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멤브레인 = Membrane Journal v.20 no.3, 2010년, pp.228 - 234  

Water Gas Shift (WGS) 공정에 대한 분리막 반응기의 동적 모사
Dynamic Simulation of Membrane Reactor for WGS Reaction

오민   (한밭대학교 화학공학과UU0001501  ); 이용   (한밭대학교 화학공학과UU0001501  ); 홍성욱   (한밭대학교 화학공학과UU0001501  );
  • 초록

    본 연구에서는 Water Gas Shift (WGS) 반응이 일어나는 분리막 반응기 (MR) 대상공정에 대해서 동적모사 (dynamic simulation)를 실시하고 시간과 위치에 따른 온도 및 수소 농도 변화 등을 살펴보았다. 모사 결과에 의하면 도입부에서 반경방향으로의 수소 농도, 수소 분압 및 온도차가 가장 컸으며 출구에서 가장 작았다. 또한, 수소분압의 차이가 가장 큰 도입부에서 수소의 flux가 가장 크게 나타나며 출구에서 일산화탄소의 전환률은 0.65였다.


    In this study, dynamic simulation of membrane reactor was performed for water gas shift reaction and temperature, hydrogen concentration, etc. were investigated as a function of time and position. Simulation results indicated that differences of hydrogen concentration, hydrogen partial pressure, and temperature in the radial direction, were larger in the entrance than in the exit. In addition, the hydrogen flux was the largest in the entrance, where the hydrogen partial pressure difference was the largest, and the conversion of carbon monoxide in the exit was about 0.65.


  • 주제어

    membrane reactor .   water gas shift reaction .   hydrogen.  

  • 참고문헌 (13)

    1. W. H. Chen and J. G. Jheng, "Characterization of water gas shift reaction in association with carbon sequestration", J. Power Sources, 172, 368 (2007). 
    2. J. H. Tong, L. L. Su, K. Haraya, and H. Suda, "Thin Pd membrane on alpha-Al2O3 hollow fiber substrate without any interlayer by electroless plating combined with embedding Pd catalyst in polymer template", J. Membr. Sci., 310, 93 (2008). 
    3. M. Ni, D. Y. C. Leung, and M. K. H. Leung, "A review on reforming bio-ethanol for hydrogen economy", Int. J. Hydrogen Energy, 30, 225 (2005). 
    4. A. Naidja, C. R. Krishna, T. Butcher, and D. Mahajan, "Cool flame partial oxidation and its role in combustion and reforming of fuels for fuel cell systems", Prog. Energy. Combust., 29, 155 (2003). 
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    7. S. I. Jeon, J. H. Park, S. J. Lee, and S. H. Choi, "Fabrication and stability of V/YSZ cermet membrane for hydrogen separation", Membrane Journal, 20, 62 (2010).     
    8. S. J. Lee, S. I. Jeon, and J. H. Park, "Fabrication and stability of Pd coated Ta/YSZ cermet membrane for hydrogen separation", Membrane Journal, 20, 69 (2010).     
    9. W. H. Chen and I. H. Chiu, "Modeling of transient hydrogen permeation process across a palladium membrane", Appl. Energy, 87, 1023 (2010). 
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    11. A. Brunetti, A. Caravella, G. Barbieri, and E. Drioli, "Simulation study of water gas shift reaction in a membrane reactor", J. Membr. Sci., 306, 329 (2007). 
    12. G. Chiappetta, G. Clarizia, and E. Drioli, "Theoretical analysis of the effect of catalyst mass distribution and operation parameters on the performance of a Pd-based membrane reactor for water-gas shift reaction", Chem. Eng. J., 136, 373 (2008). 
    13. S. Hara, K. Haraya, G. Barbieri, and E. Drioli, "Reaction rate profiles in long palladium membrane reactors for methane steam reforming", Desalination, 233, 359 (2008). 

 저자의 다른 논문

  • 오민 (13)

    1. 2003 "Polysulfone/SPEEK 블랜드 고분자 전해질 막 제조 및 특성 연구" 멤브레인 = Membrane Journal 13 (1): 47~53    
    2. 2007 "Water Gas Shift Reactor의 Multiscale 모델링 및 모사" 화학공학 = Korean chemical engineering research 45 (6): 582~590    
    3. 2007 "Multi-sized 혼합입자의 충전 분율 해석 및 예측을 위한 소프트웨어 개발" 공업화학 = Applied chemistry for engineering 18 (6): 636~642    
    4. 2008 "Water Gas Shift Reaction을 위한 Multi-tubular Reactor 모델링 및 모사" 화학공학 = Korean chemical engineering research 46 (5): 931~937    
    5. 2014 "상세 모델링을 통한 RDX 연소 동특성 분석" 청정기술 = Clean technology 20 (4): 398~405    
    6. 2014 "HMX의 양에 따른 최대압력 및 폭풍파속도 분석" Korean chemical engineering research = 화학공학 52 (6): 706~712    
    7. 2015 "수학적 모델링 방법에 기초한 복합발전 공정의 정상상태 모사시스템 개발" Korean chemical engineering research = 화학공학 53 (5): 545~552    
    8. 2016 "회수 Cyclotol의 비군사화를 위한 소각공정" 韓國軍事科學技術學會誌 = Journal of the KIMST 19 (4): 545~550    
    9. 2017 "폴리제너레이션 성능 모사 연구" 한국수소 및 신에너지학회 논문집 = Transactions of the Korean Hydrogen and New Energy Society 28 (4): 352~360    
    10. 2019 "프로판과 부탄 분리를 위한 고효율 분리벽형 증류탑 설계" 한국수소 및 신에너지학회 논문집 = Transactions of the Korean Hydrogen and New Energy Society 30 (1): 83~94    
  • 홍성욱 (20)

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