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보고서 상세정보

LNG 직접부분산화 및 평형억제에 의한 고효율 합성가스제조시스템개발
Development of syngas production system from LNG by direct partial oxidation in membrane reactor

  • 사업명

    21C프론티어연구개발사업

  • 과제명

    LNG 직접부분산화 및 평형억제에 의한 고효율합성가스제조시스템개발

  • 주관연구기관

    한국에너지기술연구원
    Korea Institute of Energy Research

  • 연구책임자

    박종수

  • 참여연구자

    윤왕래   정순관   박상호   박현설  

  • 보고서유형

    1단계보고서

  • 발행국가

    대한민국

  • 언어

    한국어

  • 발행년월

    2005-03

  • 과제시작년도

    2003

  • 주관부처

    과학기술부

  • 사업 관리 기관

    한국과학재단
    Korea Science and Engineering Foundtion

  • 등록번호

    TRKO201000011944

  • 과제고유번호

    1350004189

  • 키워드

    분리막.수소.탄화수소.개질.촉매.팔라듐.membrane.hydrogen.hydrocarbon.reforming.catalyst.palladium.

  • DB 구축일자

    2013-04-18

  • 초록 


    - Syngas production system from hydrocarbon is the matured technique in the chemical fertilizer and petrochemical industry.
    - ...

    - Syngas production system from hydrocarbon is the matured technique in the chemical fertilizer and petrochemical industry.
    - Recently, many researches for syngas production system with small capacity have been conducted according to the needs of hydrogen for fuel cell and reductant gases for removal of pollutants.


    - 본 연구는 분리막 반응기를 이용하여 반응분리 동시공정을 이용한 수소 제조 시스템 개발을 목적으로 6년(2단계)간 진행 계획임.
    - 1단계(3년)에서는 시스템 구성에 필요한 핵심 요소기술(분리막 지지제 제조, 팔라듐계 수소분...

    - 본 연구는 분리막 반응기를 이용하여 반응분리 동시공정을 이용한 수소 제조 시스템 개발을 목적으로 6년(2단계)간 진행 계획임.
    - 1단계(3년)에서는 시스템 구성에 필요한 핵심 요소기술(분리막 지지제 제조, 팔라듐계 수소분리 막제조, 분리막 모듈설계, 저온용 탄화수소 개질 촉매 최적화)의 확보를 목표로 연구를 진행 하였으며 추진된 연구내용 및 결과는 다음과 같다.
    - 팔라듐계 치밀 분리막의 지지체는 다입경 분포(50nm-$5\mu{m}$)를 갖도록 니켈 파우더를 혼합, 압착하여 제조함.
    - 제조된 지지체(다공성 분리막)는 $H_{2}/CO_{2}$의 선택도 40에 이르는 미세 기공 분포를 나타냄. 이 때 분리도는 평균기공 분포에 의한 효과와 함께 니켈 파우더와 수소의 흡착특성에 의한 기여로 평가됨.
    - 치밀 분리막을 제조하기 위하여, 지지체를 프라즈마 전처리를 통하여 활성화 한 다음, 니켈전해도 금을 통하여 지지체의 표면 거칠기의 완화와 함께 팔라듐과의 접합을 향상함.
    - 표면 처리완성된 지지체에 팔라듐을 스파터링을 통하여 $2-5\mu{m}$의 두께로 코팅한 다음, 구리를 팔라듐의 상층부에 스파터링 및 열처리를 통하여 pin hole을 제거하는 방법으로 치밀 분리막을 제조함.
    - 제조 완성된 치밀 분리막은 수소/질소의 선택도 1,000,000 이상으로 pin hole free의 성능임. 수소의 투과량은 1 ml/cm2.min.atm 이상으로서 $20\mu{m}$의 파라듐 foil보다 높은 수준임.
    - 분리막 모듈은 적층 방법으로 컴팩트하게 설계함.
    - 개질 촉매는 다양한 반응조건에 대한 실험결과를 확보하여 최종 시스템의 설계 및 운전자료를 제공함.


  • 목차(Contents) 

    1. 표지...1
    2. 제출문 ...2
    3. 초록 ...3
    4. 요약문 ...4
    5. SUMMARY...8
    6. CONTENTS...12
    7. 목차 ...14
    8. 제1장 연구개발과제의 개요 ...24
    9. 제1절 연구의 목적 ...24
    10. 제2절 연구의 필요성 ...26...
    1. 표지...1
    2. 제출문 ...2
    3. 초록 ...3
    4. 요약문 ...4
    5. SUMMARY...8
    6. CONTENTS...12
    7. 목차 ...14
    8. 제1장 연구개발과제의 개요 ...24
    9. 제1절 연구의 목적 ...24
    10. 제2절 연구의 필요성 ...26
    11. 1. 분리막 ...26
    12. 2. 분리막 모듈 ...27
    13. 3. 저온용 탄화수소 개질 촉매 ...27
    14. 4. 시스템 구성 ...28
    15. 제3절 연구의 범위 ...29
    16. 1. 분리막 제조 ...29
    17. 2. 분리막 모듈 개발 ...30
    18. 3. 촉매 조성 최적화 ...30
    19. 제2장 국내외 기술 개발 현황 ...31
    20. 제1절 탄화수소 개질 촉매 ...31
    21. 제2절 분리막 ...34
    22. 1. 고밀도 분리막 ...34
    23. 2. 다공성 분리막 ...36
    24. 제3절 매세유로 반응기(MCR) ...41
    25. 제3장 연구수행 내용 및 결과 ...45
    26. 제1절 연소 및 개질 촉매 ...45
    27. 1. 실험방법 ...45
    28. 2. 실험결과 및 고찰 ...50
    29. 제2절 분리막 ...87
    30. 1. 분리막 기술의 원리 ...87
    31. 2. 실험방법 ...88
    32. 3. 다공성 분리막 ...92
    33. 4. Dense 분리막 ...118
    34. 5. 적층에 의한 분리막 모듈 개발 ...154
    35. 제3절 분리막 미세유로 반응기(MCR)의 개발 ...158
    36. 1. MCR 개발을 위한 기초실험 ...158
    37. 2. 촉매 코팅 기술 ...160
    38. 3. MCR을 이용한 연소 및 개질 반응 특성 ...162
    39. 4. MCR 분리막 반응기의 구성 및 제작 ...178
    40. 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ...186
    41. 제1절 목표 달성도 ...186
    42. 제2절 관련분야의 기술발전에 기여도 ...187
    43. 제5장 연구개발결과의 활용계획 ...189
    44. 제1절 추가연구의 필요성 ...189
    45. 제2절 타 연구에의 응용 ...190
    46. 제3절 기업화 추진방안 ...190
    47. 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ...191
    48. 제1절 분리막 이용 수소제조 ...191
    49. 제2절 Micro-channel reformer ...195
    50. 제3절 reformer 가열 시스템 ...196
    51. 제7장 참고문헌 ...198
  • 참고문헌

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