• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 한국신재생에너지학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
• /
• pp.791-793
• /
• 2009

Hydrogen has been recognized of the energy source for the future, in terms of the most environmentally acceptable energy source. A pressurized fluidized bed reactor made of carbon steel with 0.076 m I.D. and 1.0 m in height was employed for the thermocatalytic decomposition of methane to produce amount of $CO_2$ - free hydrogen with validity from a commercial point of view. The fluidized bed was proposed for withdrawing of product carbons from the reactor continuously. The methane decomposition rate with the carbon black N330 catalyst was rapidly reached a quasi-steady state and remained for several hour. The methane thermocatalytic decomposition reaction was carried out at the temperature range of 850 - 950 $^{\circ}C$, methane gas velocity of 2.0 $U_{mf}$ and the operating pressure of 1.0 -3.0 bar. Effect of operating parameters such as reaction temperature, pressure on the reaction rates was investigated and predicted the effect of a change in conditions on a chemical equilibrium thermodynamically, according to Le Chatelier's principle.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 한국신재생에너지학회 2007년도 춘계학술대회
• /
• pp.57-60
• /
• 2007

A fluidized bed reactor made of quartz with 0.055 m I.D. and 1.0 m in height was employed for the thermocatalytic decomposition of methane to produce $CO_{2}$ - free hydrogen. The fluidized bed was proposed for the continuous withdraw of product carbons from the reactor. The methane decomposition rate with the carbon black N330 catalyst was quickly reached a quasi-steady state rate and remained for several hour. The methane and propane mixture decomposition reaction was carried out at the temperature range of 850 - 900 $^{\circ}C$, methane and propane mixture gas velocity of 1.0 $U_{mf}$ ${\sim}$ 3.0 $U_{mf}$ and the operating pressure of 1.0 atm. Effect of operating parameters such as reaction temperature, gas velocity on the reaction rates was investigated. The produced carbon by the methane decomposition was deposited on the surfaces of carbon catalysts and the morphology was observed by SEM image.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 한국신재생에너지학회 2007년도 추계학술대회 논문집
• /
• pp.97-100
• /
• 2007

A fluidized bed reactor made of quartz with 0.055 m I.D. and 1.0 m in height was employed for the thermocatalytic decomposition of methane to produce $CO_2$ - free hydrogen . The fluidized bed was proposed for the continuous withdraw of product carbons from the reactor. The methane decomposition rate with the carbon black N330 catalyst was quickly reached a quasi-steady state rate and remained for several hour. The methane and propane mixture decomposition reaction was carried out at the temperature range of 850 - 900 $^{\circ}C$, methane and propane mixture gas velocity of 1.0 $U_{mf}$ ${\sim}$ 3.0 $U_{mf}$ and the operating pressure of 1.0 atm. Effect of operating parameters such as reaction temperature, gas velocity on the reaction rates was investigated. The produced carbon by the methane decomposition was deposited on the surfaces of carbon catalysts and the morphology was observed by TEM image.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제45권3호
• /
• pp.209-214
• /
• 2007

Sr hexaaluminate($Sr_{1-x}La_xMnAl_{11}O_{19-\alpha}$)와 금속 alkoxide를 전구체로, 1-butanol과 ethylene glycol을 각각 용매로 사용한 sol-gel 법으로 합성하였다. 용매 변화에 따른 Sr hexaaluminate의 물리적 특성을 TG/DTA, XRD 및 $N_2$ adsorption을 이용하여 분석하였다. 합성 후 건조한 시료에 대한 열분해 거동을 분석한 결과는 1-butanol을 용매로 사용하여 합성한 hexaaluminate와 비교할 때, ethylene glycol을 용매로 이용한 경우 용매의 분해반응과 dehydroxylation 반응이 관찰되었고, 결정생성 온도도 상승하였다. Dehydroxylation 반응과 결정생성온도의 상승은 hexaaluminate의 소결현상을 가속시켜 낮은 비표면적의 원인이 되었다. 메탄에 대한 연소 반응으로 표면적 차이가 촉매 활성에 영향을 주었음을 확인하였다.

