![[화학공학] Syngas로부터 수소 분리공정 설계-1](http://images.happyhaksul.com/thumb/615/614091-0001.gif)
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![[화학공학] Syngas로부터 수소 분리공정 설계-3](http://images.happyhaksul.com/thumb/615/614091-0003.gif)
![[화학공학] Syngas로부터 수소 분리공정 설계-4](http://images.happyhaksul.com/thumb/615/614091-0004.gif)
![[화학공학] Syngas로부터 수소 분리공정 설계-5](http://images.happyhaksul.com/thumb/615/614091-0005.gif)
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![[화학공학] Syngas로부터 수소 분리공정 설계-7](http://images.happyhaksul.com/thumb/615/614091-0007.gif)
![[화학공학] Syngas로부터 수소 분리공정 설계-8](http://images.happyhaksul.com/thumb/615/614091-0008.gif)
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분야
hwpⅡ. 본 론
Ⅲ. 분리공정의 설계가정 및 방법
Ⅳ. 공정도 및 해석
참고문헌
석유자원의 고갈로 인하여 대체 에너지의 수요가 증가하고 있다.
fig 1. Trends of fuel shift to low carbon-containing fuels
fig 2. Trends of fuel shift to low carbon-containing fuels
위와 같이 연료에서의 탄소의 비율은 점차 감소하는 추세이다.
미래의 연료는 LNG보다 더 가벼운 수소()의 경제의 시대가 올 것이라고 전문가들은 예측하고 있다. 이와 같은 사실에 따라 화학공학 전공자로써 바이오매스의 열분해로 생성된 syngas로부터 분리공정을 설계해보았다. 이를 통하여 바이오매스를 활용한 열분해 공정의 두 가지 분리공정(냉각, 추출)을 제안 및 비교를 통해 수소의 순도와 heat duty를 비교해 보았다.
Ⅱ. 본 론
(1) 바이오메스로부터 syngas의 생성에는 다음 세 가지 방법이 이용된다.
Table 1. Syngas 생성공정 반응식
위 세 가지 방법에 대해 자세히 알아보고 이들 방법 중에 효과적인 방법을 이용하기 위하여 CHETAH를 활용하여 효과적인 방법과 온도를 알아보았다.
(가) Stream reforming, SR
SR은 탄화수소 연료와 함께 물을 이용하여 수소를 생산하는 방법으로 화공분야에서 syngas를 만드는 공정으로서 이미 오래전부터 연구되어 성숙된 기술이다. 이 방법은 동일한 연료량에 대해 수소의 생성량이 POX나 ATR 방법들에 비해 높으며 정상상태에서 안정적인 장기 운전 특성을 갖는다. 그러나 SR 반응은 흡열 반응으로서 외부의 열원이 필요하기 때문에 장치의 크기가 커지며, 반응의 주요 기술적 논점도 반응 동력학보다는 열전달 문제에 국한되기 쉽다. 또한 빠른 시동이 어렵고 시스템의 동적 부하에 대한 응답성이 떨어진다. 결국 SR반응을 이용한 수소생산 방법은 대단위 공정에 적합하다.
Table 2. Chetah result of SR
(나) Partial Oxidation, POX
POX는 SR 방법이 연료화 함께 물을 사용한 것과 달리 산소를 이용하여 연료를 부분적으로 산화시킴으로써 수소를 생산하는 방법이다. 산화과정에서 발생하는 급격한 발열반응은 반응기의 빠른 시동을 가능하게 할 뿐만 아니라, 시스템의 구성을 간단히 하여 소형시스템에 적합한 기술이다. 하지만, 동일 연료에서 얻을 수 있는 수소 생성량은 SR과 ATR 방법에 비해 상대적으로 적으며, 심한 발열반응으로 인한 반응기의 높은 온도는 재료의 선택에 어려움을 주며, 촉매의 열화현상도 심각하게 고려하여야 한다. 또한 SR 방식과 달리 물이 전혀 없는 관계로 탄소침적이 생길 가능성이 매우 높다.
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