초록 ▼

□ 연구의 목적 및 내용
□ 시멘트 생산 시설 연계 1 Nm³/h급 수소 생산용 단위 반응 시스템 타당성 확보
- 신재생에너지로써 시멘트 생산 반응기의 회전력 또는 열을 활용하여 수소 생산용 촉매 반응 시스템을 구성함으로써 경제성 확보
- 생산 합성가스의 H₂/CO 비율 조정용 수소 분리막 시스템 적용 및 단위 공정의 경제적 타당성 확보
- CO₂로부터 연속 H₂ 생산용(1 Nm³/h) PFD 설계

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□ 연구의 목적 및 내용
□ 시멘트 생산 시설 연계 1 Nm³/h급 수소 생산용 단위 반응 시스템 타당성 확보
- 신재생에너지로써 시멘트 생산 반응기의 회전력 또는 열을 활용하여 수소 생산용 촉매 반응 시스템을 구성함으로써 경제성 확보
- 생산 합성가스의 H₂/CO 비율 조정용 수소 분리막 시스템 적용 및 단위 공정의 경제적 타당성 확보
- CO₂로부터 연속 H₂ 생산용(1 Nm³/h) PFD 설계

□ 연구개발성과
□ 시멘트 생산용 반응기의 공정열 활용 자료
- 혼합추출 촉매 반응에 필요한 고온의 열을 시멘트 생산용 로터리 킬른의 공정열로 공급하는 방안 확보
□ 1 Nm³/h급 수소 생산용 단위 반응 시스템 설계
- 혼합추출 촉매 반응과 수소 분리막 (TRL 7)을 연계한 단위 공정의 PFD 설계자료 확보
□ 시멘트 생산 시설과 연계한 1 Nm³/h급 수소 생산용 단위 반응 시스템의 경제적 타당성 분석
- 혼합추출 반응을 이용한 합성가스 (H₂/CO)생산, 분리막을 이용한 합성가스 비율 조절 및 수소 분리, 수증기 생산 등 최종 1 Nm³/h급 수소 생산을 위한 단위 반응 시스템의 경제적 타당성 평가 자료 확보
- 시멘트 킬른에서 발생하는 공정열 이용 혼합추출 촉매 공정의 경제성 및 상업화 가능성 평가 자료 확보
□ 탄소 침적 억제가 가능한 반응 조건
- CH₄, CO₂, H₂O를 활용한 혼합추출 반응에서 탄소 침적을 최소화할 수 있는 온도 및 공급가스 조성 선정 (열역학 분석 및 기초 실험결과 확보)

□ 연구개발성과의 활용계획 (기대효과)
□ 시멘트 생산 시설과 연계한 1 Nm³/h급 수소 생산용 단위 반응 시스템 구성에 활용
□ 시멘트 산업의 고온 공정열을 수소 생산용 혼합추출 촉매 반응기에 활용하여 대량의 수소 및 합성가스 생산 시스템 구축 추진
- 시멘트 사업장의 신재생에너지 고온 열을 활용하여 에너지 비용 감축 가능
- 경제성이 확보된 CCU 반응 시스템 구축으로 탄소 감축 가능
- H₂ 대량 생산을 위한 기반 구축
- 사양 산업인 시멘트 사업의 패러다임 변화
□ 충북을 한국 탄소 감축 및 추출 수소 생산 기지화에 활용
- 부생수소가 생산되는 화학산업단지(울산, 여수, 대산) 외에 수소 생산 및 탄소 감축 기지를 구축하여 지역경제 활성화 도모
□ 기존 바이오가스 발전소에서 생산하는 CO₂와 CH₄를 활용하여 합성가스(H₂/CO), H₂ 동시 생산 시스템에 응용 가능

(출처 : 요약문 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요약문 ... 4
• 목차 ... 5
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 6
• 가. 기획 연구 필요성 ... 6
• 나. 연구개발 개요 (기획 아이디어) ... 7
• 다. 기획 연구의 범위 및 연구 목적 ... 8
• 2. 연구수행내용 및 성과 ... 9
• 가. 1 Nm3/h급 수소 생산 공정 PFD 설계 ... 9
• 나. 기술경제성 분석 ... 16
• 다. 시멘트 산업의 열 활용 기술 탐색 및 적용 방안 ... 25
• 라. 혼합추출 반응의 열역학적 분석 ... 28
• 마. 혼합추출 반응 실험 결과 ... 34
• 3. 목표 달성도 및 관련 분야 기여도 ... 39
• 4. 연구개발성과의 활용 계획 ... 41
• 가. 연구개발 결과의 활용방안 ... 41
• 나. 연구개발 결과의 기대효과 ... 42
• 붙임. 참고문헌 ... 43
• 끝페이지 ... 45