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제안 방법
- K2CO3가 첨가된 hydrotalcite와 상용촉매를 혼합하여 packing한 컬럼(1.73 cm D × 50.2 cm L)을 이용해서 sorption-enhanced water gas shift 반응 실험을 수행하였다.
- K2CO3가 첨가된 hydrotalcite를 WGS 반응에 적용한 SER 실험을 통해서 고순도의 수소를 직접 생산할 수 있었다. 또한 5단계로 이루어진 TSSER 공정을 통해 연료전지에 사용할 수 있는 고순도의 수소 및 고압상태의 고순도 CO2를 연속적으로 생산할 수 있음을 수치해석 시뮬레이션을 통해 확인하였다.
- 를 제거해 주는 일련의 재생 과정을 거쳐야 한다. 본 연구에서는 컬럼을 효과적으로 재생 시키고, 반응과정에서 고순도의 수소를 생산할뿐 아니라, 재생과정에서 고순도의 CO2를 고압의 상태로 생산할 수 있는 다섯 단계로 이루어진 thermal swing sorption enhanced reaction (TSSER) 공정을 개발하였다 (Fig. 6). 전체 공정중 (a) 단계에서는 WGS 반응에 대한 SER이 수행 되고 PEM (polymer electrolyte membrane) 연료전지에 사용할 수 있는 고순도의 수소(~10 ppm CO)가 반응압력으로 생산된다.
- 4는 400 ℃와 520 ℃의 온도 및 0-3 기압의 압력범위에서 K2CO3가 첨가된 hydrotalcite에 대한 CO2의 흡착거동을 측정한 실험결과를 보여주고 있다. 흡착거동 결과는 여러 가지 조성의 CO2와 N2 혼합가스를 이용하여 얻은 CO2 컬럼 breakthrough 데이터를 분석하여 얻을 수 있었다.
대상 데이터
- %)이었다. 실험 조건은 400 ℃의 온도와 상압을 유지하였고, 반응 전 컬럼은 argon (36.7%)과 스팀 (63.3%)의 혼합기체로 채워 준비하였다. 반응 실험에서는 스팀과 CO 가스의 비를 약 5:1로 하였고, argon 가스를 inert carrier로 이용하여 feed 가스의 유속을 8.
- 2 cm L)을 이용해서 sorption-enhanced water gas shift 반응 실험을 수행하였다. 촉매는 Sud-Chemie에서 제조된 Cu/ZnO/Al2O3 LTS 촉매를 이용하였고, 흡착제와 촉매의 비율은 50:50 (wt.%)이었다. 실험 조건은 400 ℃의 온도와 상압을 유지하였고, 반응 전 컬럼은 argon (36.
이론/모형
- 37 mmol/cm2·min로 유지하였다. 반응기에서 배출되는 가스의 조성은 Pfeiffer quadrupole mass spectrometer를 이용하여 분석하였다.
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