| 초록 |
메탄이 분해하면 청정 에너지원으로 각광을 받는 수소와 고 순도의 탄소가 생성된다. 본 연구에서는 유동층 반응기에서 카본블랙 촉매를 이용한 메탄의 분해 반응에 대한 모델링 연구를 수행하였다. 메탄 분해 반응 실험은 온도 850℃~900℃, 최소 유동화 속도 1~4, 그리고 촉매는 50 ~ 100 gr의 범위에서 실험하였다. 분말 촉매가 균등히 분포되어 있는 원통형의 유동층 반응기 모델을 유한요소법에 기초한 Femlab을 이용하여 현상을 해석하였다. 생성된 탄소는 촉매로 사용된 카본블랙과 성질이 유사하며, 분말 형태로 촉매층에 누적되어 반응에 이용된다. 이로 인하여 촉매 반응층의 높이가 반응 경과에 따라 증가하는 점도 모델에 고려하여 실험 자료와 비교 검토하였다. 메탄 분해 반응은 사용되는 촉매의 비활성화로 인하여 반응 속도가 감소되는 현상도 고려하였다. 메탄 분해 반응에 영향을 미치는 촉매 량, 반응 온도, 반응물의 유속의 영향을 실험에서 얻은 자료와 제안된 모델과 비교 검토하여 적절한 반응 관련 변수들의 특성을 검토하였다. |
