Applied Chemistry for Engineering (공업화학)

The Korean Society of Industrial and Engineering Chemistry (한국공업화학회)
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Conversion Characteristics of CH4 and CO2 in an Atmospheric Pressure Plasma Reactor

대기압 플라즈마 반응기에서의 CH4와 CO2의 전환처리 특성

  • Kim, Tae Kyung (Department of Chemical Engineering, Kangwon National University) ;
  • Lee, Won Gyu (Department of Chemical Engineering, Kangwon National University)
  • 김태경 (강원대학교 화학공학과) ;
  • 이원규 (강원대학교 화학공학과)
  • Received : 2011.08.13
  • Accepted : 2011.10.07
  • Published : 2011.12.10
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Abstract

Conversion characteristics of $CH_4$ and $CO_2$ was studied using an atmospheric pressure plasma for the preparation of synthesis gas composed of $H_2$ and CO. The effects of delivered power, total gas flow rate, and gas residence time in the reactor on the conversion of $CH_4$ and $CO_2$ were evaluated in a plasma reactor with the type of dielectric barrier discharge. The increase of reactor temperature did not affect on the increase of conversion if the temperature does not reach to the appropriate level. The conversion of $CH_4$ and $CO_2$ largely increased with increasing the delivered power. As the $CH_4/CO_2$ ratio increased, the $CH_4$ conversion decreased, whereas the $CO_2$ conversion increased. Generally, the $CH_4$ convesion was higher than the $CO_2$ conversion through the variation of the process parameters.

대기압 플라즈마 반응기를 이용한 메탄과 이산화탄소의 전환처리로 수소와 일산화탄소로 구성된 합성가스를 제조하는 공정특성을 연구하였다. 유전체 격벽 방전방식의 플라즈마 반응기를 인가전력, 혼합가스의 구성비 및 사용된 반응기의 갯수 등의 공정변수들에 대하여 메탄과 이산화탄소의 전환율에 미치는 영향이 분석되었다. 인가전력의 공급에 따라 플라즈마 반응기 자체의 온도 상승이 일어나지만 반응기 온도 증가가 반응기체의 전환율 향상에 효과가 크지 않았다. 그러나 인가전력이 증가할수록 메탄과 이산화탄소의 전환율이 크게 증가하였다. 반응기체인 $CH_4/CO_2$ 비가 커질수록 $CH_4$의 전환율은 감소하나 $CO_2$의 경우는 증가하였다. 전체적으로 반응에 따른 $CH_4$의 전환율이 $CO_2$의 전환율보다 큰 경향성을 보인다.

Keywords

Acknowledgement

Supported by : 한국과학재단

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