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탄화수소 연료와 스팀을 고온의 마이크로웨이브 플라즈마화염하에서 반응시켜 합성가스로 전환시키도록 플라즈마 발생가스가 공급되는 가스공급챔버(10)와, 상기 가스공급챔버와 연통된 석영관(24)을 내포하여 플라즈마화염(25)을 생성하는 플라즈마 발생장치(20)와, 생성된 플라즈마화염으로 연료를 투입하는 연료공급챔버(30)와, 연료공급챔버의 하단에 연통설치되어 가스화가 이루어지는 수직관체인 가스화챔버(40)를 포함하여 구성된 가스화장치(1)에 있어서,상기 플라즈마발생장치(20)는, 전원을 공급받아 마이크로웨이브를 발생시키는 마이크로웨이브소스(21)와, 상기 마이크로웨이브 소스에서 발생된 마이크로웨이브를 일측으로 이동시키고 이동과정에서 유로를 점진적으로 협소하게 하여 마이크로웨이브를 고밀도로 응집시켜 출력전기장을 최대로하는 수평관인 도파관(22)과, 상기 마이크로웨이브 소스의 마이크로웨이브 발생 출력을 조절하는 플라즈마제어기(23)와, 상기 도파관의 협소해진 유로를 갖는 단부에 수직내설되고 상단이 가스공급챕버와 연통되어 플라즈마발생가스가 이송되는 석영관(24)으로 구성되어 석영관을 통과하는 플라즈마생성가스에 고밀도 마이크로웨이브를 조사하여 전기장 상승에 의해 플라즈마 발생가스를 해리시키고 플라즈마 방전에 의해 플라즈마 화염(25)을 형성하도록 하고;상기 연료공급챔버(30)는 상기 석영관(24)의 하단에 연통되어 가스공급챔버(10)와 동일한 축으로 수직유로가 형성되고, 상기 수직유로에는 수직유로를 중심축으로 하는 링형연료분사구(31)가 형성되며, 측면에는 이송가스에 혼합된 연료를 정량공급하는 연료공급관(32)이 연통설치되어 연료공급관을 통해 공급된 연료를 링형연료분사구(31)를 통해 플라즈마화염으로 투입되도록 하였으며, 상기 연료공급챔버(30)에 형성된 수직유로는 상부에서 하부로 점진적으로 직경이 확장되도록 한 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브 플라즈마 가스화장치
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제1항에 있어서,상기 연료공급챔버(30)는 플라즈마발생장치(20)와 연통되는 상부공급판(34)과, 상기 상부공급판의 하부에 결합되어 가스화챔버(40)와 연통되는 하부공급판(33)으로 분리구성하고,상기 상부공급판(34)의 저면은 수직유로가 형성된 중앙부분에 하부로 상판돌기부(341)가 형성되고, 상기 하부공급판(33)의 상면은 수직유로가 형성된 중앙부분에 상기 상판돌기부 면과 이격틈인 링형연료분사구(31)가 형성되도록 하판홈부(331)를 형성하고, 상기 상판돌기부와 하판홈부의 이격틈으로는 연료공급관(32)을 연통시켜 공급받은 연료를 링형연료분사구(31)를 통해 수직유로의 중심축으로 하향분사되도록 한 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브 플라즈마 가스화장치
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제2항에 있어서,상기 상부공급판(34)의 상부에는 수직유로가 형성된 보조공급판(35)을 축설하고,상기 상부공급판(34)의 상면에는 수직유로가 형성된 중앙부분에 상판홈부(342)를 형성하고, 상기 보조공급판(35)의 저면에는 수직유로가 형성된 중앙부분에 상기 상판홈부면과 이격틈이 형성되도록 하부로 돌출된 보조돌기부(351)를 형성하여 상기 보조돌기부와 상판홈부 사이의 이격틈에 의해 수직유로의 내주면을 따라 링형태로 링형가스분사구(36)가 형성되도록 하고, 상기 이격틈의 일측에는 외부로 형성된 유로에 의해 질소공급관(37)과 연통되도록 하여 질소공급관을 통해 공급받은 질소를 링형가스분사구(36)를 통해 수직유로의 축중심으로 하향분사되도록 한 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브 플라즈마 가스화장치
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제2항에 있어서,상기 링형연료분사구(31)를 형성하는 이격틈은 외경으로부터 내경으로 상하폭이 점진적으로 작아지도록 하여 링형연료분사구에서 연료를 고압분사되도록 한 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브 플라즈마 가스화장치
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제1항에 있어서,상기 플라즈마 발생가스는 산소, 스팀이며,상기 산소와 스팀은 혼합장치에 의해 혼합되고, 혼합된 산소와 스팀의 혼합가스는 가스공급챔버의 축중심방향으로 고압공급하는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브 플라즈마 가스화장치
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제6항에 있어서,상기 스팀/연료비는 중량비 0
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탄화수소 연료와 스팀을 고온의 마이크로웨이브 플라즈마 화염하에서 반응시켜 합성가스로 전환시키도록 플라즈마 발생가스가 공급되는 가스공급챔버와, 상기 가스공급챔버와 연통된 석영관을 내포하는 플라즈마 발생장치와, 생성된 플라즈마화염으로 연료를 투입하는 연료공급챔버와, 연료공급챔버의 하단에 연통설치되어 가스화가 이루어지는 수직관체인 가스화챔버를 포함하여 구성된 가스화장치를 이용한 가스화방법에 있어서,산소와 스팀을 혼합하여 플라즈마발생가스를 생성하는 플라즈마발생가스 생성단계와;생성된 플라즈마발생가스를 수직유로를 통해 하부로 고압공급하는 플라즈마발생가스 공급단계와;공급된 플라즈마 발생가스에 플라즈마발생장치에서 생성된 마이크로웨이브를 조사하는 단계와;조사되는 마이크로웨이브의 전기장에 의해 플라즈마발생가스의 분자를 해리시켜 플라즈마 방전으로 플라즈마화염을 형성하는 단계와;상기 플라즈마화염이 시작되는 머리부분에 근접된 부분에서 이송가스에 혼합된 연료를 하향분사하되, 분사는 링형연료분사구를 통해 플라즈마화염의 외주면에서 축중심방향으로 이루어지는 링형 연료공급단계와;상기 플라즈마 화염의 고열에 의해 공급된 연료를 열분해하여 합성가스를 생산하는 단계와;생산된 합성가스로부터 회재 및 촤를 분리하여 저장하는 단계;를 포함하여 이루어지되, 상기 링형연료공급단계 이전에는 불활성가스를 플라즈마화염의 외주면을 따라 링형으로 분사하고 분사압력을 조절하여 플라즈마화염을 응집시키거나 분산시켜 링형연료공급단계에서 공급되는 연료와의 접촉시간 또는 접촉면적을 증가시키는 플라즈마화염 상태조절단계;가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브 플라즈마 가스화장치를 이용한 가스화방법
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