the present invention. self-evident to those who have Accordingly, such modifications or variations should be said to belong to the claims of the present invention, and the scope of the present invention should be interpreted based on the appended claims.
S11 : 1단 촉매 연소기에 수소 공급
S12 : N단 촉매 연소기 온도가 제1 기준 온도 이상인지 확인
S13 : N단부터 1단 촉매 연소기까지 순차적 산소 공급
S14 : 각 단 열교환기 온도가 제2 기준 온도 이상인지 확인
S15 : 1단 촉매 연소기에 수소공급 중단 및 메탄올 공급
S16 : 메탄올 완전 연소 가능한 산소량 공급
S17 : 메탄올과 산소 공급량 유지
S18 : 다단 촉매 연소기 퍼징S11: Hydrogen supply to the first stage catalytic combustor
S12: Check whether the N-stage catalytic combustor temperature is equal to or higher than the first reference temperature
S13: Sequential oxygen supply from stage N to stage 1 catalytic combustor
S14: Check whether each stage heat exchanger temperature is equal to or higher than the second reference temperature
S15: Stop hydrogen supply and supply methanol to the first stage catalytic combustor
S16: Supply of oxygen for complete combustion of methanol
S17: Maintaining the supply of methanol and oxygen
S18: Purging the multi-stage catalytic combustor
Claims (17)
상기 다단 촉매 연소기 내 잔류산소에 의해 상기 1단으로부터 상기 N단까지 순차적으로 연소반응하는 단계;
N단 촉매 연소기로부터 상기 1단 촉매 연소기까지 상기 순차에 대해 역순으로 산소를 공급하는 단계; 및
상기 1단 촉매 연소기에 수소의 공급을 중단한 후 상기 1단 촉매 연소기에 메탄올을 공급하는 단계를 포함하는,
다단 촉매 연소기를 포함하는 연소 시스템의 제어 방법.supplying hydrogen to the first stage catalytic combustor of the multistage catalytic combustor sequentially connected in series from stage 1 to stage N (N is a natural number of 2 or more);
a sequential combustion reaction from the first stage to the N stage by residual oxygen in the multi-stage catalytic combustor;
supplying oxygen from the N-stage catalytic combustor to the first-stage catalytic combustor in a reverse order with respect to the sequence; and
After stopping the supply of hydrogen to the first stage catalytic combustor, it comprises the step of supplying methanol to the first stage catalytic combustor,
A method of controlling a combustion system comprising a multi-stage catalytic combustor.
상기 산소를 공급하는 단계는 상기 N단 촉매 연소기의 온도를 감지하는 단계를 더 포함하여, 상기 N단 촉매 연소기의 온도가 제1 기준 온도 이상이면 공급을 개시하는 것을 특징으로 하는,
다단 촉매 연소기를 포함하는 연소 시스템의 제어 방법.The method according to claim 1,
The supplying of oxygen further comprises the step of sensing the temperature of the N-stage catalytic combustor, characterized in that the supply is started when the temperature of the N-stage catalytic combustor is equal to or greater than the first reference temperature,
A method of controlling a combustion system comprising a multi-stage catalytic combustor.
상기 N단 촉매 연소기의 온도를 감지하는 단계는 상기 N단 촉매 연소기에 장착된 열전대에 의해 감지하는 것을 특징으로 하는,
다단 촉매 연소기를 포함하는 연소 시스템의 제어 방법.3. The method according to claim 2,
Sensing the temperature of the N-stage catalytic combustor is characterized in that sensing by a thermocouple mounted on the N-stage catalytic combustor,
A method of controlling a combustion system comprising a multi-stage catalytic combustor.
상기 산소를 공급하는 단계는 상기 수소를 공급하는 단계에 의해 공급되는 수소를 완전 연소 가능한 양의 1/N에 해당하는 산소를 상기 N단 촉매 연소기에 공급하는 것을 특징으로 하는,
다단 촉매 연소기를 포함하는 연소 시스템의 제어 방법.3. The method according to claim 2,
The supplying of oxygen is characterized in that supplying oxygen corresponding to 1/N of an amount capable of completely combusting the hydrogen supplied by the supplying of the hydrogen to the N-stage catalytic combustor,
A method of controlling a combustion system comprising a multi-stage catalytic combustor.
