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요약문
SUMMARY
CONTENTS
목차
I. 가스화에 의한 합성가스 제조 기술개발 43
제1장 서론 45
제1절 연구개요 45
제2절 연구목표 46
제2장 가스화 이론 48
제1절 가스화기술의 개요 48
1. 기본 반응 48
2. 가스화공정의 분류 49
제2절 가스화 응용기술의 개요 52
1. 가스화 응용기술 52
2. 기술의 특징 54
3. 기술 용도 55
제3절 국ㆍ내외 기술개발 동향 56
1. 국외 56
2. 국내 64
제3장 실험장치 및 방법 66
제1절 실험장치 66
제2절 실험방법 69
제4장 실험 결과 및 고찰 71
제1절 실험전 조치사항 71
1. Preheating시 점검사항 71
2. 가스화시 점검사항 71
제2절 실험시료의 특성 및 실험조건 73
제3절 실험결과 및 토의 74
1. 1차 가스화 실험 74
2. 2차 가스화 실험 77
3. Drayton 및 Kideco 탄을 이용한 3차 가스화 실험 85
제5장 결론 및 향후계획 87
제6장 바이오매스 혼합용 유동층 석탄가스화기 개발 89
제1절 서론 89
1. 연구배경 89
2. 연구 목적 및 연구 범위 90
제2절 문헌 고찰 91
1. 석탄-바이오매스 혼소 특성 91
2. 유동층 가스화 반응기 93
제3절 이론적 고찰 97
1. 기-고체 반응모델 97
2. 순환유동층 내 수력학적 특성 98
제4절 실험 100
1. 석탄 및 바이오매스의 시료선정 및 가스화 특성 조사 100
2. 순환유동층 dual-gasification 반응기 제작 및 수력학적 특성 고찰 103
제5절 결과 및 고찰 106
1. 석탄 및 바이오매스의 가스화 특성 조사 107
2. 순환유동층 dual-gasification 반응기 제작 및 수력학적 특성 고찰 117
제6절 결론 125
1. 석탄 및 바이오매스의 가스화 특성 조사 125
2. 순환유동층 dual-gasification 반응기 제작 및 수력학적 특성 고찰 127
II. 수소첨가 반응에 의한 메탄가스 제조기술 개발 129
제1장 서론 131
제1절 연구개요 131
제2절 연구목표 및 내용 134
제2장 이론 136
제1절 석탄의 특성 136
제2절 석탄의 반응 특성 139
제3절 기-고 반응 모델 143
제4절 수소가스화 반응 147
제3장 실험장치 및 방법 156
제1절 회분식 반응기 156
제2절 연속식 수소가스화 반응기 162
제4장 실험 결과 및 고찰 173
제1절 석탄의 반응성 173
제2절 회분식 반응기 실험 결과 177
제3절 연속식 반응기 실험 결과 184
제5장 결론 197
III. 합성가스중 오염물질 정제기술 개발 199
제1장 서론 201
제1절 연구개요 201
제2절 합성가스의 정제의 필요성 및 정제방법 202
1. 입자상물질의 정제의 필요성 및 정제방법 203
2. H₂S 정제의 필요성 및 정제방법 205
3, 입자상물질과 황산가스의 동시 정제기술 211
제3절 연구목표 및 내용 212
1. 연구 목표 212
2. 연구 내용 212
3. 개발 결과의 기대효과 및 활용방안 212
제2장 정제 실험장치 및 실험방법 214
제1절 정제 시스템의 개요 214
제2절 실험장치 구성 및 실험 방법 215
1. 반응기, 필터 vessel 및 탈진장치 217
2. 실험 입자 및 탈황제 주입장치 219
3. 세라믹 필터 220
4. H₂S 주입, 측정장치 및 시스템 제어장치 220
제3장 실험결과 및 고찰 222
제1절 입자 및 탈황제의 크기 및 질량분포 222
제2절 필터의 차압특성 224
제3절 H₂S의 제거효율 특성 229
제4장 결론 232
참고문헌 234
IV. 메탄가스의 수소전환 촉매 반응 기술 개발 237
