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원료가스를 저장 및 공급하는 원료가스 공급부;촉매를 저장 및 공급하는 촉매 공급부;상기 원료가스 공급부 및 상기 촉매 공급부와 연결되고, 상기 원료가스 공급부 및 상기 촉매 공급부로부터 각각 공급되는 상기 원료가스 및 상기 촉매를 이용하여 메탄화 반응을 수행함으로써 반응가스를 생성하는 메탄화 반응부;상기 메탄화 반응부와 연결되고, 상기 메탄화 반응부의 온도를 측정하는 온도 측정부;상기 원료가스 공급부와 연결되고, 상기 온도 측정부에서 측정한 상기 메탄화 반응부의 온도 값을 바탕으로 상기 메탄화 반응부의 온도를 기 설정된 온도로 유지시키는 온도 유지부; 및상기 원료가스 공급부와 연결되어 상기 원료가스 공급부로부터 상기 원료가스를 공급받고, 상기 원료가스 공급부로부터 상기 원료가스가 공급되는 속도보다 빠른 속도로 상기 원료가스를 상기 메탄화 반응부로 분사하는 원료가스 분사부를 포함하는,메탄 생산 시스템
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제1 항에 있어서,상기 온도 유지부는,냉각매체를 저장 및 공급하는 냉각매체 공급부; 및상기 냉각매체 공급부와 연결되고, 상기 냉각매체 공급부로부터 공급되는 상기 냉각매체와 상기 메탄화 반응을 통해 발생하는 반응열을 열교환시키는 열교환기를 포함하고,상기 온도 측정부에서 측정한 상기 메탄화 반응부의 온도 값에 따라 상기 냉각매체 공급부에서 상기 열교환부로 공급되는 상기 냉각매체의 온도가 결정되는,메탄 생산 시스템
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제2 항에 있어서,상기 메탄화 반응부는,상기 원료가스 및 상기 촉매의 상기 메탄화 반응이 수행될 수 있는 공간을 제공하는 반응 본체를 포함하고,상기 열교환기는 상기 반응 본체 내에 구비되고, 상기 반응 본체의 내측면으로부터 이격되게 설치되는,메탄 생산 시스템
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제3 항에 있어서,상기 열교환기에는 상기 원료가스가 상방으로 유동되는 상방 유로가 형성되고, 상기 반응 본체의 내측면과 상기 열교환기 사이에는 상기 원료가스가 하방으로 유동되는 하방 유로가 형성되는,메탄 생산 시스템
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제4 항에 있어서,상기 반응 본체 내에 구비되고, 상기 열교환기의 상부에 배치되는 전환부를 더 포함하고,상기 상방 유로를 따라 상방으로 유동되는 상기 원료가스는 상기 전환부에 충돌된 후 상기 하방 유로로 진입되는,메탄 생산 시스템
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제5 항에 있어서,상기 원료가스 분사부의 상단부는 상기 열교환기의 하단부 보다 높은 위치에 배치되고,상기 하방 유로를 따라 유동되는 상기 원료가스는 상기 원료가스 분사부의 상단부와 상기 열교환기의 하단부 사이의 압력 변화에 의해 상기 상방 유로로 진입되는,메탄 생산 시스템
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제3 항에 있어서,상기 메탄화 반응부는,단부가 상기 반응 본체에 연결되고, 상기 촉매 공급부로부터 상기 촉매를 공급받는 촉매 공급구;단부가 상기 반응 본체에 연결되고, 상기 메탄화 반응에서 사용된 촉매가 배출되는 촉매 배출구;일 단부가 상기 열교환기에 연결되고, 타 단부가 상기 반응 본체의 외측으로 돌출되며, 상기 냉각매체 공급부로부터 상기 냉각매체를 공급받는 냉각매체 공급구; 및일 단부가 상기 열교환기에 연결되고, 타 단부가 상기 반응 본체의 외측으로 돌출되며, 상기 메탄화 반응을 통해 발생하는 반응열을 흡수한 상기 냉각매체를 상기 냉각매체 공급부로 회수하는 냉각매체 회수구를 더 포함하는,메탄 생산 시스템
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제7 항에 있어서,상기 메탄화 반응부와 연결되고, 상기 메탄화 반응부로부터 상기 반응가스를 공급받아 후처리하는 반응가스 처리부;상기 반응가스 처리부와 연결되고, 상기 반응가스 처리부로부터 후처리된 상기 반응가스를 공급받아 분석하는 반응가스 분석부; 및상기 반응가스 분석부 및 상기 원료가스 공급부 사이에 연결되고, 상기 반응가스 분석부의 분석 값에 따라, 상기 후처리된 상기 반응가스 중 적어도 일부를 상기 원료가스 공급부로 공급하는 반응가스 재순환부를 더 포함하는,메탄 생산 시스템
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제8 항에 있어서,상기 메탄화 반응부와 연결되는 촉매 배출부를 더 포함하고,상기 촉매 배출부는,상기 촉매 공급부를 통해 상기 메탄화 반응부로 공급된 상기 촉매의 공급량에 따라 상기 메탄화 반응부로부터 상기 촉매를 배출시키는,메탄 생산 시스템
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제9 항에 있어서,상기 원료가스 공급부, 상기 촉매 공급부, 상기 메탄화 반응부, 상기 온도 측정부, 상기 온도 유지부, 상기 원료가스 분사부, 상기 전환부, 상기 반응가스 처리부, 상기 반응가스 분석부, 상기 반응가스 재순환부 및 상기 촉매 배출부 중 적어도 하나를 제어하는 제어부를 더 포함하는,메탄 생산 시스템