• 신재생에너지
• /
• 제17권1호
• /
• pp.40-49
• /
• 2021

In this study, the optical properties, heat transfer capabilities and chemical reaction performance of a methane thermal decomposition reactor using solar heat as a heat source were numerically analyzed on the basis of the cavity shape. The optical properties were analyzed using TracePro, a Monte Carlo ray tracing-based program, and the heat transfer analysis was performed using Fluent, a CFD program. An indirect heating tubular reactor was rotated at a constant speed to prevent damage by the heat source in the solar furnace. The inside of the reactor was filled with a porous catalyst for methane decomposition, and the outside was insulated to reduce heat loss. The performance of the reactor, based on cavity shape, was calculated when solar heat was concentrated on the reactor surface and methane was supplied into the reactor in an environment with a solar irradiance of 700 W/㎡, a wind speed of 1 m/s, and an outdoor temperature of 25℃. Thus, it was confirmed that the heat loss of the full-cavity model decreased to 13% and the methane conversion rate increased by 33.5% when compared to the semi-cavity model.

• 유기물자원화
• /
• 제23권1호
• /
• pp.23-28
• /
• 2015

본 연구는 회분식 실험을 통해 수거 형태에 따른 음식물류 폐기물의 혐기성 분해 특성을 평가하였다. 일반 종량제 봉투 내 음식물류 폐기물 (sample A)의 경우 최종 메탄 수율은 $285.6mL\;CH_4/g$ volatile solids (VS)로 가장 낮게 나타났으며 반응 속도는 $0.215d^{-1}$로 가장 높게 나타났다. RFID 기반의 폐기물 용기 내 음식물류 폐기물 (sample C)의 최종 메탄 수율 $493.4mL\;CH_4/g$ VS로 가장 높게 나타났으며 반응 속도는 $0.162d^{-1}$로 가장 낮게 나타났다. 모든 시료의 율속 단계 결정 계수는 양수로 나타나 메탄 생성 단계가 율속 단계인 것으로 나타났다.

• 멤브레인
• /
• 제15권4호
• /
• pp.330-337
• /
• 2005

[ $250^{\circ}C$의 고온에서 수증기 선택 투과 특성을 가지는 silica 막을 메탄을 탈수에 의한 dimethyl ether (DME) 합성 반응에 분리막 반응기로 적용하였다. Silica 전구체로서 tetraethoxysilane (TEOS)을 이용하여 초음파 분무 열분해 및 기상화학 증착법(CVD)법 등에 의해 다공성 스테인레스 스틸(SUS)에 silica 막을 합성하였다. CVD법에 의해 합성한 silica막의 수증기 투과도 및 메탄올에 대한 분리계수 상관관계 trade-off 선이 열분해 silica 막보다 높이 존재하였다. 수증기 투과도가 $1.2\times10^{-7}\;mol\;{\cdot}\;m^{-2}\;{\cdot}\;S^{-1}\;{\cdot}\;Pa^{-1}$ 이상이고, 메탄올에 대한 분리계수가 10 이상의 성능을 가지는 분리막 반응기에 대해서 기존 반응기 대비 $20\%$ 이상 메탄을 전환율이 향상되었다. 고온 수증기 선택성 silica 막이 메탄을 탈수 반응에 의해 생성되는 수증기를 제거함으로서 촉매 활성 저하를 억제하여 반응 전환율을 개선시키는 막 반응기로서의 효과를 확인할 수 있었다.

