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미생물을 이용하여 수소와 이산화탄소를 메탄으로 전환하는 메탄화 반응기에 있어서,상기 메탄화 반응기에 수소와 이산화탄소를 직경 1~50μm의 미세기포 형태로 발생시키는 미세기포 발생장치(200)를 결합하여 메탄화 반응기(100)의 미생물 배양액(120)에 대한 수소의 용해도를 극대화함으로써 높은 전환율의 메탄가스를 얻을 수 있는, 미세기포 발생장치를 결합한 고효율 메탄화 반응기
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제1항에 있어서,상기 미세기포 발생장치(200)는 상기 메탄화 반응기(100)의 외부에 상기 메탄화 반응기(100)와 직렬로 배치된 복수개로 이루어지고, 상기 복수개의 미세기포 발생장치(200) 각각에 수소와 이산화탄소가 공급되며, 상기 직렬배치된 순서를 따라 미생물 배양액(120)이 미세기포 발생장치(200)를 순환하는, 미세기포 발생장치를 결합한 고효율 메탄화 반응기
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제2항에 있어서,상기 메탄화 반응기(100) 상·하부에서의 미생물 배양액(120)의 수소 포화도 차이를 감안하여 메탄화 반응기(100)의 상부로부터 상기 미세기포 발생장치(200)를 거쳐 메탄화 반응기(100)의 하부로 미생물 배양액(120)을 순환시키는, 미세기포 발생장치를 결합한 고효율 메탄화 반응기
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제2항 또는 제3항에 있어서,상기 미세기포 발생장치(200)는 미생물 배양액(120)에 수소와 이산화탄소를 가압 선회시킴으로써 이산화탄소의 일부가 탄산이온으로 용해된 이온수를 생성하는 가스 이온화 장치(220)를 구비하여, 상기 가스 이온화 장치(220)로부터 배출되는 이온수로부터 수소를 미세기포화하는, 미세기포 발생장치를 구비한 고효율 메탄화 반응기
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제4항에 있어서,상기 가스 이온화 장치(220)는 미생물 배양액(120), 수소, 이산화탄소를 공급받는 유입구(222); 이온수를 배출하는 배출구(223)를 구비하는 본체부(221); 및 상기 본체부(221) 내에 마련되며 상기 유입구(222)를 통해 유입된 미생물 배양액(120), 수소, 이산화탄소를 선회시키면서 상기 배출구(223)측으로 안내하는 선회 유도부(224)를 포함하는, 미세기포 발생장치를 구비한 고효율 메탄화 반응기
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제5항에 있어서,상기 가스 이온화 장치(220)의 본체부(221)는 원통형의 내부공간을 가지고, 상기 유입구(222)는 미생물 배양액(120), 수소, 이산화탄소가 상기 원통형 본체부(221)의 내부공간에 접선방향으로 유입되도록 배치되며, 상기 배출구(223)는 상기 원통형 본체부(221)의 길이방향의 중심축에 형성되는, 미세기포 발생장치를 구비한 고효율 메탄화 반응기
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제6항에 있어서,상기 가스 이온화 장치(220)의 선회 유도부(224)는 상기 원통형 본체부(221)의 내부공간의 직경보다 작으며, 서로 다른 직경을 갖는 적어도 하나의 원통형상의 안내벽체(224a, 224b)를 포함하며, 상기 각각의 안내벽체(224a, 224b)는 상기 중심축과 동축으로 정렬되어 배치되는, 미세기포 발생장치를 구비한 고효율 메탄화 반응기
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제1항에 있어서,상기 미세기포 발생장치(200)가 메탄화 반응기(100)의 내부에 서로 이격되어 있는 복수개의 미세기포 발생부(210)로 이루어지고, 상기 복수개의 미세기포 발생부(210) 각각에 수소와 이산화탄소가 공급되는, 미세기포 발생장치를 구비한 고효율 메탄화 반응기
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제8항에 있어서,상기 메탄화 반응기(100)의 내부에 수직방향으로 서로 이격되어 있는 복수개의 경사판(130)을 더 구비하여 부상속도가 느린 직경 1~10μm의 초미세 기포가 상기 복수개의 경사판(130)을 타고 오르내리면서 부상토록 함으로써 메탄화 반응을 극대화시키는, 미세기포 발생장치를 구비한 고효율 메탄화 반응기
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제1항에 있어서,상기 메탄화 반응기(100)가 직렬로 배치된 복수개로 이루어지고, 미세기포 발생부(210)를 내부에 각각 구비하여 메탄화 반응기(100)별로 메탄화 반응이 일어나되, 선단의 메탄화 반응기(100)에서 생성된 바이오가스가 후단의 메탄화 반응기(100)의 미세기포 발생부(210)에 공급되고, 미생물 배양액(120)은 최후단의 메탄화 반응기(100)로부터 최선단의 메탄화 반응기(100)로 순환되는, 미세기포 발생장치를 구비한 고효율 메탄화 반응기
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제1항의 고효율 메탄화 반응기에 결합되는 미세기포 발생장치로서,미생물 배양액(120)에 수소와 이산화탄소를 가압 선회시킴으로써 이산화탄소의 일부가 탄산이온으로 용해된 이온수를 생성하는 가스 이온화 장치(220)를 구비하여, 상기 가스 이온화 장치(220)로부터 배출되는 이온수로부터 수소를 미세기포화하는 미세기포 발생장치
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