화공시스템실험 에탄올개질 결과보고서

목차

1. 실험 목적
2. 실험 이론
3. 기구 및 시약
4. 실험 방법
5. 고찰
6. 참고문헌

본문내용

1. 실험 목적
1) 정성적 목표 : 에탄올 개질 반응 시스템 설계 및 구현
2) 정량적 목표 : 에탄올로부터 합성가스(H2+CO) 유량 100ccm을 제조한다.

2. 실험 이론
(1) 수소 제조 기술
천연가스 이용 수소제조기술, 생물학적 수소제조기술, 물 전기분해법, 열화학 사이클에 의한 수소제조법이 있다. 오늘날 대부분의 수소는 아래 표에서 보는 바와 같이 주로 천연가스로부터 생산되고 있으며, 그중에서도 천연가스를 이용한 수증기 개질법에 대해 더 알아보도록 한다.

(2) 수증기 개질(steam reforming)
천연가스 수증기 개질은 수소 생산에서 가장 저렴한 방법으로 여겨지고 있으며, 세계 총 수소 생산의 거의 절반을 이 방법으로 제조하고 있다. 이 반응에서 생산된 이산화탄소는 에탄올의 원료인 바이오매스로 재흡수될 수 있기 때문에 에탄올 수증기 개질 반응은 이산화탄소 중성공정(neutral process)으로 불리기도 한다. 큰 흡열반응의 환경을 요하므로, 스팀 개질에서는 높은 온도에서 촉매를 첨가하여 반응을 촉진 시킨다.

(3) 에탄올 개질 공정의 장/단점
*장점
- 수증기 개질 공정은 천연가스를 개질시킴으로써 인체에 무해하고 친환경적인 수소를 생산하는 반응공정
- 공정 및 촉매의 기술이 확보되어 있으며, 부분 산화 및 자열 개질 공정에 비하여 메탄 1몰 당 수소 생산 수율이 가장 높으므로 가장 경제적인 수소 생산 방법
- 천연가스의 수증기 개질방법이 아닌 이산화탄소를 가장 적게 배출하는 공정기술

*단점
- 평형반응에 의한 반응속도가 느리기 때문에 공정이 대규모를 필요로 함과 동시에 부하변동에 대한 정상상태로의 응답특성이 느림.
- 높은 흡열반응이므로 수증기 개질에서는 높은 온도에서 촉매를 첨가하여 반응을 촉진시켜줘야 한다.
- 수증기 개질을 위한 원료인 천연가스에는 주성분인 메탄 외에 경질의 탄화수소, 질소, 이산화탄소 등 그 외에 미량의 황 화합물이 포함되어 있어서 전처리 과정이 필요

참고 자료

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장현민, 고순도 수소생산을 위한 Sorption Enhanced Water Gas Shift 반응 연구, 고려대학교 대학원 ,2012, 15p, 35p
이슬기, 석탄가스화 생성기체 중 CO의 수소전환을 위한 고온 수성가스전환반응용 perovskite 촉매 성능 및 특성 연구, 전북대학교 대학원, 2013, 6p, 7p, 46p
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