제1장 서론 239
제1절 연구의 목적 및 필요성 239
제2절 연구의 내용 240
제3절 기대효과 240
제2장 기술개발 동향 242
제1절 재래식 메탄스팀개질공정 242
1. 스팀개질반응 243
2. Water-gas 전환반응 243
3. 수소정제 243
제2절 개선된 메탄스팀개질공정 245
1. 재래식 스팀개질반응의 문제점 245
2. 재래식 스팀개질반응의 개선 246
3. 막스팀개질 247
4. 흡수개질(Sorption Enhanced Reforming Process. SERP) 247
5. 비혼합 스팀개질(Unmixed Steam Refoming) 250
제3절 메탄스팀개질 반응 촉매 253
제3장 실험장치 및 방법 255
제1절 촉매흡착제 제조 255
1. 사용 시료의 특성 255
2. 흡착제 및 촉매흡착제 제조 방법 257
제2절 CO₂흡착제및 촉매흡착제의 물리적 특성 조사 260
1. 마모강도 및 압축강도 측정 260
2. 흡착제 물성 분석 262
3. CO₂흡탈착 실험 방법 262
제3절 CO₂촉매흡착제 반응실험 262
제4장 실험결과 및 고찰 265
제1절 서론 265
제2절 CO₂흡착제 특성조사 결과 266
1. 시료 조성이 CO₂흡착제 물성에 미치는 영향 266
2. 냉각 조건이 CO₂흡착제 성능에 미치는 영향 269
3. 강도보강재 종류에 따른 CO₂흡착제 특성 변화 270
제3절 Core-in-Shell 형태의 CO₂흡착제 제조 273
1. Core-in-Shell 흡착제의 강도 특성 273
2. Core-in-Shell 흡착제의 CO₂흡착 성능 274
제4절 메탄스팀개질 반응용 촉매흡착제 제조 276
1. 촉매흡착제의 물리화학적 특성 276
2. 촉매흡착제의 결정 구조 분석 결과 277
제5절 촉매흡착제를 사용한 메탄스팀개질 반응실험 278
1. 온도에 따른 메탄스팀개질 반응 특성 278
2. 촉매흡착제를 사용한 메탄스팀개질 반응 특성 279
3. 조업모드에 따른 메탄스팀개질 반응 특성 280
제5장 결론 285
참고문헌 286
V. 수소전환반응 촉매의 재생 기술개발 289
제1장 연구개발과제의 개요 291
제1절 연구의 필요성 291
제2절 연구의 내용 294
제3절 기대효과 295
제2장 실험장치 및 방법 297
제1절 실험장치 297
제2절 실험방법 299
제3절 실험에 사용한 개질 촉매와 이산화탄소 흡수제 300
제3장 실험결과 및 토론 302
제1절 개질 촉매와 이산화탄소 흡수제의 배치 방법 302
제2절 다단 복층식 충전법을 이용한 혼성 반응 결과 304
제3절 균일 혼합 충진 방법을 이용한 혼성반응 결과 315
제4절 개질촉매와 흡수제 충진 방식 비교 결과 327
제4장 5kW급 수소생산 시스템 기본설계 337
제5장 결론 351
참고문헌 354
서지정보양식 357
I. 석탄 가스화에 의한 합성가스 제조 기술연구 41
〈표 2-1〉 가스화 반응기의 종류별 장ㆍ단점 52
〈표 2-2〉 세계적으로 운전중인 가스화 공정 현황 57
〈표 2-3〉 Texaco 가스화 공정의 합성가스 조성 59
〈표 2-4〉 국내 가스화 기술개발 동향 및 수준 64
〈표 4-1〉 실험시료의 성분 분석 결과 73
〈표 4-2〉 실험 시료의 가스화 실험 조건 74
〈표 4-3〉 사용된 버너의 설계 조건비교 80
〈표 6-1〉 여러 종류의 가스화기의 장점 및 한계점 93
〈표 6-2〉 인도네시아 틴토 석탄의 원소분석 및 공업분석 결과 100
〈표 6-3〉 왕겨(Rice husk)의 원소분석 및 공업분석 결과 101
〈표 6-4〉 톱밥(Sawdust)의 원소분석 및 공업분석 결과 101
〈표 6-5〉 silica sand 입자의 물리적 특징 105
