Abstract
The purpose of this paper is to develop water jet plasma reactor and investigate the optimal condition of the syngas production by reforming of hydrocarbon fuel. Fuel used was propane and plasma was generated by arc discharge on water jet surface. Discharge slipping over the water surface has a number of advantages such as a source of short-wave and UV radiation, and it can be used for biological and chemical purification of water. Parametric screening studies were conducted, in which there were the variations of power ($0.18{\sim}0.74$ kW), water jet flow rate($38.4{\sim}65.6$ mL/min), electrode gap($5{\sim}15$ mm) and treatment time($2{\sim}20$ min). When the variations were 0.4 kW, 53.9 mL/min, 10 mm and 20 min respectively, result of maximum $H_2$ concentration was 61.6%, intermediates concentration were 6.1% and propane conversion rate was 99.8%.
본 연구는 Water jet 플라즈마 반응기를 개발하고 탄화수소 연료의 개질을 통한 합성가스 생산의 최적 조건을 연구하였다. 연료는 프로판을 사용하였다. 그리고 수표면에 아크 방전을 가하여 플라즈마를 발생하였다. 수표면의 방전은 short-wave, UV radiation 등을 발생시키는 이점을 가지고 있어 물의 생물학적 기리고 화학적 처리에 이용할 수 있다. 전력, Water jet의 유량, 전극간격 뿐만 아니라 처리시간에 따른 영향에 대해 연구하였다. 변수별 연구는 전력을 $0.18{\sim}0.74$ kW, Water jet의 유량을 $38.4{\sim}65.6$ mL/min, 전극간격을 $5{\sim}15$ mm 그리고 처리시간을 $2{\sim}20$ min에 따라 수행하였다. 상기 변수별 연구에서 0.4 kW, 53.9 mL/min, 10 mm and 20 min일 때 수소는 최대 61.6%를 나타냈으며 이 때 중간생성물의 농도는 6.1% 그리고 프로판 전환율은 99.8%를 나타냈다.