• 미생물학회지
• /
• 제34권3호
• /
• pp.96-100
• /
• 1998

연안 저서시료에 의한 benzene과 toluene, meta-xylene(BTX)의 혐기성 분해를 촉진시키기 위해 전자수용체 및 접종 시료의 적응에 따른 분해 정도를 조사하였다. 비적응 시료에 의해 BTX 는 10주 정도의 적응기 후에 분해되기 시작하여 16주 경과 후 benzene은 37~61%, toluene은 57~61% 분해되었다. 접종 시료별 혐기성 분해도는 유해물질의 유입이 많은 지역에서 채취한 시료가 우수한 분해력을 보였다. 그러나 6개월 가량 적응시킨 결과, 접종 시료별 BTX의 분해 차이는 나타나지 않았으며 적응기가 발생하지 않은 채 빨리 분해시켰다. BTX 단일 화합물을 첨가하였을 경우, 메탄생성 조건에서도 분해도가 다른 조건에 비해 다소 느리게 일어났으며, BTX 혼합체에서는 탈질화 조건에서 분해력이 다소 떨어졌다. BTX의 성분별 분해 정도는 m-xylene이 가장 빨랐으며, benzene의 분해가 가장 느렸다. 오랜 기간 BTX에 적응된 시료에 의해서도 m-xylene의 분해가 빨랐으나 benzene의 분해도 신속히 일어나 toluene과 비슷한 분해율을 나타냈다. 이러한 BTX의 혐기성 분해에 따라 독성이 감소하였다.

• 유기물자원화
• /
• 제27권4호
• /
• pp.25-33
• /
• 2019

하수슬러지로부터 바이오가스를 생산하기 위한 30 L 규모의 미생물전기분해전지 시스템의 초기 운전특성에 관한 연구를 수행하였다. 32일간의 식종기간동안, 운전시간이 경과함에 따라 이산화탄소 농도는 감소하고 메탄농도가 증가하였으며, 69.1%의 농도를 가진 메탄가스가 171.6 mL CH₄/L·d의 속도로 얻어졌다. 식종이 끝난 후에 6회의 운전 사이클동안 이루어진 회분식 실험에서, 66.5~77.2%의 농도를 가진 메탄을 184.9~372.9 mL CH₄/L·d의 생산속도로 얻어졌다. COD의 제거효율은 28.2~42.1%의 범위를 가지며, TS와 VS의 제거효율은 각각 20.7~37.5%와 18.5~36.9%의 범위를 가지는 것으로 나타났다. 식종 후 운전 사이클이 반복됨에 따라 시스템의 안정화가 이루어지는 것이 관찰되었다. 마지막 운전 사이클에서 메탄의 발생량과 수율은 각각 5221 mL/L와 316.7 L CH₄/kg COD_rem이었으며 에너지회수율은 73%이었다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제29권8호
• /
• pp.938-943
• /
• 2007

혐기성 소화조 슬러지 주입에 의한 디젤오염(10,000 mg/kg soil) 토양 내 석유계 탄화수소의 혐기성 분해에 관하여 조사하였다. 오염된 토양 50 g에 총휘발성 고형물 농도 2,000 mg/L인 소화조 슬러지를 15 mL/kg soil와 30 mL/kg soil 농도로 주입하고 90일간 배양한 결과, 각각 37.2%와 58.0%의 총석유계 탄화수소(TPH)의 분해율을 나타내었다. 슬러지를 주입하지 않은 오염토양 대조군과 멸균된 토양에 멸균된 슬러지를 주입한 대조군에서는 120일간의 배양에서 초기 첨가한 디젤의 17%와 4%가 각각 제거된 것에 비하여, 전자수용체의 종류를 달리한 여러 혐기성 조건, 즉, 질산염 환원 조건, 황산염 환원 조건, 메탄생성 조건, 혼합 전자수용체 조건 모두에서 소화조 슬러지 주입에 의해 토양 내 디젤의 40% 이상이 분해됨을 확인할 수 있었다. 배양 120일 동안의 오염토양 내 TPH의 분해율은 혼합 전자수용체 조건에서 75%로 가장 높았으며, 황산염 환원 조건(67%), 질산염 환원 조건(13%), 메탄생성 조건(43%) 순으로 나타났다. 그러나 난분해성 물질로 알려진 isoprenoid의 분해율은 황산염 환원 조건이 다른 전자수용체 조건에 비해 가장 높은 분해율을 나타내었다. 본 연구 결과를 통하여, 소화조 슬러지를 이용하여 혐기성 상태에서 오염토양 내 디젤을 분해하는 기술은 석유계 탄화수소로 오염된 토양의 실질적인 복원에 유용한 것으로 판단되었다.