본 연구에서는 이와 같이 천연가스 고온 열분해법을 이용하여 메탄으로부터 수소와 탄소의 생성을 연구하였다. 메탄 분해 반응 시 온도가 높을수록, 체류시간이 길수록 수소생산량 및 메탄 전환율이 크게 나왔다. 또한 열역학적으로 메탄 열분해 반응은 저압에서 실험하는 것이 바람직하다는 것을 알 수 있었다. 따라서 본 실험은 저압조건인 대기압 하에서 실험을 하였다. 그러나 실험을 통하여 메탄의 고온 열분해시 pyrocarbon이 반응관 내벽에 생성되며 그 위에 탄소가 퇴적되는 plugging 현상이 발생한다는 것을 알 수 있었다. 이 문제를 해결하기 위하여 본 연구에서는 이중관 ...
본 연구에서는 이와 같이 천연가스 고온 열분해법을 이용하여 메탄으로부터 수소와 탄소의 생성을 연구하였다. 메탄 분해 반응 시 온도가 높을수록, 체류시간이 길수록 수소생산량 및 메탄 전환율이 크게 나왔다. 또한 열역학적으로 메탄 열분해 반응은 저압에서 실험하는 것이 바람직하다는 것을 알 수 있었다. 따라서 본 실험은 저압조건인 대기압 하에서 실험을 하였다. 그러나 실험을 통하여 메탄의 고온 열분해시 pyrocarbon이 반응관 내벽에 생성되며 그 위에 탄소가 퇴적되는 plugging 현상이 발생한다는 것을 알 수 있었다. 이 문제를 해결하기 위하여 본 연구에서는 이중관 반응기법, 반응 중간에 주기적으로 O2나 CO2로 퇴적된 탄소를 산화시키는 방법 등을 시도하였으며, 그 결과 어느 정도의 탄소 퇴적 현상을 해결할 수 있었다. 또한 SEM (Scanning Electron Microscope) image를 사용하여 탄소 입자의 크기를 측정하였으며 그 크기는 약 200 nm정도였다.
본 연구에서는 이와 같이 천연가스 고온 열분해법을 이용하여 메탄으로부터 수소와 탄소의 생성을 연구하였다. 메탄 분해 반응 시 온도가 높을수록, 체류시간이 길수록 수소생산량 및 메탄 전환율이 크게 나왔다. 또한 열역학적으로 메탄 열분해 반응은 저압에서 실험하는 것이 바람직하다는 것을 알 수 있었다. 따라서 본 실험은 저압조건인 대기압 하에서 실험을 하였다. 그러나 실험을 통하여 메탄의 고온 열분해시 pyrocarbon이 반응관 내벽에 생성되며 그 위에 탄소가 퇴적되는 plugging 현상이 발생한다는 것을 알 수 있었다. 이 문제를 해결하기 위하여 본 연구에서는 이중관 반응기법, 반응 중간에 주기적으로 O2나 CO2로 퇴적된 탄소를 산화시키는 방법 등을 시도하였으며, 그 결과 어느 정도의 탄소 퇴적 현상을 해결할 수 있었다. 또한 SEM (Scanning Electron Microscope) image를 사용하여 탄소 입자의 크기를 측정하였으며 그 크기는 약 200 nm정도였다.
In this study, the generation of hydrogen and carbon was investigated by this natural gas (methane) thermal decomposition method. As the reaction temperature and residence time were increased, hydrogen productivity and methane conversion rate were favorable. Also, the thermodynamic equilibrium for m...
In this study, the generation of hydrogen and carbon was investigated by this natural gas (methane) thermal decomposition method. As the reaction temperature and residence time were increased, hydrogen productivity and methane conversion rate were favorable. Also, the thermodynamic equilibrium for methane pyrolysis was favored by lower pressure. However we found that pyrocarbon was created in the surface of reactor, carbon black was deposited on the pyrocarbon and final plugging phenomenon happened. To solve this problem, We tried several attempts such as introduction of double pipe reactor instead of single pipe reactor or oxidization of carbon black using O2 or CO2 at regular intervals of reaction. Therefore, some plugging phenomenon was solved by this methods. Also, carbon particle size was measured by SEM (Scanning Electron Microscope) image and the size was about 200 nm.
In this study, the generation of hydrogen and carbon was investigated by this natural gas (methane) thermal decomposition method. As the reaction temperature and residence time were increased, hydrogen productivity and methane conversion rate were favorable. Also, the thermodynamic equilibrium for methane pyrolysis was favored by lower pressure. However we found that pyrocarbon was created in the surface of reactor, carbon black was deposited on the pyrocarbon and final plugging phenomenon happened. To solve this problem, We tried several attempts such as introduction of double pipe reactor instead of single pipe reactor or oxidization of carbon black using O2 or CO2 at regular intervals of reaction. Therefore, some plugging phenomenon was solved by this methods. Also, carbon particle size was measured by SEM (Scanning Electron Microscope) image and the size was about 200 nm.
Keyword
#열분해 천연가스 수소 탄소 thermal decomposition pyrolysis natural gas hydrogen carbon
학위논문 정보
저자
장훈
학위수여기관
연세대학교 대학원
학위구분
국내석사
학과
화학공학과
지도교수
이병권,이창하
발행연도
2005
총페이지
vii, 55장
키워드
열분해 천연가스 수소 탄소 thermal decomposition pyrolysis natural gas hydrogen carbon
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