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한국수소 및 신에너지학회 논문집 = Transactions of the Korean Hydrogen and New Energy Society v.18 no.4, 2007년, pp.382 - 390   피인용횟수: 5
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$CO_2/H_2$ 원천분리 SMART 시스템의 수소생산특성
Hydrogen Generation Characteristics of SMART System with Inherent $CO_2/H_2$ Separation

류호정   (한국에너지기술연구원 제로에미션연구센터CC0186897  );
  • 초록

    To check the feasibility of SMART(Steam Methane Advanced Reforming Technology) system, an experimental investigation was performed. A fluidized bed reactor of diameter 0.052m was operated cyclically up to 10th cycle, alternating between reforming and regeneration conditions. FCR-4 catalyst was used as the reforming catalyst and calcined limestone(domestic, from Danyang) was used as the $CO_2$ absorbent. Hydrogen concentration of 98.2% on a dry basis was reached at $650^{\circ}C$ for the first cycle. This value is much higher than $H_2$ concentration of 73.6% in the reformer of conventional SMR (steam methane reforming) condition. The hydrogen concentration decreased because the $CO_2$ capture capacity decreased as the number of cycles increased. However, the average hydrogen concentration at 10th cycle was 82.5% and this value is also higher than that of SMR. Based on these results, we could conclude that the SMART system can replace SMR system to generate pure hydrogen without HTS (high tempeature shift), LTS (low temperature shift) and $CO_2$ separation process.


  • 주제어

    수소 .   메탄수증기개질 .   이산화탄소 .   이산화탄소 흡수제 .   석회석.  

  • 참고문헌 (8)

    1. K. Johnsen, H. J. Ryu, J. R. Grace and C. J. Lim, 'Sorption-enhanced Steam Reforming of Methane in a Fluidized Bed Reactor with Dolomite as $CO_2$-acceptor', Chem. Eng. Sci., Vol. 61, 2006, pp. 1195-1202 
    2. IEA report, 'Prospects for Hydrogen and Fuel Cells', IEA Books, 2005, pp. 49-55 
    3. D. J. Moon and B. K. Lee, 'R&D Trends and Unit Process of Hydrogen Station', Korean Chem. Eng. Res., Vol. 43, No. 3, 2005, pp. 331-343     
    4. H. J. Ryu and G. T. Jin, 'Performance Estimation and Process Selection for Chemical-Looping Hydrogen Generation System', Trans. of the Korean Hydrogen and New Energy Society, Vol. 16, No. 3, 2005, pp. 209-218     
    5. H. J. Ryu, J. R. Grace, C. J. Lim, 'Simultaneous $CO_2/SO_2$ Capture Characteristics of Three Limestones in a Fluidized Bed Reactor', Energy & Fuels, Vol. 20, 2006, pp. 1621-1628 
    6. Y. C. Bak and K. J. Cho, 'Status for the Technology of Hydrogen Production from Natural Gas', Korean Chem. Eng. Res., Vol. 43, No. 3, 2005, pp. 344-351     
    7. C. Salvador, D. Lu, E. J. Anthony and J. C. Abanades, 'Enhancement of CaO for $CO_2$ Capture in an FBC Environment', Chem. Eng. J., Vol. 96, 2003, pp. 187-195 
    8. H. J. Ryu, 'Process Design and Selection of Operating Conditions for SMART System', Trans. of the Korean Hydrogen and New Energy Society, Vol. 18, No. 1, 2007, pp. 1-11     
  • 이 논문을 인용한 문헌 (5)

    1. Ryu, Ho-Jung ; Jin, Gyoung-Tae ; Bae, Dal-Hee ; Kim, Hong-Ki 2009. "Effects of Operating Variables on Solid Separation Rate in Two-interconnected Fluidized Beds System for Selective Solid Circulation" 화학공학 = Korean chemical engineering research, 47(3): 355~361     
    2. Ryu, Ho-Jung ; Jang, Myoung-Su ; Kim, Hong-Ki ; Lee, Dong-Kyu 2009. "A Study on Two-interconnected Fluidized Beds System for Selective Solid Circulation" 화학공학 = Korean chemical engineering research, 47(3): 337~343     
    3. Ryu, Ho-Jung ; Park, Young Cheol ; Lee, Seung-Yong ; Kim, Hong-Ki 2009. "Development of Solid Separator for Selective Solid Circulation in Two-interconnected Fluidized Beds System" 화학공학 = Korean chemical engineering research, 47(2): 195~202     
    4. Lee, Taeckhong ; Kim, Taewan ; Park, Taesung ; Choi, Woonsun ; Kim, Hongyoul ; Lee, Hongki 2013. "Hydrogen Impurities Analysis From Proton Exchange Membrane Hydrogen Production" 한국수소 및 신에너지학회 논문집 = Transactions of the Korean Hydrogen and New Energy Society, 24(4): 288~294     
    5. KIM, BO YEON ; KIM, DONG JIN ; KANG, EUN YOUNG ; KIM, TAE WAN ; SIM, HUI CHAN ; LEE, TAECK HONG 2015. "Commercial Production for the Hydrogen Generation with Alkaline Electrode Cells" 한국수소 및 신에너지학회 논문집 = Transactions of the Korean Hydrogen and New Energy Society, 26(3): 206~211     

 저자의 다른 논문

  • 류호정 (42)

    1. 2001 "가압열중량분석기를 이용한 국내무연탄의 연소특성 해석" 에너지공학 = Journal of energy engineering 10 (3): 243~252    
    2. 2003 "열량기준 50kW급 매체순환식 가스연소기의 개념설계 및 변수해석" 에너지공학 = Journal of energy engineering 12 (4): 289~301    
    3. 2003 "매체순환식 가스연소기 적용을 위한 5가지 산소공여입자들의 반응특성" 한국수소 및 신에너지학회 논문집 = Transactions of the Korean Hydrogen and New Energy Society 14 (1): 24~34    
    4. 2004 "매체순환식 가스연소기 적용을 위한 세 가지 산소공여입자들의 반응성 및 내마모성" 한국수소 및 신에너지학회 논문집 = Transactions of the Korean Hydrogen and New Energy Society 15 (3): 208~219    
    5. 2005 "석회석의 $CO_2$의 흡수특성에 미치는 흡수/재생 반응의 반복횟수와 $SO_2$ 농도의 영향" 에너지공학 = Journal of energy engineering 14 (3): 203~211    
    6. 2005 "금속매체 순환식 수소생산 시스템의 성능예측 및 공정선정" 한국수소 및 신에너지학회 논문집 = Transactions of the Korean Hydrogen and New Energy Society 16 (3): 209~218    
    7. 2007 "합성가스 연소 매체순환식 가스연소기 적용을 위한 최적 산소공여입자 선정" 화학공학 = Korean chemical engineering research 45 (5): 506~514    
    8. 2007 "SMART 시스템의 공정설계 및 조업조건 선정" 한국수소 및 신에너지학회 논문집 = Transactions of the Korean Hydrogen and New Energy Society 18 (1): 1~11    
    9. 2008 "3 kW급 매체순환식 가스연소기의 고체순환특성" 화학공학 = Korean chemical engineering research 46 (6): 1057~1062    
    10. 2009 "선택적 고체순환을 위한 2탑 유동층 시스템에서 고체분리속도에 미치는 조업변수들의 영향" 화학공학 = Korean chemical engineering research 47 (3): 355~361    

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