| 초록 |
합성가스는 많은 화학공정과 석유화학공정의 가장 주요한 원료로 사용되고 있다. 합성가스를 생산하기 위해 사용되는 메탄 개질반응 반응으로 steam reforming(SR), dry reforming(DR), partial oxidation reforming (POX) 등이 있다. Tri-reforming (TRM)은 이 반응들을 시너지를 갖도록 조합하여 반응시키고, 수소와 일산화탄소의 비를 후속공정에 맞게 조정할 수 있도록 하는 것이다. 시너지 효과로는 강한 흡열 반응인 DR 과 SR을 발열반응인 POX와 결합하여, POX에서 발생하는 열을 DR과 SR에 제공하여 에너지 효율을 높일 수 있다. 또한 coke형성문제나 큰 온도구배에 의한 촉매 수명 단축 문제들을 완화시킬 수 있다. 그러나 아직까지 tri-reforming을 위해 상용화된 촉매나 공정이 존재하지 않는다. 이는 언급된 세 반응들에 모두 적합한 촉매들이 거의 없고, 이에 따른 열이나 물질을 다루기가 어렵기 때문이다. 본 연구에서는 세 반응에 모두 적합한 한 촉매를 사용하는 것이 아니라 각 반응들에 적합한 촉매들을 사용하고 이 촉매층들을 한 반응기에 배열하며, 산소를 반응기 중간에 공급되도록 하고, 각 반응들에 해당하는 촉매층이 각 반응에 적합한 온도 조건에 있도록 하였다. 또한 반응기 설계에 영향을 미치는 주요변수들을 파악하여 그 영향들을 살펴보았고 이 결과를 바탕으로 최적의 반응기 구조를 제안하였다. |