〈표 6-6〉 실험변수와 범위 106
〈표 6-7〉 석탄 촤의 활성화 에너지 및 frequency factor 111
〈표 6-8〉 각 영역에서 톱밥 촤의 활성화 에너지 및 frequency factor 113
〈표 6-9〉 각 영역에서 왕겨 촤의 활성화 에너지 및 frequency factor 116
II. 수소가스첨가반응에 의한 메탄가스 제조기술 개발 41
〈표 1-1〉 연구개발 목표와 내용 135
〈표 2-2〉 Classification coal by rank 137
〈표 2-3〉 석탄의 열분해 실험을 위한 반응기별 특성비교 140
〈표 2-4〉 미분법에 의한 반응속도 해석방법 145
〈표 2-5〉 Equilibrium in gasification reactions 149
〈표 2-6〉 British Gas/Osaka Gas 공정의 운전조건 154
〈표 2-7〉 Performance of Coal Hydrogenation Pilot Plant 154
〈표 2-8〉 Comparison of SNG only and SNG/Liquid co-production schemes 155
〈표 3-9〉 수소 첨가 가스화 반응 실험 조건 158
〈표 3-10〉 GC의 분석 조건 158
〈표 3-11〉 Proximate and ultimate analysis of bitiuninous coals 172
〈표 4-12〉 생성가스 조성 184
III. 합성가스 중 오염물질 정제기술 개발 42
〈표 1-1〉 현재의 H₂S 제거 방법 207
〈표 2-1〉 세라믹 필터의 기하학적 크기 219
〈표 2-2〉 GC의 분석조건 220
IV. 메탄가스의 수소전환 촉매 반응 기술 개발 42
〈표 2-1〉 메탄스팀개질반응에서의 주요 단위반응 253
〈표 3-1〉 상용 촉매 특성 256
〈표 4-1〉 흡착제 성형시 시료 혼합비 266
〈표 4-2〉 흡착제 냉각 조건에 따른 흡착 성능 및 압축강도 비교(alumina basket) 270
〈표 4-3〉 석탄비산재 주요 조성 271
〈표 4-4〉 강도 보강재 종류에 따른 흡착 성능 및 압축강도 비교(alumina basket) 272
〈표 4-5〉 Core-in-shell 흡착제의 압축 강도 274
〈표 4-6〉 Core-in-shell 흡착제의 CO₂흡착 성능 275
〈표 4-7〉 촉매흡착제의 물리적 특성 276
〈표 4-8〉 메탄스팀개질 반응 조건 280
〈표 4-9〉 각 조업모드에서 생성 가스 평균 분율 284
V. 수소 전환 반응 촉매의 재생 기술개발 42
〈표 2-1〉 수증기 개질 촉매 특성 301
〈표 2-2〉 고체 흡수제의 특징 301
〈표 3-1〉 다단 복층식 혼성 반응 결과(메탄 함유량, GHSV 변수) 306
〈표 3-2〉 균일 혼합식 혼성 반응 결과(메탄 함유량, GHSV 변수) 317
I. 석탄 가스화에 의한 합성가스 제조 기술연구 33
[그림 2-1] 반응물의 접촉방식에 의한 가스화장치의 분류 50
[그림 2-2] 열화학적 변환기술 53
[그림 2-3] 가스화 반응 원리 53
[그림 2-4] 가스화 공정의 개략도 54
[그림 2-5] 가스화 응용기술 56
[그림 2-6] 석탄가스화 복합 발전 시스템 58
[그림 2-7] 미국 Tampa 및 Wabash의 250MW급 lGCC플랜트 전경 59
[그림 2-8] 일본의 lGCC 기술개발 현황 60
[그림 2-9] Buggenum의 250MW lGCC 플랜트 61
[그림 2-10] Puertollano의 300MW lGCC 플랜트 61
[그림 2-11] 상하이에 설치된 ICCT 가스화장치 62
[그림 2-12] 중국 청진의 40T/D급 고정층 석탄가스화장치의 전경 63
