다공성 물질에 의한 예열 구간을 갖는 반응기에서의 메탄-이산화탄소 개질 반응 연구

Title
다공성 물질에 의한 예열 구간을 갖는 반응기에서의 메탄-이산화탄소 개질 반응 연구
Authors
신일융
Keywords
다공성물질에의한예열구간을갖는반응기에서의메탄이산화탄소개질반응연구
Issue Date
2012
Publisher
인하대학교
Abstract
본 연구는 고온 태양열 화학 반응기를 이용하여 수소와 일산화탄소의 합성가스를 생산하기 위한 메탄의 이산화탄소 개질 반응 연구를 실험적으로 수행하였다. 따라서 집광된 태양 복사 에너지를 열원으로 사용하고 니켈계 촉매를 담지한 다공성 물질을 적용하여 용적형 태양열 화학 반응기를 설계하였다. 메탄의 이산화탄소 개질 반응의 가장 큰 문제점인 탄소 침적 현상을 예방하기 위해서는 반응기 내부에 적합한 온도 및 압력 환경을 지속적으로 유지시켜야 하다. 따라서 일사량 조건에 따른 유량 등의 반응 조건과 반응기 설계 기술 등의 원천 기술을 확보하는 것이 무엇보다 중요하다. 그러므로 최적 설계를 위한 기초 자료를 확보하기 위하여 다양한 조건(반응기 내부의 온도와 압력, 반응물의 유로 및 유량, 다공성 물질 특성) 변화에 따른 실험 결과들에 대한 비교․검토를 통해 성능에 영향을 미치는 설계 인자들에 대한 해석이 필수적이다. 본 연구에서는 전기로를 이용한 1차 실험을 바탕으로 화학 반응기를 설계하여 접시형 태양열 시스템을 이용해 실험을 수행하였다. 이때 발생한 보완점을 해결하기 위해 금속 다공성물질을 이용해 축열 및 반응물의 예열이 가능한 2차 전기로 실험을 수행하였다. 따라서 위 실험 결과는 태양열 화학 반응기의 최적 설계에 대한 기본 자료로 활용이 가능할 것이다.
Description
1. 서 론 1 1-1. 연구 배경 1 1-2. 연구 동향 4 1-3. 연구 목표 12 2. 이론 및 문헌 고찰 14 2-1. 메탄의 개질 반응 14 2-2. 메탄의 이산화탄소 개질 반응의 열역학 17 2-3. 메탄의 이산화탄소 개질 반응 촉매 22 3. 실험 장치 및 준비 23 3-1. 실험 장치 23 3-2. 촉매 제조 방법 32 3-3. 실험 방법 34 3-4. 반응 성능 평가 36 4. 실험 결과 37 4-1. 1차 실험 결과 (1차 전기로 실험) 37 4-2. 2차 실험 결과 (1차 dish 실험) 39 4-3. 3차 실험 결과 (2차 전기로 실험) 43 5. 결론 47 6. 참고문헌 49
URI
http://dspace.inha.ac.kr/handle/10505/23344
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College of Engineering(공과대학) > Mechanical Engineering(기계공학) > Theses(기계공학 석박사 학위논문)
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