| 초록 |
연료개질기는 수증기 개질반응, 수성가스 전이반응, 선택적 산화반응의 세가지 단위공정으로 구성되며 천연가스와 물을 원료로 수소가 주성분인 개질가스를 생산한다. 연료개질기의 주요 설계 이슈는 컴팩트화 및 고효율화이며 연료개질기의 주요 성능지표이다. 따라서 반응물의 혼합과 분배를 고려한 반응기 내부 구조 설계와 흡열반응과 발열반응간의 최적 열교환망 구성을 통한 촉매층 운전온도 최적화 및 폐열 회수는 연료개질기의 컴팩트화 및 고효율화를 위한 주요 설계 기술이라고 할 수 있다. KIER 1kW급 연료개질기의 경우 반응기 내부구조 및 열교환망을 최적화하여 13.5L의 크기 및 80%(LHV)의 개질효율을 달성하였으며 이러한 1kW급 연료개질기 기술을 기반으로 3, 5, 10kW급 연료개질기의 스케일-업 설계를 수행하였다. 주요 스케일-업 설계인자로는 전열면적, 반응물 유속, 촉매층 부피, 촉매층 온도 등을 선정하였으며 전열면적 및 촉매층 부피는 스케일-업에 따른 비례관계를 유지하고 반응물 유속 및 촉매층 온도는 최적 운전 조건을 유지하도록 설계를 진행하였다. S/C비가 3인 조건에서 연료개질기의 성능 평가를 수행하였으며 촉매층 온도 분포, 개질가스 조성, 개질효율을 분석하였다. |