[그림 2-13] 중국 청진의 40T/D급 고정층 석탄가스화장치의 석탄 공급을 위한 hopper 및 생성 가스를 이용한 연소 보일러 전경 63
[그림 2-14] 석탄가스화 공정(KIER) 65
[그림 2-15] 폐기물가스화 공정(KIER) 65
[그림 3-1] KIER 1.OT/D급 석탄가스화장치의 전경 66
[그림 3-2] KIER 1.OT/D 가스화장치 main reactor의 설계도면 67
[그림 3-3] KIER 1.OT/D 가스화장치 부속설비 구조물의 설계도면 67
[그림 3-4] KIER 1.OT/D 가스화장치의 P&ID 68
[그림 3-5] KIER 1.OT/D 가스화장치 scrubber의 설계도면 68
[그림 3-6] KIER 1.OT/D 가스화장치 lock-hopper의 설계도면 69
[그림 3-7] KIER 1.OT/D 가스화장치 공정도 70
[그림 4-1] 산소 및 슬러리 공급 유량에 따른 합성가스 조성, 유량 및 가스화 온도 75
[그림 4-2] 산소 및 슬러리 공급 유량에 따른 전환율 76
[그림 4-3] 생성가스 조성에 따른 탄소전환율, 생성가스 발열량 및 냉가스 효율 76
[그림 4-4] 산소 및 슬러리 공급 유량에 따른 합성가스 조성, 유량 및 가스화 온도 78
[그림 4-5] 산소 및 슬러리 공급 유량에 따른 전환율 79
[그림 4-6] 생성가스 조성에 따른 탄소전환율, 생성가스 발열량 및 냉가스 효율 79
[그림 4-7] 0₂/fuel ratio 및 온도에 따른 가스조성의 변화 80
[그림 4-8] KIER 0.5T/D급 중질잔사유 가스화를 위한 버너 설계도 81
[그림 4-9] KIER 1.OT/D급 석탄 및 코크스 가스화를 위한 버너 설계도(제목없음) 82
[그림 4-10] 중질잔사유용 버너의 무화특성(슬러리 공급 유량 : 30kg/hr, 산소공급압력 : 20kg/cm²) 83
[그림 4-11] 석탄 및 코크스용 버너의 무화특성(슬러리 공급 유량 : 40kg/hr, 산소공급압력 : 20kg/cm²) 83
[그림 4-12] 중질잔사유용 버너의 무화특성(슬러리 공급 유량 : 40kg/hr, 산소공급압력 : 20kg/cm²) 84
[그림 4-13] 석탄 및 코크스용 버너의 무화특성(슬러리 공급 유량 : 30kg/hr, 산소공급압력 : 20kg/cm²) 85
[그림 4-14] Kideco 탄의 합성가스 조성, 발열량, 냉가스효율 및 탄소전환율 85
[그림 4-15] Drayton 탄의 합성가스 조성, 발열량, 냉가스효율 및 탄소전환율 86
[그림 6-1] 100kWth급 pilot plant의 간단한 flow sheet 95
[그림 6-2] gas-steam cogeneration pilot plant 반응기의 개략도 96
[그림 6-3] pilot dual fluidized bed gasification 장치의 개략도 97
[그림 6-4] 열천칭 반응기(Thermo-Balance Reactor) 장치의 개략도 103
[그림 6-5] 상온 순환유동층 dual-gasifier장치의 개략도(왼쪽)와 실제사진(오른쪽) 104
[그림 6-6] 반응 모델에 따른 석탄 촤 전환율 (H₂O=50 kPa) 110
[그림 6-7] 석탄 촤의 반응 온도와 반응 속도 상수의 Arrhenius plot (H₂O=50 kPa) 111
[그림 6-8] 반응 모델에 따른 톱밥 촤 전환율 (H₂O=50 kPa) 112
[그림 6-9] 톱밥 촤의 반응온도와 반응속도 상수의 Arrheius plot (H₂O =50kPa) 114
[그림 6-10] 반응 모델에 따른 왕겨 촤의 전환율 (H₂O=50 kPa) 115
[그림 6-11] 왕겨 촤의 반응 온도와 반응 속도 상수의 Arrhenius plot (H₂O=50 kPa) 116
