메탄스팀개질반응용 촉매흡착제 개발에 관한 연구

조용훈; 나정걸; 김성수; 김진걸; 정수현

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자료유형: 학술저널

저자정보: 조용훈 (한국에너지기술연구원 연료공정연구센터) 나정걸 (한국에너지기술연구원 연료공정연구센터) 김성수 (한국에너지기술연구원 연료공정연구센터) 김진걸 (순천향대학교 나노화학공학과) 정수현 (한국에너지기술연구원 연료공정연구센터)

저널정보: 한국화학공학회 화학공학 화학공학 제44권 제3호

발행연도: 2006.1

수록면: 307 - 313 (7page)

이용수

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본 연구에서는 석탄 등의 중질 탄소원으로부터 $H_2$를 생산하는 시스템의 일부인 메탄스팀개질 공정에 사용되는 개질촉매와 $CO_2$ 흡착제를 하나로 결합시킨 촉매흡착제를 제조하여 $H_2$ 생산성 및 에너지 효율을 향상시키고자 하였다. 흡착제의 다공성과 표면적 증가를 위해서 1, 5, 10 wt％ 카본블랙을 흡착제 제조 시 사용하였으며, 압축강도와 마모강 도를 증진시키기 위하여 5~10 wt％ $Al_2O_3$를 흡착제에 첨가하였다. SEM, TGA, BET, XRD, 마모측정기와 자체 제작한 흡탈착장치를 사용하여 제조된 흡착제의 열적, 물리적 특성들을 측정하였다. 측정결과, 5 wt％ $Al_2O_3$와 10 wt％ 카본블랙을 첨가한 흡착제가 $7.61kg_f$의 강도와 47％의 흡착능을 나타내어 가장 좋은 물성을 나타내었다. 제조된 흡착제에 메탄스팀개질반응에서 통상적으로 사용되는 Ni, Co, Fe를 10 wt％로 담지하여 촉매흡착제를 제조하였고 각 촉매흡착제에 대하여 메탄스팀개질반응을 수행한 결과, Ni/CaO 촉매흡착제의 반응효율이 가장 우수하였다. 결과적으로 본 연구에서 개발한 촉매흡착제에 의한 메탄스팀개질 반응시스템이 $700{\sim}750^{\circ}C$의 온도에서 기존의 촉매와 흡착제가 분리된 시스템에 비해 5~10％ 높은 $H_2$ 생산성을 나타내었다.

#Methane-Steam Reforming #Catalysts/Sorbent #$CO_2$ Adsorption

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