상기 N단 촉매 연소기로부터 상기 1단 촉매 연소기까지 순차적으로 산소를 공급하는 단계는 상기 수소를 공급하는 단계에 의해 공급되는 수소를 완전 연소 가능한 양의 산소를 N으로 나눈 양을 상기 다단 촉매 연소기의 각 단에 공급하는 것을 특징으로 하는,
다단 촉매 연소기를 포함하는 연소 시스템의 제어 방법.3. The method according to claim 2,
In the step of sequentially supplying oxygen from the N-stage catalytic combustor to the first-stage catalytic combustor, the amount obtained by dividing the amount of oxygen that can completely combust the hydrogen supplied by the step of supplying hydrogen by N is each of the multi-stage catalytic combustor. characterized in that it is supplied to the stage,
A method of controlling a combustion system comprising a multi-stage catalytic combustor.
상기 메탄올을 공급하는 단계는 상기 다단 촉매 연소기의 각 단의 촉매 연소기의 후단에 배치되는 각 단의 열교환기의 온도를 감지하는 단계를 더 포함하여, 상기 각 단의 열교환기의 온도가 제2 기준 온도 이상이면 공급을 개시하는 것을 특징으로 하는,
다단 촉매 연소기를 포함하는 연소 시스템의 제어 방법.3. The method according to claim 2,
The supplying of the methanol further comprises sensing the temperature of the heat exchanger of each stage disposed at the rear end of the catalytic combustor of each stage of the multi-stage catalytic combustor, wherein the temperature of the heat exchanger of each stage is the second reference Characterized in that the supply is started when the temperature is higher,
A method of controlling a combustion system comprising a multi-stage catalytic combustor.
상기 제2 기준 온도는 100℃ 인 것을 특징으로 하는,
다단 촉매 연소기를 포함하는 연소 시스템의 제어 방법.7. The method of claim 6,
The second reference temperature is characterized in that 100 ℃,
A method of controlling a combustion system comprising a multi-stage catalytic combustor.
상기 메탄올을 공급하는 단계 개시 후, 상기 메탄올을 공급하는 단계에 의해 공급되는 메탄올을 완전 연소 가능한 양의 산소를 공급하는 단계를 더 포함하는,
다단 촉매 연소기를 포함하는 연소 시스템의 제어 방법.7. The method of claim 6,
After starting the step of supplying the methanol, further comprising the step of supplying oxygen in an amount capable of completely combusting the methanol supplied by the step of supplying the methanol,
A method of controlling a combustion system comprising a multi-stage catalytic combustor.
상기 메탄올을 완전 연소 가능한 양의 산소를 공급하는 단계 개시 후, 상기 메탄올과 상기 산소의 공급량을 일정하게 유지시키는 단계를 더 포함하는,
다단 촉매 연소기를 포함하는 연소 시스템의 제어 방법.9. The method of claim 8,
After starting the step of supplying oxygen in an amount capable of completely combusting the methanol, further comprising the step of maintaining constant supply amounts of the methanol and the oxygen,
A method of controlling a combustion system comprising a multi-stage catalytic combustor.
상기 다단 촉매 연소기의 운전 종료 후 상기 다단 촉매 연소기의 내부를 산화제로 채우는 단계를 더 포함하는,
다단 촉매 연소기를 포함하는 연소 시스템의 제어 방법.7. The method of claim 6,
Further comprising the step of filling the inside of the multi-stage catalytic combustor with an oxidizing agent after the operation of the multi-stage catalytic combustor is finished,
A method of controlling a combustion system comprising a multi-stage catalytic combustor.
상기 다단 촉매 연소기에 수소를 공급하는 수소 공급기;
상기 다단 촉매 연소기에 산소를 공급하는 산소 공급기;
상기 다단 촉매 연소기에 메탄올을 공급하는 메탄올 공급기; 및
상기 다단 촉매 연소기, 상기 수소 공급기, 상기 산소 공급기 및 상기 메탄올 공급기를 제어하는 제어기를 포함하고,
상기 제어기는,
상기 다단 촉매 연소기의 시동시, 상기 다단 촉매 연소기의 1단 촉매 연소기에 수소를 공급하면서, 상기 다단 촉매 연소기 내 잔류산소에 의해 상기 1단으로부터 상기 N단까지 순차적으로 연소반응한 후, 상기 다단 촉매 연소기의 N단 촉매 연소기부터 상기 순차에 대해 역순으로 산소를 공급하도록 제어하는 것을 특징으로 하는,
다단 촉매 연소기를 포함하는 연소 시스템.a multi-stage catalytic combustor sequentially connected in series from stage 1 to stage N (N is a natural number greater than or equal to 2);
a hydrogen supplier for supplying hydrogen to the multi-stage catalytic combustor;
an oxygen supply for supplying oxygen to the multi-stage catalytic combustor;
a methanol supply for supplying methanol to the multi-stage catalytic combustor; and
a controller for controlling the multi-stage catalytic combustor, the hydrogen supply, the oxygen supply, and the methanol supply;
The controller is
When starting the multi-stage catalytic combustor, while supplying hydrogen to the first-stage catalytic combustor of the multi-stage catalytic combustor, sequential combustion reaction from the first stage to the N stage is performed by residual oxygen in the multi-stage catalytic combustor, and then the multi-stage catalyst From the N-stage catalytic combustor of the combustor, characterized in that it controls to supply oxygen in the reverse order with respect to the sequence,
A combustion system comprising a multi-stage catalytic combustor.