[그림 6-12] 순환유동층 dual-gasification 반응기의 기본 개념 117
[그림 6-13] Silica sand particle의 최소유동화 속도 118
[그림 6-14] Empty time decay에 의한 silica sand particle의 전이속도 결정 119
[그림 6-15] 순환유동층 dual-gasification 반응기(cold bed model)의 pressure loop 120
[그림 6-16] 기상 유속에 따른 축 방향 고체 체류 량의 분포 122
[그림 6-17] 고체 순환속도에 따른 축 방향 고체 체류 량의 분포 123
[그림 6-18] 희박 상 수송역역에서 나타난 고체 체류 량의 end effect 124
[그림 6-19] 가스화기(bubbling bed)의 기상유속에 따른 고체 체류량 분포 126
[그림 6-20] 가스화기(Bubbling bed)의 기상유속에 따른 고체 순환 속도 (Ug=3.5 m/s) 126
II. 수소첨가반응에 의한 메탄가스 제조기술 개발 35
[그림 2-1] Pore volume distribution of char particle 141
[그림 2-2] Coal-to-SNG in the Exxon gasification process 151
[그림 2-3] Coal-to-SNG in the Kellop-Rust-Westinghouse (KRW) gasification process 152
[그림 2-4] The British Gas/Osaka Gas Coal Hydrogenator 153
[그림 3-5] Batch 반응 실험 시스템 개략도 157
[그림 3-6] CARBOXEN 1006 컬럼에서의 생성 가스 분석 159
[그림 3-7] H₂농도 보정 곡선 160
[그림 3-8] CH₄농도 보정 곡선 160
[그림 3-9] CO 농도 보정 곡선 161
[그림 3-10] CO₂농도 보정 곡선 161
[그림 3-11] Flow rate of H₂, H₂0 (at 20℃) 163
[그림 3-12] Effect of conversion on flow rate 163
[그림 3-13] Flow rate with conversion 164
[그림 3-14] 수소 가스화기 공정도 165
[그림 3-15] 가스화 반응 영역 및 냉각관 166
[그림 3-16] 수소 가스화기 상부 167
[그림 3-17] 석탄 시료 주입부 및 제어기 167
[그림 3-18] 반응기 상부의 Air Cylinder 및 플랜지 168
[그림 3-19] 미 반응 촤 회수용기 169
[그림 3-20] 냉각 및 회재 포집기 169
[그림 3-21] Lab-scale 수소 가스화 시스템 170
[그림 4-22] TGA의 반응관 내부 구조 173
[그림 4-23] TGA에서의 반응성 비교 174
[그림 4-24] Primary fragmentation of several bituminous coa1s 176
[그림 4-25] Primary fragmentation of Korean anthracite (dogae coal) 177
[그림 4-26] 시간에 따른 반응기에서의 압력 변화 178
[그림 4-27] 초기 압력 변화에 따른 수소가스화기의 압력 변동 179
[그림 4-28] 수소 가스화 반응에서 온도변화에 따른 압력 변동 180
[그림 4-29]등온 조건에서의 압력 변화 181
[그림 4-30] 열분해와 수소 가스화 뱐응 우세 영역 182
[그림 4-31] 반응 압력에 따른 탄소 전환율 183
[그림 4-32] Kideco 탄의 반응온도에 따른 전환율의 변동 185
[그림 4-33] Drayton탄의 반응온도에 따른 전환율의 변동(Feed ratc=1.6g/min, 반응압력=66기압) 186
