메탄-수증기 개질반응을 위한 니켈 촉매의 고유반응속도모델 및 유효인자

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 메탄-수증기 개질반응시스템의 설계를 위해 촉매의 고유반응속도 모델과 펠릿 촉매의 유효인자를 제안하였다. 고유반응속도 모델의 도출을 위해, 반응온도 630 - 750 °C 및 steam-to-carbon ratio (S/C ratio) 2.7 - 3.5 범위에서 powder 촉매를 사용하여 반응속도를 측정하였다. 이를 기반으로, Langmuir chemisorption 이론으로 도출된 고유반응속도모델의 속도상수들을 효율적인 최적화 알고리듬을 이용하여 결정하였다. 그리고 펠릿 촉매에서의 물질전달 저항에 의한 반응속도 변화 효과를 반영하는 유효인자는 상기의 온도 및 S/C ratio 범위에서 펠릿 촉매층을 사용한 실험에서 확보된 반응속도 데이터를 통해 결정하였다. 따라서, 제시된 고유반응속도모델과 물질전달 효과가 반영된 유효인자는 실제 개질반응시스템의 촉매층 설계에 활용될 수 있다.