본문/내용
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천연가스 수증기 개질공정 설계 및 분석
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What is so Important
1. 연료전지
연료전지란
원리 및 특징
종류
연료 제조방법
2. 천연가스
수소제조 반응식
수소제조 방법
제조과정
필요한 에너지
3. 폐보일러
설계도
개질기 구조 및 원리
동심관형 reformer
관형 reformer
열 전달 방식
국내 기술 개발 현황
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1. 연료 전지
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Fuel cell, 연료전지
산소와 수소로 저장되어 있던 화학에너지를
전기에너지로 직접 변환시키는 전지.
특징
종래의 전지와는 달리 외부에서 연료와 공기를 공급하여 연속적으로 전기를 생산함
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연료전지, 원리 및 특징
특징
고효율 : `40%
무공해 : NOx/SOx 무배출
무소음 : 동작부 없음
모듈화 : 증설용이,용량다양
다연료 활용 가능
열병합 : 폐열활용가능
(효율: `70%)
Anode : H2 → 2H2 + 2e- Cathode : 1/2O2 + 2H+ +2e- → H2O Overall : H2 +1/2O2 → H2O + 전류 + 열
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연료전지, 종류
종류
전해질
동작
온도
촉매
이온이동
응용/비고
알칼리(AFC)
KOH
50~
200℃
Pt…
물 발효
핵심 기술 : 균주 분리 및 개선, 광합성 미생물 배양
수소생산 시스템
특징 : 대량 생산이 어려움, 기술의 경제성 확보어려움
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2. 천연 가스
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천연가스, 수소 제조 반응식
CH4+H2O→3H2+CO △H=206.28 kJ/mol (1)
CO+H2O→CO2+H2 △H=U41.3 kJ/mol
CH4 + 2H2O ⇔ CO2+ 4H2
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천연가스, 수소 제조 방법
1. 아연(Zn)과 같은 금속을 산과 반응시킨다.
2. 물을 전기분해 한다.
3. Methane
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천연가스, 수소 제조 방법
4. Propane
5. Ethanol
6. Gasoline
Isooctane :
Toluene :
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천연가스, 수소 제조 방법 기타
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천연가스, 수소 제조 방법 기타
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천연가스, 수소 제조 과정
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천연가스, 필요한 에너지
CH4 + H2O ↔ CO + 3H2
△H(298K) = 206 kJ/mol (흡열반응)
반응몰수 2 mole → 4mole
반응온도 증가 평형 전화율 증가
반응압력 증가 평형 전화율 감소
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천연가스, 필요한 에너지
CO + H2O ↔ CO2 + H2
△H(298K) = -41.2 kJ/mol (발열반응)
반응몰수 변화 없음
반응온도 증가 평형 전화율 감소
반응압력 영향 없음
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3. 폐 보일러
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폐열 보일러, 설계도
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폐열 보일러, 개질기 구조 및 원리
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폐열 보일러, 관형reformer
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폐열 보일러, 동심관형reformer
Tokyo Gas
Mitsubishi
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고온가스 혹은 화염으로부터 복사전열에 의해 필요한 열량을 공급하