[그림 4-34] The effect of carbon conversion on reaction temperature 187
[그림 4-35] The effect of carbon conversion and gas concentration on reaction pressure 188
[그림 4-36] The effect of carbon conversion and gas concentration on H₂/coal ratio 189
[그림 4-37] Kideco탄의 H₂/coal에 따른 전환율의 변동(Feed rate= 2.5 g/min, 반응압력=66기압) 190
[그림 4-38] H₂/coal에 따른 메탄 농도 191
[그림 4-39] Drayton탄의 H₂/coal에 따른 전환율의 변동(Feed rate = 1.6g/min, 반응압력=66 기압) 192
[그림 4-40] H₂/coal에 메탄 농도 193
[그림 4-41] 고정탄소에 따른 석탄의 전환율 193
[그림 4-42] 휘발분의 농도에 따른 석탄 전환율 194
[그림 4-43] 고체 시료 주입에 따른 탄소 전환율 195
[그림 4-44] Kideco탄의 체류시간에 따른 탄소전환율 196
[그림 4-45] Drayton탄의 체류시간에 따른 탄소전환율 196
III. 합성가스중 오염물질 정제기술 개발 36
[그림 1-1] 집진필터의 파손 204
[그림 1-2] 필터표면에서의 입자상층의 융착 204
[그림 1-3] 탈황제의 종류 및 온도에 따른 형태와 변화 209
[그림 2-1] 미세 입자상 및 가스상 오염물질 동시 정제장치 공정도 214
[그림 2-2] 실험장치의 구성도 216
[그림 2-3] 수정된 정제장치 구성 217
[그림 2-4] 필터 시스템 평면도 및 설치사진 218
[그림 2-5] 필터 탈진시스템 및 입자와 탈황제 주입장치 사진 219
[그림 2-6] 사용된 세라믹필터 사진 219
[그림 2-7] 농도 측정을 위한 GC 및 시스템 제어반 사진 221
[그림 3-1] 실험 입자(fly ash)의 개수분포 222
[그림 3-2] 실험 입자(fly ash)의 부피/질량분포 223
[그림 3-3] 실험 탈황제(MnO)의 개수분포 223
[그림 3-4] 실험 탈황제(MnO)의 부피/질량분포 223
[그림 3-5] 질량 유량에 따른 필터의 차압특성 224
[그림 3-6] 여과속도와 온도에 따른 필터의 차압특성(latm) 225
[그림 3-7] 여과속도와 온도에 따른 필터의 차압특성(3atm) 225
[그림 3-8] 여과속도와 온도에 따른 필터의 차압특성(5atm) 226
[그림 3-9] 필터 차압특성 (입자:fly ash) 226
[그림 3-10] 필터 차압특성 (입자:MnO) 227
[그림 3-11] 필터 vessel에 따른 필터의 차압 및 탈진성능 227
[그림 3-12] 탈진압력에 따른 탈진성능 228
[그림 3-13] MnO 주입량에 따른 H₂S의 제거율 229
[그림 3-14] MnO 100g당 H₂S의 제거량 229
[그림 3-15] 시간에 따른 H₂S의 농도변화 230
[그림 3-16] 탈황제 MnO 주입전후의 세라믹필터 231
IV. 메탄가스의 수소전환 촉매 반응 기술 개발 37
[그림 2-1] 재래식 SMR 공정의 공정도 242
[그림 2-2] 순환유동층 메탄스팀개질 공정의 구성도 248
[그림 2-3] 비혼합 개질공정 (Uumixed Reforming Process) 공정도 252
[그림 3-1] 샘플 morphology; (a)석회석, (b)α-alumina, (c) 카본블렉, (d) fly ash 255
[그림 3-2] 촉매의 환원반응 전후 XRD 분석결과 ; (a)환원 전, (b) 환원 후 256
