[화공양론] 수증기개질, 부분산화, 자발적개질 설계

소개글

[화공양론] 수증기개질, 부분산화, 자발적개질 설계입니다.

목차

1.수증기개질(Steam reforming)
1 ) H2의 연소열
2 ) CO의 연소열
3 ) 의 연소열
4 ) Vaporizer
① CH4 (25℃→800℃) : sensible heat(gas)
② H2O (25℃→800℃) : latent heat (liquid → vap)
③ H2O (25℃→100℃) : sensible heat (liquid)
④ H2O (100℃ →800℃) : sensible heat (gas)
5 )Reformer

2.부분산화(Partial Oxidation)
1 ) H2의 연소열
2 ) CO의 연소열
3 ) Vaporizer
① CH4 (25℃→800℃) : sensible heat(gas)
② O2 (25℃→800℃) : sensible heat(gas)
4 ) Reformer

3.자발적개질(Autothermal reforming)
1 ) h2의 연소열
2 ) CO의 연소열
3 ) Vaporizer
① CH4 (25℃→800℃) : sensible heat(gas)
② O2 (25℃→800℃) : sensible heat(gas)
4 ) Reformer

4. 효율성 비교

본문내용

1.수증기개질(Steam reforming)
수증기 개질은 석유산업에서 널리 이용되어 오던 수증기를 이용하여 유기물을 분해시킬 수 있는 다양성을 지닌 기술이다.
이 기술은 유기물을 분해할 수 있을 뿐 만 아니라 무기성 질화물을 분해할 수 있다. 열처리공정이긴 하나 이 공정은 소각에 비해 비교적 낮은 온도에서 운전되기 때문에 유해중금속이나 방사성 핵종류를 쉽게 휘발시키지 않는다. 이러한 수증기 개질 공정은 다음의 두 과정을 포함한다.
1)폐기물이 고온(200-800°C)의 고온에서 수증기와 접촉하여 열분해 되거나 휘발된다.
2)휘발된 증기상 물질들이 약 1200°C의 고온에서 수증기와 반응하여 합성가스를 생성한다.

2.부분산화(Partial Oxidation)
부분산화 개질법은 연료의 불완전 연소를 통한 개질을 의미한다.
반응당량에 의한 공기와 산소량이 정해지며, 부분산화공정은 높은 발열반응으로 반응기의 온도를 매우 높은 상태로 유지시킨다. 고온반응생성물은 여전히 환원된 상태이며, 과열된 수증기의 도입으로 응축된다. 수증기의 공급은 전환반응과 개질반응을 촉진시키며, 기체의 온도를 떨어뜨리는 역할을 한다.
전체공정이 단순하며 간접열전달장치가 필요하지 않아 전체공정이 단순하며 수증기 개질법에 비해 높은 효율을 보인다.

3.자발적개질(Autothermal reforming)
자동차 연료전지에 가장 적합한 방법이다. 전단부에선 수증기개질반응 후단부에선 부분산화반응 이 일어난다. 수증기 개질 반응은 외부로부터 반응열 공급이 필요하나 자연개질반응에서는 메탄올 일부를 반응기 내에서 산화시켜 발생되는 열을 수증기 개질에 사용하여 열공급장치가 필요없기 때문에 시동성과 부하추종성이 뛰어나다.

4. 효율성 비교
위의 계산과 같이 에너지 효율은 수증기개질에서84.45%, 부분산화에서에너지 효율은 88.47%, 자발적개질에서 91.26% 임을 알 수 있다. 그러므로 에너지 효율적 면에서는 자발적개질이 가장 유리한 공정이다.

참고 자료

없음