바이오가스 직접 개질을 위한 플라즈마 수소 추출기 운전 특성 연구 (Operation Characteristics of a Plasma Reformer for Biogas Direct Reforming)

서지정보

· 발행기관 : 한국공업화학회
· 수록지 정보 : 공업화학 / 34권 / 4호 / 404 ~ 411페이지
· 저자명 : 이병진, 위수빈, 이동규, 황상연, Song Hyoungwoon

초록

바이오가스 직접 개질을 위해 플라즈마 방전영역을 확장할 수 있는 3상 글라이딩 아크 플라즈마 수소 추출기를 설계하고 스팀과 메탄의 부피 비율, 가스 유량, 플라즈마 입력 전력에 대해 개질 특성을 평가하여 운전 조건을 최적화했다.
수소생산효율은 플라즈마 에너지 밀도가 작을수록 증가하는 것으로 확인되었지만 CXHY 혹은 carbon soot와 같은 촉매내구성에 영향을 줄 수 있는 부산물들이 발생했다. 부산물 생성을 억제하기 위해 스팀과 메탄의 비율 혹은 플라즈마에너지 밀도를 높여야 했고 플라즈마 개질기 최적 조건으로 스팀과 메탄의 비율을 3, 플라즈마 에너지 밀도를 5.5 ~ 6.0 kJ/L로 선정했다. 또한 플라즈마 개질기에서 발생하는 열이 반응가스를 500 °C 이상까지 올려줄 수 있어 바이오가스 버너의 연료사용량을 줄여 수소생산효율을 높일 수 있을 것으로 기대할 수 있다.

영어초록

For the direct reforming of biogas, a three-phase gliding arc plasma reformer was designed to expand the plasma discharge region, and the operation conditions of the plasma reformer, such as the S/C ratio, the gas flow rate, and the plasma input power, were optimized. The H2 production efficiency is increased at a lower specific plasma input energy density, but byproducts such as CXHY and carbon soot are generated along with the increase in H2 production efficiency. The formation of byproducts is decreased at higher specific plasma input energy densities and S/C ratios. The optimized operation conditions are 5.5 ~ 6.0 kJ/L for the specific plasma input energy density and 3 for the S/C ratio, considering the conversion efficiency, H2 production, and byproduct formation. It is expected that the H2 production efficiency will improve with the decrease in fuel consumption in biogas burners because the heat generated from plasma discharge heats up the feed gas to over 500 °C.

참고자료

· 없음