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목차

[표제지 등]=0,1,2

제출문=1,3,2

보고서 초록=3,5,2

요약문=5,7,1

I. 제목=5,7,1

II. 연구개발의 목적 및 필요성=5,7,2

III. 연구개발의 내용 및 범위=6,8,2

IV. 연구개발결과=7,9,2

V. 연구개발결과의 활용계획=8,10,1

Summary=9,11,2

Contents=11,13,6

목차=17,19,6

제1장 연구개발과제의 개요=23,25,1

1. 연구개발의 목적=23,25,1

2. 연구개발의 필요성=23,25,1

가. 기술적 측면=23,25,4

나. 경제ㆍ산업적 측면=26,28,1

다. 사회ㆍ문화적 측면=27,29,1

3. 연구개발의 범위=27,29,2

제2장 국내외 기술개발 현황=29,31,1

1. 국내의 연구개발 실적=29,31,1

2. 국외의 연구개발 실적=29,31,2

3. 국내기술의 취약성=30,32,2

4. 앞으로의 전망=31,33,2

제3장 연구개발수행 내용 및 결과=33,35,1

제1절 열화학싸이클을 이용한 수소제조 기술=33,35,1

1. 열화학싸이클을 이용한 물 분해 수소제조=33,35,1

2. 요오드-황 싸이클(Iodine-Sulfur Cycle)을 이용한 황산 분해=34,36,2

제2절 SO₃ 분해반응=35,37,1

1. SO₃ 분해반응 실험장치=35,37,3

2. 촉매의 제조=37,39,3

3. 촉매 특성 분석 장치=40,42,1

가. BET=40,42,1

나. XRD=40,42,1

다. TPR=40,42,1

라. FT-IR=40,42,1

마. TG/DTA=41,43,1

바. XPS (X-ray Photoelectron spectroscopy)=41,43,1

4. 촉매 특성 및 SO₃ 분해활성=41,43,1

가. 촉매 제조 방법에 따른 SO₃ 분해 실험=41,43,1

(1) 촉매의 표면 특성=41,43,3

(2) 촉매의 XRD 특성=43,45,3

(3) 촉매의 활성 실험=46,48,6

(4) 촉매의 수명=52,54,1

나. 알루미나와 타이타니아를 담체로 한 철 촉매의 SO₃ 분해 실험=52,54,1

(1) 촉매의 표면 특성=52,54,4

(2) 촉매의 XRD 특성=56,58,1

(3) 촉매의 TPR 특성=56,58,4

(4) 촉매의 활성 실험=60,62,3

(5) 촉매의 열적 특성=62,64,9

다. 알루미나를 담체로 한 니켈 촉매의 SO₃ 분해 실험=71,73,1

(1) 촉매의 표면 특성=71,73,1

(2) 촉매의 XRD 특성=71,73,3

라. 알루미나와 타이타니아를 담체로 한 구리 촉매의 SO₃ 분해 실험=74,76,1

(1) 촉매의 표면 특성=74,76,1

(2) 촉매의 XRD 특성=74,76,4

(3) 촉매의 활성 실험=78,80,3

마. 알루미나와 타이타니아를 담체로 한 크롬 촉매의 SO₃ 분해 실험=81,83,1

(1) 촉매의 표면 특성=81,83,1

(2) 촉매의 XRD 특성=81,83,4

바. 지르코니아를 담체로 한 구리 촉매의 SO₃ 분해 실험=85,87,1

(1) 촉매의 표면 특성=85,87,1

(2) 촉매의 XRD 특성=85,87,3

사. 알루미나를 담체로 한 촉매의 SO₃ 분해 실험=88,90,1

(1) 촉매의 표면 특성=88,90,1

(2) 촉매의 XRD 특성=88,90,3

(3) 촉매의 활성 실험=91,93,1

(4) 촉매의 열적 특성=91,93,3

(5) 촉매의 XPS 특성=93,95,9

(6) 촉매의 IR 특성=102,104,2

아. 타이타니아를 담체로 한 촉매의 SO₃ 분해 실험=104,106,1

(1) 촉매의 표면 특성=104,106,1

(2) 촉매의 XRD 특성=104,106,1

(3) 촉매의 활성 실험=104,106,5

(4) 촉매의 열적 특성=109,111,3

5. 결론=112,114,1

제3절 황산 분해공정=113,115,1

1. 황산분해공정의 핵심기술 개발=113,115,1

가. 황산분해공정의 엑서지 해석=113,115,1

(1) Energy, Exergy 해석의 필요성=113,115,2

(2) 공정 해석 영역=115,117,8

(3) 황산분해반응공정의 Energy Analysis=122,124,5

(4) Process-II의 Exergy 해석=127,129,2

2. 1 mole/h 수소 생산을 위한 황산분해공정 설계 및 운전=129,131,1

가. 황산분해공정개요=129,131,2

나. 황산분해공정설계=130,132,2

다. 단위장치=132,134,1

(1) Falling-Film Flash Evaporator=132,134,1

(2) H₂SO₄ 농축기=132,134,7

(3) H₂SO₄ 분해반응기=139,141,1

(가) 황산분해공정 설계 기준=139,141,1

(나) PFD=139,141,1

(다) Material Balance=139,141,2

(라) Energy Balance=141,143,1

(마) 결과검토=141,143,3

라. 단위공정실험=144,146,1

(1) 황산분리 실험=144,146,3

(2) 황산농축 실험=147,149,3

(3) 황산분해 실험=150,152,1

(가) 촉매 접촉 시간의 영향=150,152,1

(나) 1차 열분해 반응기 온도의 영향=150,152,3

(다) 2차 촉매분해반응기 온도의 영향=152,154,3

(라) 원료 중 H₂SO₄ 농도의 영향=155,157,4

(마) 촉매의 반응온도 의존성=159,161,1

(4) 단위공정 실험 결과=159,161,3

마. 황산분해 연속공정 실험=162,164,1

(1) 황산분해 연속공정 실험=162,164,8

(2) 연속공정 실험 결과=169,171,1

바. 결론=170,172,1

제4절 황산분해공정 제어를 위한 실시간 분석기법에 관한 연구=171,173,1

1. 이론적 배경=171,173,1

가. 근적외선 분광법의 원리=171,173,2

나. 케모메트릭스=172,174,4

(1) Principal Component Regression (PCR)=175,177,4

(2) Partial Least Squares (PLS)=179,181,1

다. 실험 전 참고자료 조사=179,181,3

2. 실험 내용=182,184,1

가. 근적외선분광기 및 기체셀 구성=182,184,3

나. 황산분해공정 물질들의 근적외선 및 적외선 스펙트럼 특징=185,187,7

다. 농도에 따른 황산 피크의 변화=192,194,5

제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도=197,199,1

1. 연구개발 목표의 달성도=197,199,1

2. 관련분야에의 기여도=198,200,1

제5장 연구개발 결과의 활용계획=199,201,2

제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보=201,203,1

1. 요약 문헌 및 발표자료=201,203,4

2. 학회 정보 수집=204,206,1

제7장 참고문헌=205,207,3

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