[그림 3-3] CO₂흡착제 및 촉매흡착제 제조공정 258
[그림 3-4] Core-in-shell 흡착제 제조공정 258
[그림 3-5] CO₂흡착제 성형장치 259
[그림 3-6] (a) CO₂흡착제, (b) 촉매흡착제 259
[그림 3-7] 진공식 촉매담지장치 260
[그림 3-8] 마모강도 측정장치 261
[그림 3-9]압축강도 측정장치 261
[그림 3-10] MSB 열중량 분석장치 (Rubotherm) 263
[그림 3-11] 반응실험장치:(a) 사진, (b) 공정도 264
[그림 4-1] 본 과제에서 추구하는 촉매흡착제 모식도 266
[그림 4-2] 시료 조성에 따른 흡착제 기공분포 267
[그림 4-3] 강도보강재 및 기공형성재 사용에 따른 CO₂흡착율 및 속도 변화 (mesh basket) 268
[그림 4-4] CO₂흡탈착 반복 실험 결과(mesh basket) 269
[그림 4-5] 냉각속도에 따른 흡착제 압축강도 변화 270
[그림 4-6] 강도보강재 종류에 따른 흡착제 결정 구조 특성 비교 271
[그림 4-7] 석탄비산재 사용 시 소성 온도에 따른 CO₂흡착 성능 비교 272
[그림 4-8] 성형된 흡착제의 단면 273
[그림 4-9] 기공형성재를 포함한 흡착제 성형 시 단면 274
[그림 4-10] Core-in-shell 흡착제의 CO₂흡착 성능 비교 275
[그림 4-11] 제조된 촉매흡착제의 기공 분포 277
[그림 4-12] 흡착제 및 촉매흡착제에 대한 XRD 분석 결과 277
[그림 4-13] 온도에 따른 메탄스팀개질 반응 특성 278
[그림 4-14] 촉매흡착제 종류에 따른 메탄스팀개질 반응실험 결과(a) H₂,(b) CO, (c)CO₂ 279
[그림 4-15] 각 조업모드에서 촉매와 흡착제의 장입 조건 280
[그림 4-16] 촉매만을 사용한 메탄스팀개질 반응실험 결과 281
[그림 4-17] 촉매-흡착제 사용 시 메탄스팀개질 반응실험 결과 282
[그림 4-18] 촉매/흡착제 사용 시 메탄스팀개질 반응실험 결과 283
[그림 4-19] 촉매/흡착제 사용 시 메탄스팀개질 반복 반응실험 결과 283
V. 수소전환 반응 촉매의 재생 기술개발 38
[그림 1-1] 지구대기 중 이산화탄소 농도의 증가 추이 293
[그림 1-2] 미국의 이산화탄소 회수기술 분류 293
[그림 1-3] 석탄이용 무공해 수소발전 공정 294
[그림 2-1] 탄화/소성 반응특성 실험장치 298
[그림 2-2] 개질촉매(좌) 및 이산화탄소 흡수제(우) 사진 300
[그림 3-1] 개질촉매와 이산화탄소 흡수제의 배치 방식 303
[그림 3-2] 개질 반응 및 이산화탄소 흡수 반응의 반응경로 및 열흐름 303
[그림 3-3] 다단 복층식 혼성 반응 결과(메탄 50% 포함가스, GHSV=1000 hr-1)(이미지참조) 307
[그림 3-4] 다단 복층식 혼성 반응 결과 (메탄 100% 포함가스, GHSV=1000 hr-1)(이미지참조)) 307
[그림 3-5] 다단 복층식 혼성 반응 결과(메탄 50% 포함가스, GHSV=3000 hr-1)(이미지참조) 308
[그림 3-6] 다단 복층식 혼성 반응 결과(메탄 100% 포함가스, GHSV=3000 hr-1)(이미지참조) 308
[그림 3-7] 다단 복층식 혼성 반응 결과(메탄 50% 포함가스, GHSV=6000 hr-1)(이미지참조) 309
[그림 3-8] 다단 복층식 혼성 반응 결과(메탄 100% 포함가스, GHSV=6000 hr-1)(이미지참조) 309
[그림 3-9] 수소의 조성 변화 (다단 복층식 혼성 반응, 메탄 50% 포함가스) 311
[그림 3-10] 일산화탄소의 조성 변화 (다단 복층식 혼성 반응, 메탄 50% 포함가스) 312
