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실리콘카바이드 소재 벨 형상의 상부튜브;실리콘카바이드 소재 벨 형상의 하부튜브;상기 상부튜브와 하부튜브를 연결하는 실리콘 카바이드 소재의 중앙 연결부; 및상기 상부 튜브 및 상기 하부 튜브와 상기 중앙 연결부를 체결하는 알루미늄 라이너가 있는 스테인레스스틸 소재의 체결부;를 포함하는 수직 일체형 실리콘카바이드 황산분해반응기로서,상기 중앙 연결부는 황산 투입구, 황산분해가스 배출구, 공급 유로, 배출 유로 및 1 개 이상의 기체 상승 유로를 포함하고, 상기 황산투입구는 상기 공급유로와 연결되어 있으며, 상기 황산분해가스 배출구는 상기 배출유로와 연결되어 있고,상기 황산분해반응기는 상기 상부 튜브 및 상기 하부 튜브 각각의 튜브 내부에 양 말단이 뚫려있는 상부 내부관 및 하부 내부관을 각각 더 포함하며,상기 상부 내부관의 한쪽 말단은 상기 배출 유로와 연결되며, 상기 하부 내부관의 한쪽 말단은 상기 공급 유로와 연결되고,상기 황산분해가스 배출구는 상기 중앙 연결부 상부 측면에 위치하고, 상기 황산 투입구는 상기 중앙 연결부 하부 측면에 위치하며,상기 배출 유로는 수직 배출유로와 수평 배출유로로 이루어지고, 상기 수직 배출유로는 상기 중앙 연결부 상부면 중심에서 상기 중앙 연결부의 중심축을 따라 하부로 향해 상기 수평 배출유로와 이어져 있으며, 상기 수평 배출유로는 상기 황산분해가스 배출구에서 상기 중심축 방향으로 수평으로 향하여 상기 수직 배출유로와 연결되고,상기 공급유로는 수직 공급유로와 수평 공급유로로 이루어지고, 상기 수직 공급유로는 상기 중앙 연결부 하부면 중심에서 상기 중앙 연결부의 중심축을 따라 상부로 향해 상기 수평 공급유로와 이어져 있으며, 상기 수평 공급유로는 상기 황산 투입구에서 상기 중심축 방향으로 수평으로 향하여 상기 수직 공급유로와 연결되고,상기 1개 이상의 기체상승 유로는 상기 수직 공급유로 및 수직 배출유로보다 상기 중심축으로부터 더 먼 위치에서 상기 수평 배출유로와 상기 수평 공급유로와는 만나지 않도록 상기 중앙 연결부를 수직으로 관통하는 것을 특징으로 하는 황산분해반응기
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제 1 항에 있어서,상기 상부 튜브의 상부에는 입상 황산분해촉매층을 더 포함하고, 상기 입상 황산분해촉매층은 상부 내부관의 상부 말단 내부에 설치하거나, 또는 상기 상부 내부관과 상기 상부 튜브 사이에 설치하는 것을 특징으로 하는 수직 일체형 실리콘카바이드 황산분해반응기
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제 1 항에 있어서,상기 황산 투입구 및 상기 황산분해가스 배출구에는 각각 황산 투입배관과 분해가스 배출배관과 연결할 수 있도록 귀금속이 라이닝된 금속튜브를 체결시킨 것을 특징으로 하는 수직 일체형 실리콘카바이드 황산분해반응기
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제 1 항에 있어서,상기 상부 내부관과 상기 하부 내부관의 재질이 석영 또는 실리콘카바이드인 것을 특징으로 하는 수직 일체형 실리콘카바이드 황산분해반응기
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제 1 항에 있어서,상기 상부 튜브와 상기 상부 내부관 사이에 라시그링(Raschig ring) 형태의 석영관(quartz tube) 조각 또는 세라믹관(ceramic tube) 조각을 충진한 것을 특징으로 하는 수직 일체형 실리콘카바이드 황산분해반응기
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제 1 항에 있어서,상기 하부 튜브와 상기 하부 내부관 사이에 라시그링(Raschig ring) 형태의 석영관(quartz tube) 조각 또는 세라믹관(ceramic tube) 조각을 충진한 것을 특징으로 하는 수직 일체형 실리콘카바이드 황산분해반응기
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제 1 항에 따른 수직 일체형 황산분해반응기를 포함하여 황산을 분해하여 이산화황과 산소를 제조하는 황산분해장치
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제 9 항에 있어서,상기 황산분해장치는 수직 일체형 황산분해반응기를 복수의 다발로 연결한 것을 특징으로 하는 황산분해장치
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제 9 항에 있어서,상기 황산분해반응기의 상부 튜브 및 하부 튜브를 각각 다른 온도로 가열할 수 있는 가열로를 더 포함하는 황산분해장치
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제 9 항에 있어서,상기 황산분해반응기로 공급되는 황산의 공급속도를 조절할 수 있는 황산공급펌프 및 상기 황산분해반응기에서 배출하는 황산분해가스의 배출속도를 조절하여 황산분해반응기 내의 압력을 조절할 수 있는 압력조절밸브를 더 포함하는 황산분해장치
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제 9 항에 있어서,상기 황산분해반응기에서 배출되는 SO3과 H2O을 포집하여 SO3, H2O로부터 기체 SO2와 O2를 분리하는 희황산 용액 트랩을 더 포함하는 황산분해장치
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제 9 항에 따른 황산분해장치를 이용하여 이산화황과 산소를 제조하는 황산분해방법에 있어서,(a) 하부 내부관을 통하여 하부 튜브에 황산 용액을 공급하고, 하부 튜브의 온도를 350-700 ℃로 가열하여 황산을 증발시키고 SO3와 H2O로 열분해하는 단계;(b) 상부튜브의 온도를 700-1000 ℃로 가열하여 상기 (a)단계에서 분해되지 않은 황산을 추가적으로 SO3와 H2O로 열분해하고, 상부 튜브에 설치된 촉매층에서 SO3와 H2O를 SO2과 O2로 분해하는 단계; 및(c) 상기 분해된 SO2과 O2를 상부 내부관을 통하여 배출하는 단계를 포함하는 황산분해방법
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제 14 항에 있어서,상기 (a)단계는 황산 용액을 공급하는 속도를 조절하는 단계를 더 포함하고, 상기 황산 용액을 5-35 g/min으로 공급하는 것을 특징으로 하는 황산분해방법
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제 14 항에 있어서,상기 (c)단계는 분해된 SO2과 O2의 배출속도를 조절하여 황산분해반응기의 압력을 조절하는 단계를 더 포함하고, 상기 황산분해반응기의 압력은 0
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