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수소(H2) 및/또는 C2 이상의 탄화수소를 생산하는 방법에 있어서, 메탄, 불활성 기체 및 수증기의 혼합가스에 플라즈마 처리하는 제1단계;플라즈마 처리된 혼합가스에 대해 촉매 존재하에 C-H 결합 분해(C-H bond cleavage) 반응을 수행하는 제2단계;제2단계의 반응 결과물들로부터 물을 흡착에 의해 제거한 후, 이어서 분리막을 통해 상기 불활성 기체를 회수하여 제1단계로 순환시키는 제3단계; 및제3단계에서 물 제거시 발생하는 흡착열을 이용하여 이전 단계의 반응기를 예열하는 제4단계를 포함하고, 제1단계 및 제2단계는 순차적 또는 동시에 수행되는 것인 생산방법
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제2항에 있어서, 제1단계 이전에 혼합가스 내 질소를 제거하는 단계를 더 포함하는 것이 특징인 생산방법
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제2항에 있어서, 연속식으로 수행되는 것이 특징인 생산방법
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제2항에 있어서, 플라즈마 처리는 기체 온도보다 생성된 전자 온도가 상대적으로 높은 저온 플라즈마(non-thermal plasma) 처리인 것이 특징인 생산방법
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제2항에 있어서, 제1단계 및 제2단계는 촉매가 적용된 플라즈마 반응기에서 수행되는 것이 특징인 생산방법
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제2항에 있어서, 제2단계의 반응 결과물들은 수소(H2); C2 이상의 탄화수소 및 이의 전구체로 구성된 군에서 하나 이상 선택된 가스; 및 불활성 기체를 함유하는 혼합가스인 것이 특징인 생산방법
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제2항에 있어서, 제2단계의 반응 결과물들은 미반응물인 메탄가스를 더 포함하고, 상기 메탄가스를 회수하여 제1단계로 순환시키는 것이 특징인 생산방법
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제2항에 있어서, 제2단계의 반응 결과물로부터 C2 이상의 탄화수소를 생산하는 단계를 더 포함하는 것이 특징인 생산방법
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제2항에 있어서, 제1단계에 주입되는 혼합가스의 혼성비(부피)는 불활성 기체 / 메탄 = 1 ~ 9 인 생산방법
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제2항에 있어서, 제3단계의 분리막을 포함하는 분리막 모듈의 작동 압력을 감압시켜 0bar 내지 1bar의 게이지(gauge) 압력을 갖도록 조절하는 것이 특징인 생산방법
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C-H 결합 분해(C-H bond cleavage) 장치에 있어서,메탄, 불활성 기체 및 수증기의 혼합가스에 저온 플라즈마(non-thermal plasma) 처리하는 제1수단;플라즈마 처리된 혼합가스에 대해 촉매 존재하에 C-H 결합 분해(C-H bond cleavage) 반응을 수행하는 제2수단;제2수단으로부터 배출된 반응 결과물들로부터 분리막을 통해 불활성 기체를 회수하는 제3수단; 제3수단으로부터 회수된 불활성 기체를 제1수단에 도입되는 혼합가스로 순환시키는 제4수단; 및제2수단으로부터 배출된 반응 결과물들로부터 물을 흡착에 의해 제거하면서 물 제거시 발생하는 흡착열을 제1수단 또는 제2수단을 예열하는 제5수단을 포함하고, 제1수단 및 제2수단은 하나의 일체화된 수단이거나, 각각 독립적으로 구별된 수단인 장치
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제13항에 있어서, 메탄으로부터 수소(H2), C2 이상의 탄화수소 또는 둘 다를 생산하는데 사용되는 것이 특징인 장치
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제13항에 있어서, 제1수단 및 제2수단은 하나의 일체화된 수단으로서 촉매가 적용된 플라즈마 반응기인 것이 특징인 장치
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제13항에 있어서, 제5수단은 제올라이트, 금속유기 골격화합물(MOF) 및 실리카로 구성된 군에서 선택된 흡착제를 이용하여 반응 중 생성된 물을 제거하면서 발생하는 흡착열을 이용하는 것이 특징인 장치
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