[그림 3-11] 메탄의 조성 변화 (다단 복층식 혼성 반응, 메탄 50% 포함가스) 312
[그림 3-12] 이산화탄소의 조성 변화 (다단 복층식 혼성 반응, 메탄 50% 포함가스) 313
[그림 3-13] 수소의 조성 변화 (다단 복층식 혼성 반응, 메탄 100% 포함가스) 313
[그림 3-14] 일산화탄소의 조성 변화 (다단 복층식 혼성 반응, 메탄 100% 포함가스) 314
[그림 3-15] 메탄의 조성 변화 (다단 복층식 혼성 반응, 메탄 100% 포함가스) 314
[그림 3-16] 이산화탄소의 조성 변화 (다단 복층식 혼성 반응, 메탄 100% 포함가스) 315
[그림 3-17] 균일 혼합식 혼성 반응 결과 (메탄 50% 포함가스, GHSV=1000 hr-1)(이미지참조) 317
[그림 3-18] 균일 혼합식 혼성 반응 결과 (메탄 50% 포함가스, GHSV=1000 hr-1)(이미지참조) 318
[그림 3-19] 균일 혼합식 혼성 반응 결과 (메탄 50% 포함가스, GHSV=3000 hr-1)(이미지참조) 318
[그림 3-20] 균일 혼합식 혼성 반응 결과 (메탄 100% 포함가스, GHSV=3000 hr-1)(이미지참조) 319
[그림 3-21] 균일 혼합식 혼성 반응 결과 (메탄 50% 포함가스, GHSV=6000 hr-1)(이미지참조) 319
[그림 3-22] 균일 혼합식 혼성 반응 결과 (메탄 100% 포함가스, GHSV=6000 hr-1)(이미지참조) 320
[그림 3-23] 수소 조성 변화 (균일 혼합 혼성 반응, 메탄 50% 포함가스) 323
[그림 3-24] 일산화탄소 조성 변화 (균일 혼합 혼성 반응, 메탄 50% 포함가스) 323
[그림 3-25] 메탄 조성 변화 (균일 혼합 혼성 반응, 메탄 50% 포함가스) 324
[그림 3-26] 이산화탄소 조성 변화 (균일 혼합 혼성 반응, 메탄 50% 포함가스) 324
[그림 3-27] 수소 조성 변화 (균일 혼합 혼성 반응, 메탄 100% 포함가스) 325
[그림 3-28] 일산화탄소 조성 변화 (균일 혼합 혼성 반응, 메탄 100% 포함가스) 325
[그림 3-29] 메탄 조성 변화 (균일 혼합 혼성 반응, 메탄 100% 포함가스) 326
[그림 3-30] 이산화탄소 조성 변화 (균일 혼합 혼성 반응, 메탄 100% 포함가스) 326
[그림 3-31] 충전 방식에 따른 수소 조성 변화 (GHSV 1000hr-1)(이미지참조) 328
[그림 3-32] 충전 방식에 따른 일산화탄소 조성 변화 (GHSV 1000hr-1)(이미지참조) 329
[그림 3-33] 충전 방식에 따른 메탄 조성 변화 (GHSV 1000hr-1)(이미지참조) 329
[그림 3-34] 충전 방식에 따른 이산화탄소 조성 변화 (GHSV 1000hr-1)(이미지참조) 330
[그림 3-35] 충전 방식에 따른 수소 조성 변화 (GHSV 3000hr-1)(이미지참조) 331
[그림 3-36] 충전 방식에 따른 일산화탄소 조성 변화 (GHSV 3000h3-1)(이미지참조) 332
[그림 3-37] 충전 방식에 따른 메탄 조성 변화 (GHSV 3000hr-1)(이미지참조) 332
[그림 3-38] 충전 방식에 따른 이산화탄소 조성 변화 (GHSV 3000hr-1)(이미지참조) 333
[그림 3-39] 충전 방식에 따른 수소 조성 변화 (GHSV 6000hr-1)(이미지참조) 334
[그림 3-40] 충전 방식에 따른 일산화탄소 조성 변화 (GHSV 6000hr-1)(이미지참조) 335
[그림 3-41] 충전 방식에 따른 메탄 조성 변화 (GHSV 6000hr-1)(이미지참조) 335
[그림 3-42] 충전 방식에 따른 이산화탄소 조성 변화 (GHSV 6000hr-1)(이미지참조) 336