• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제52권6호
• /
• pp.768-774
• /
• 2014

황-요오드(Sulfur-Iodine, SI) 공정은 물을 분해시켜 수소를 생산하는 열화학 공정으로 공정에 사용되는 황과 요오드는 재순환된다. SI 공정 중 요오드가 분리 순환되는 Section III에서는 공정 효율 개선을 위해 다양한 방법이 개발되고 있다. EED(electro-electrodialysis)를 이용한 방법은 추가적인 화합물이 필요하지 않는 공정으로 Section III의 효율을 높일 수 있으나 공정 흐름에 포함된 요오드에 의해 상당한 부하가 걸리게 된다. 이를 해결하기 설계를 위한 기초 자료 제거 공정으로 결정화 방법이 고려되고 있다. 본 연구에서는 요오드 결정화 반응기 설계를 위한 기초 자료 확보를 위해 $I_2$ 포화 $HI_x$ 용액에서 요오드 결정의 침강 속도를 모델링 하였다. $HI_x$ 용액 조성은 열역학 모델인 UVa를 이용하여 결정하였으며 용액 물성은 순수한 물성들과 상관관계식을 활용하여 추산하였다. Multiphysics 전산툴을 이용하여 침강에 따른 속도 변화를 계산하였으며 요오드 직경과 온도에 따른 변화를 추산하였다. 직경(1.0~2.5 mm)과 온도($10{\sim}50^{\circ}C$) 범위에서 요오드는 0.5 m/s 내외의 종말 속도를 보이며 이 속도는 용액의 점도 보다 밀도에 더 크게 영향을 받는 것으로 나타났다.

• 에너지공학
• /
• 제15권2호
• /
• pp.127-137
• /
• 2006

화학연료 사용으로 야기된 환경문제, 경제문제를 해결하기 위한 방안으로 수소경제가 추진되고 있다. 원자력을 이용한 대량수소생산은 수소경제를 뒷받침하기 위한 현실적인 방안이다. 본 논문에서는 원자력수소 생산에 사용할 초고온가스로의 특징과 개발현황, 초고온가스로로부터 발생하는 고온의 열을 이용한 수소생산방법 중 유력시 되는 기술로서 요오드-황 열화학법, 황산하이브리드법, 고온전기분해법의 기술개발 현황과 방향을 소개한다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
• /
• 제23권1호
• /
• pp.1-7
• /
• 2012

This study was performed to develop a low Pt content catalyst as a catalyst for HI decomposition in S-I process. Bimetallic catalysts added various amounts of Pt on a silica supported Ni catalyst were prepared by impregnation method. HI decomposition was carried out using a fixed bed reactor. As a result, Ni-Pt bimetallic catalyst showed enhanced catalytic activity compared with each monometallic catalyst. Deactivation of Ni-Pt catalyst was not observed while deactivation of Ni monometallic catalyst was rapidly occurred in HI decomposition. The HI conversion of Ni-Pt bimetallic catalyst was increased similar to Pt catalyst with increase of the reaction temperature over a temperature range 573K to 773K. From the TG analysis, it was shown that $NiI_2$ remained on the Ni(5.0)-Pt(0.5)/$SiO_2$ catalyst after the HI decomposition reaction was decomposed below 700K. It seems that small amount of Pt in bimetallic catalyst increase the decomposition of $NiI_2$ generated after the decomposition of HI. Consequently, it was considered that the activity of Ni-Pt bimetallic catalyst was kept during the HI decomposition reaction.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 한국신재생에너지학회 2007년도 춘계학술대회
• /
• pp.69-72
• /
• 2007

The objective of this work was to study the properties of purification of two liquid phase for exclusion of impurities in each phase. The experiments for process variables were carried out in the temperature range($H_{2}SO_{4}$ phase: $413{\sim}513$ K, $HI_{x}$ phase: $353{\sim}453$ K) and in the $N_{2}$ flow rate range($H_{2}SO_{4}$, $HI_{x}$ phase: $50{\sim}200$ mL/min). As the results, it is appeared that the principles of $H_{2}SO_{4}$ phase purification was due to stripping, evaporation and reverse bunsen reaction and $HI_{x}$ phase purification was due to stripping and reverse bunsen reaction. In purification of $H_{2}SO_{4}$ phase, the concentration rate of $H_{2}SO_{4}$ phase was controled by temperature but the temperature had few effects on yield of $H_{2}SO_{4}$. In purification of $HI_{x}$ phase, we observed products of side reactions($H_{2}S$, S) over 433 K. The purity of $HI_{x}$ phase was increased with increasing $N_{2}$ flow rate because impurites were decreased with increasing conversion of reverse reaction.

