Abstract
A third of primary energy is lost as a waste heat. To improve this inefficient use of energy, systems using chemical reaction have been suggested and studied. In this study, methanol decomposition/synthesis reaction as a chemical reaction was selected for long time heat storage and long distance heat transport system because of safe, cheap and gaseous product. The purpose of this study is to find the optimal conditions in the methanol decomposition and synthesis reactions for long distance heat transport. Several parameters such as reaction temperature, pressure, $H_2$/CO ratio, space velocity, catalyst particle size were tested to find the effects on the reaction rates for the methanol synthesis. And the reaction temperature, space velocity, catalyst particle size were tested to find the effects on the production concentration for the methanol decomposition.
최근 국내 연간 1차 에너지 사용량의 약 30% 이상이 폐열로 손실되어지고 있다. 이러한 현실을 타개하기 위하여, 본 논문에서는 장거리 열수송시 에너지 손실을 최소화할 수 있는 신기술로 화학 열변환을 이용한 장거리 열수송 기술을 채택하여, 화학 열변환에 있어서의 최적조건 도출을 목적으로 하였다. 화학 열변환을 위한 반응에 대해서는 많은 연구와 기술개발이 이루어지고 있으며, 그 중 물질이 안정하고, 값이 저렴하며, 생성물이 가스인 메탄올 분해 합성 반응이 가장 타당한 것으로 판단되었다. 본 연구에서는 장거리 열수송 기술 개발에 필요한 메탄올 분해 합성 반응 촉매를 각각 선정하여, 열수송 시스템 구축을 위한 메탄올 분해 합성 반응의 최적화 조건 도출을 위한 실험 연구를 수행하였다. 메탄올 합성 반응에서는 온도, 압력, $H_2$/CO ratio, 공간 속도, 촉매 형태에 따른 영향을 보았고, 메탄올의 분해 반응에서는 온도, 공간속도, 촉매 형태를 변수로 하여 상압에서 영향을 분석하여 메탄올 분해 합성 반응의 최적화 조건을 제시하였다.