상기 제어기는,
상기 1단 촉매 연소기에 수소 공급 후, 상기 N단 촉매 연소기의 온도가 제1 기준 온도 이상이면 상기 N단 촉매 연소기에 산소를 공급하도록 제어하는 것을 특징으로 하는,
다단 촉매 연소기를 포함하는 연소 시스템.12. The method of claim 11,
The controller is
After hydrogen is supplied to the first-stage catalytic combustor, when the temperature of the N-stage catalytic combustor is equal to or higher than a first reference temperature, it is characterized in that controlling to supply oxygen to the N-stage catalytic combustor,
A combustion system comprising a multi-stage catalytic combustor.
상기 다단 촉매 연소기 각 단의 촉매 연소기에는 열전대가 장착되고, 상기 제어기는 상기 N단 촉매 연소기에 장착된 열전대에 의해 상기 N단 촉매 연소기의 온도를 감지하는 것을 특징으로 하는,
다단 촉매 연소기를 포함하는 연소 시스템.13. The method of claim 12,
A thermocouple is mounted on the catalytic combustor of each stage of the multi-stage catalytic combustor, and the controller senses the temperature of the N stage catalytic combustor by the thermocouple mounted on the N stage catalytic combustor,
A combustion system comprising a multi-stage catalytic combustor.
상기 제어기는,
상기 다단 촉매 연소기의 각 단의 촉매 연소기의 후단에 배치되는 각 단의 열교환기의 온도를 감지하여, 상기 각 단의 열교환기의 온도가 제2 기준 온도 이상이면, 상기 1단 촉매 연소기에 수소의 공급을 중단하고 상기 1단 촉매 연소기에 메탄올을 공급하도록 제어하는 것을 특징으로 하는,
다단 촉매 연소기를 포함하는 연소 시스템.13. The method of claim 12,
The controller is
By sensing the temperature of the heat exchanger of each stage disposed at the rear end of the catalytic combustor of each stage of the multi-stage catalytic combustor, if the temperature of the heat exchanger of each stage is equal to or higher than the second reference temperature, the hydrogen in the first stage catalytic combustor It is characterized in that the supply is stopped and the methanol is controlled to be supplied to the first stage catalytic combustor,
A combustion system comprising a multi-stage catalytic combustor.
상기 제2 기준 온도는 100℃ 인 것을 특징으로 하는,
다단 촉매 연소기를 포함하는 연소 시스템.15. The method of claim 14,
The second reference temperature is characterized in that 100 ℃,
A combustion system comprising a multi-stage catalytic combustor.
상기 제어기는,
상기 1단 촉매 연소기에 메탄올을 공급하도록 제어한 후, 공급되는 메탄올을 완전 연소 가능한 양의 산소를 공급하도록 제어하는 것을 특징으로 하는,
다단 촉매 연소기를 포함하는 연소 시스템.15. The method of claim 14,
The controller is
After controlling to supply methanol to the first stage catalytic combustor, characterized in that the supplied methanol is controlled to supply oxygen in an amount capable of complete combustion,
A combustion system comprising a multi-stage catalytic combustor.
상기 제어기는,
상기 다단 촉매 연소기의 운전 종료 후 상기 다단 촉매 연소기 내부에 산화제를 공급하도록 제어하는 것을 특징으로 하는,
다단 촉매 연소기를 포함하는 연소 시스템.17. The method of claim 16,
The controller is
After the operation of the multi-stage catalytic combustor is finished, it is characterized in that the oxidizing agent is controlled to be supplied to the inside of the multi-stage catalytic combustor,
A combustion system comprising a multi-stage catalytic combustor.
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|---|---|---|---|---|
| KR102401601B1 (en) | 2021-11-10 | 2022-05-24 | 국방과학연구소 | Heat management system and method of methanol steam reforming plant |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100209184B1 (en) | 1991-11-28 | 1999-07-15 | 무명씨 | Homogeneous electroviscous liquids |
| JP2011047551A (en) * | 2009-08-26 | 2011-03-10 | Hitachi Zosen Corp | Gas heating device and fuel cell system using the same |
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- 2020-12-08 KR KR1020200170420A patent/KR102269268B1/en active Active
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