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제10 항에 있어서,상기 온도 유지부는,상기 냉각매체 공급부에 연결되는 냉각매체 압력 조절라인;상기 냉각매체 압력 조절라인에 설치되는 냉각매체 압력 조절밸브; 및상기 냉각매체 회수구와 상기 냉각매체 공급부 사이를 연결하고, 상기 메탄화 반응의 반응열을 흡수한 상기 냉각매체를 상기 냉각매체 공급부로 회수하는 냉각매체 회수라인을 더 포함하고,상기 제어부는,상기 온도 측정부에서 측정한 상기 메탄화 반응부의 온도 값에 따라 상기 냉각매체 압력 조절밸브의 개폐를 조절하여 상기 열교환기로 공급되는 상기 냉각매체의 온도를 제어하는,메탄 생산 시스템
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12
제10 항에 있어서,상기 촉매 공급부는,상기 촉매가 저장되는 촉매 저장탱크;상기 촉매 저장탱크와 상기 촉매 공급구 사이를 연결하고, 상기 촉매를 상기 반응 본체로 공급하는 촉매 공급라인; 및상기 촉매 공급라인에 설치되는 촉매 공급밸브를 포함하고,상기 제어부는,상기 반응가스 분석부에서 분석된 상기 반응가스의 분석 값에 따라, 상기 촉매 공급밸브의 개폐를 제어하여 상기 반응 본체로 공급되는 촉매의 양을 조절하는,메탄 생산 시스템
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제12 항에 있어서,상기 촉매 배출부는,상기 촉매 배출구에 연결되는 촉매 배출라인; 및상기 촉매 배출라인에 설치되는 촉매 배출밸브를 포함하고,상기 제어부는,상기 촉매 공급부에 의해 상기 반응 본체로 공급되는 촉매의 양에 따라 상기 촉매 배출밸브의 개폐를 제어하여 상기 반응 본체로부터 배출되는 촉매의 양을 조절하는,메탄 생산 시스템
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제10 항에 있어서,상기 반응가스 처리부는,상기 반응 본체와 연결되는 반응가스 배출라인; 및상기 반응가스 배출라인에 연결되고, 상기 반응 본체로부터 상기 반응가스를 공급받으며, 상기 반응가스에 포함된 상기 촉매를 분리하여 분리된 상기 촉매를 상기 반응 본체로 공급하는 촉매 재순환부;상기 촉매 재순환부와 연결되고, 상기 촉매 재순환부로부터 상기 촉매가 분리된 반응가스를 공급받아 냉각시키는 냉각기;상기 촉매 재순환부와 상기 냉각기 사이를 연결하는 제1 연결라인;상기 냉각기로부터 냉각된 반응가스를 기체 생성물과 액체 생성물로 분리하는 기액 분리기; 및상기 냉각기 및 상기 기액 분리기 사이를 연결하는 제2 연결라인을 포함하는,메탄 생산 시스템
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제14 항에 있어서,상기 메탄화 반응부는,단부가 상기 반응 본체에 연결되고, 상기 촉매 재순환부를 통해 분리된 상기 촉매를 공급받는 촉매 재공급구를 더 포함하는,메탄 생산 시스템
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제15 항에 있어서,상기 촉매 재순환부는,상기 반응가스 배출라인에 연결되고, 상기 반응가스에 포함된 상기 촉매를 분리하는 집진기; 및상기 집진기와 상기 촉매 재공급구 사이를 연결하는 촉매 재순환라인을 포함하는,메탄 생산 시스템
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제16 항에 있어서,상기 반응가스 처리부는,상기 기액 분리기와 연결되고, 상기 기액 분리기를 통해 분리된 상기 기체 생성물 및 상기 액체 생성물 중 어느 하나를 배출시키는 제1 배출라인;상기 기액 분리기와 연결되고, 상기 기액 분리기를 통해 분리된 상기 기체 생성물 및 상기 액체 생성물 중 다른 하나를 배출시키는 제2 배출라인; 및상기 제1 배출라인에 설치되고, 상기 반응가스 분석부의 후단에 구비되는 공정 압력 조절밸브를 더 포함하는,메탄 생산 시스템
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제17 항에 있어서,상기 반응가스 분석부는,상기 제1 배출라인에 설치되고, 상기 기액 분리기를 통해 분리된 상기 기체 생성물의 조성을 분석하는,메탄 생산 시스템
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제18 항에 있어서,상기 반응가스 재순환부는,상기 제1 배출라인 및 상기 제2 배출라인 중 적어도 하나로부터 분기되는 제1 반응가스 재순환라인;상기 제1 반응가스 재순환라인에 설치되는 압축기;상기 제1 반응가스 재순환라인에 설치되고, 상기 압축기의 전단에 배치되는 반응가스 재순환밸브; 및상기 압축기 및 상기 원료가스 공급부 사이에 연결되는 제2 반응가스 재순환라인을 포함하고,상기 제어부는,상기 반응가스 분석부에서 분석된 상기 반응가스의 분석 값에 따라, 상기 반응가스 재순환밸브의 개폐를 조절하여 상기 기액 분리기를 통해 분리된 상기 기체 생성물의 적어도 일부를 상기 원료가스 공급부로 공급하는,메탄 생산 시스템
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