• 한국수소및신에너지학회논문집
• /
• 제22권1호
• /
• pp.21-28
• /
• 2011

Fe, Ni and Co, typical active components, were dispersed on $Al_2O_3$ and $TiO_2$ for $SO_3$ decomposition. $SO_3$ decomposition was conducted at the temperature ranges from $750^{\circ}C$ to $950^{\circ}C$ using the prepared catalysts. Alumina based catalysts showed the surface areas higher than Titania based catalysts, which resulted from spinel structure formation of alumina based catalysts. Catalytic $SO_3$ decomposition reaction rates were in the order of Fe>Co${\gg}$Ni. The metal sulfate decomposition temperature were in the order of Ni>Co>Fe from TGA/DTA analysis of metal sulfate. During $SO_3$ decomposition, metal sulfate can form on the catalysts. $SO_2$ and $O_2$ can be produced from the decomposition of metal sulfate. In that point of view, the less is the metal sulfate deomposition temperature, the higher can be the $SO_3$ decomposition activity of the metal component. Therefore, it can be concluded that metal component with the low metal sulfate decomposition temperature is the pre-requisite condition of the catalysts for $SO_3$ decomposition reaction.

• 한국수소및신에너지학회논문집
• /
• 제19권2호
• /
• pp.111-117
• /
• 2008

A Bunsen reaction section is a primary stage of Sulfur-iodine thermochemical hydrogen production cycle. This section is important, because it decides the efficiency of next stages. In order to produce hydrogen very efficiently, the characteristics of Bunsen reaction were investigated via two experimental methods. The one is a phase separation of $H_2SO_4-HI-H_2O-I_2$ mixture system, and the other is a direct Bunsen reaction. The characteristics of each method were investigated and compared. As the result of this study, the amount of HI and $I_2$ in $H_2SO_4$ phase via Bunsen reaction was more decreased than that via $H_2SO_4-HI-H_2O-I_2$ mixture system with increasing $I_2$ concentration. However, the amount of $H_2SO_4$ in $HI_x$ phase via Bunsen reaction was remarkably increased with increasing $I_2$ concentration, while that via $H_2SO_4-HI-H_2O-I_2$ mixture system was decreased. On the other hand, the range of initial composition which is able to separate into two liquid phases without $I_2$ solidification was almost alike.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제44권4호
• /
• pp.410-416
• /
• 2006

원자력 열을 이용한 요오드-황 열화학 수소 제조 사이클에서 분젠 공정 부분의 고효율 운전을 목적으로 2 액상(황산 상과 $HI_x$ 상)으로의 분리 및 $H_2O$의 분배를 위한 $H_2SO_4-HI-H_2-O-I_2$ 혼합 계의 공정 특성을 연구하였다. 공정 변수 실험은 298~353 K의 온도 범위와 $H_2SO_4/HI/H_2O/I_2=1/2/14{\sim}20/0.5{\sim}8.0$의 몰 조성 범위에서 수행했다. 결과로서, $SO_2-I_2-H_2O$ 분젠 반응계를 위하여 계산에 의해 2 액상으로 분리되는 분리점 및 포화점의 사이의 범위를 결정하였다. 각상내 불순물들(황산 상내 HI 및 $I_2$ 그리고 $HI_x$ 상내 $H_2SO_4$)이 최소화되는 최적의 결과는 가장 높은 온도인 353 K와 가장 높은 $I_2$ 몰 농도에서 얻을 수 있었다. 이 조건에서 황산 상을 위한 $HI/H_2SO_4$와 $HI_x$ 상을 위한 $H_2SO_4/HI_x$ 몰 비율은 각각 0.024와 0.028였다. 각 상으로 $H_2O$의 분배를 위하여 $HI_x$와 $H_2O$ 사이의 친화력이 $H_2SO_4$와 $H_2O$ 사이의 친화력보다 우세한 것으로 나타났으며, $HI_x$와 $H_2O$ 사이의 친화력은 온도 증가에 따라 감소하고 $I_2$ 몰 농도에 따라 증가했다.

• 한국안전학회지
• /
• 제24권3호
• /
• pp.54-58
• /
• 2009

화석연료의 고갈과 환경문제로 인해 대체에너지 개발의 필요성이 대두되고 있다. 이에 거론되고 있는 대체에너지 중에서 물로부터 수소를 생산하는 기술은 탄소발생이 없는 매우 장래가 유망한 기술이다. IS 열화학적 물분해 공정은 거론되는 방법 중 매우 유망한 기술로 에너지원으로 900$^{\circ}C$ 이상의 열을 공급할 수 있는 고온가스냉각로(HTGR)를 시용하여 매우 능률적으로 수소를 생산할 수 있는 방법이다. 본 연구에서는 IS공정 의 초기사건을 도출하기 위해 주논리도(MLD)방법이 사용되어 화학물질의 유출을 야기할 수 있는 초기사건 9가지가 도출되었다. 또한 도출된 9가지 초기사건 중 6가지를 선정, 사건수목을 이용하여 정량화하였다.