| 초록 |
최근, 수소는 높은 에너지 함량과 친환경적인 에너지로써 널리 사용되고 있다. 이러한 수소의 주 생산처는 Integrated Gasification Combined Cycle(IGCC) 공정이며, 여기서 Water gas shift reaction(WGSR) 을 통해 주로 수소를 생산하고 있다. 전통적인 WGS 공정의 경우 빠른 반응을 시켜주는 고온 반응기와 전환율을 높여주는 저온 반응기로 구성되어 있다. 하지만 최근 열적 효율을 증가시키고 가격적인 효율성을 증가시키기 위해서 Water Gas shift Reaction in membrane reactor(WGSR-MR) 개발되고 있다. 이 반응기는 분리막을 통해 수소를 제거해줌으로써 순도가 높은 수소를 얻을 수 있을 뿐만 아니라 WGS 반응이 더 진행되도록 하며, 반응으로 인한 열을 Sweep gas 가 제거해주기 때문에 매우 효율적으로 공정 운영이 가능한 특징이 있다. 이번 연구에서는 WGSR-MR 을 모사하기 위해 반응기 설계와 관련된 기능이 포함되어 있는 COMSOL Multiphysics® 를 사용하여, 내부에서 발생되는 물리현상을 규명하고, 다양한 운전조건이나 형상을 변화시켜 가면서 반응기 성능이 어떻게 달라지는지를 평가해보고자 한다. |
