• 대한기계학회논문집B
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• 제31권10호
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• pp.855-859
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• 2007

Hydrogen as an energy carrier in fuel cell offers perhaps the largest potential benefits of reduced emissions of pollutants and greenhouse gases. The generation of high-purity hydrogen from hydrocarbon fuels is essential for efficient operation of fuel cell. Reduction of carbon monoxide to an acceptable level of 10ppm involves high temperature and low temperature water gas shift (WGS), followed by selective oxidation of residual carbon monoxide. The WGS reactor was designed and tested in this study to produce hydrogen-rich gas with CO to less than 5000 ppm. In the water gas shift operation, gas emerges from the reformer is taken through a high temperature shift (HTS) catalyst to reduce the CO concentration to about $2{\sim}4%$ followed to about 5000 ppm via a low temperature shift (LTS) catalyst.

• 대한환경공학회지
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• 제29권5호
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• pp.528-532
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• 2007

탄화수소계열의 연료로부터 고순도 수소를 생산하는 것은 연료전지의 효율적인 운전과 밀접하다. 일반적으로 대부분의 탄화수소연료에서 수소를 생산하는 과정은 수소, 일산화탄소, 이산화탄소와 수증기혼합물이 생성되는 개질과정 및 일산화탄소를 저감하는 전이반응과 선택적 산화반응 과정으로 구성되어있다. 전이반응은 일산화탄소를 이산화탄소로 전환하는 동시에 수소가 생성되는 고온전이와 저온전이로 구성된 두 단계의 촉매전환 공정이다. 전이반응은 개질가스를 고온전이 반응에서 일산화탄소를 $3\sim4%$까지 낮추며 저온전이 반응에서 0.5%까지 저감한다. 본 연구에서 개질가스 중 일산화탄소를 0.5% 이하로 저감하기 위하여 전이반응기 설계 및 실험을 진행하였다.

• 신재생에너지
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• 제5권2호
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• pp.9-14
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• 2009

Automobile Shredder Residue (ASR) is very appropriate in a gasification melting system. Gasification melting system, because of high reaction temperature over than $1,350^{\circ}C$, can reduce harmful materials. To use the gasification processes for hydrogen production, the high concentration of CO in syngas must be converted into hydrogen gas by using water gas shift reaction. In this study, the characteristics of shift reaction of the high temperature catalyst (KATALCO 71-5M) and the low temperature catalyst (KATALCO 83-3X) in the fixed - bed reactor has been determined by using simulation gas which is equal with the syngas composition of gasification melting process. The carbon monoxide composition has been decreased as the WGS reaction temperature has increased. And the occurrence quantity of the hydrogen and the carbon dioxide increased. When using the high temperature catalyst, the carbon monoxide conversion ratio ($1-CO_{out}/CO_{in}$) rose up to 95.8 from 55.6. Compared with average conversion ratio from the identical synthesis gas composition, the low temperature catalyst was better than the high temperature catalyst.

• 자원리싸이클링
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• 제30권6호
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• pp.12-18
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• 2021

수성가스 전환 반응은 가스화로 생성된 합성 가스에 수소 생산 증가와 H₂/CO 비율 제어를 위해 수증기를 첨가하는 가스화 후속 공정이다. 본 연구에서는 RPF(Refuse plastic fuel) 가스화 시스템의 합성가스를 대상으로 수성가스 전환 반응을 연구하였다. 수성가스 전환 반응은 촉매를 이용하여 high temperature shift(HTS) 와 low temperature shift(LTS) 반응에 대하여 lab scale 관형 반응기를 이용하여 반응 온도, steam/carbon ratio, 유량의 변화가 H₂ 생성과 CO 전환율에 미치는 영향을 조사하였다. 운전 온도는 HTS 시스템이 250-400℃, LTS 시스템이 190-220℃이며 steam/carbon ratio는 1.5-3.5로 변화시켰다. 반응 모의 가스의 농도는 RPF 합성가스의 농도를 기준으로 CO, 40vol%, H₂, 25vol%, CO₂, 25vol%이다. 반응 온도와 steam/carbon ratio가 증가함에 따라 CO 전환율 및 H₂ 생성량이 증가하고, 유량이 증가하면 촉매층의 체류시간 단축으로 CO 전환율과 H₂ 생성량이 감소하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제47권10호
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• pp.1-6
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• 2010

본 연구에서는 S-파라미터 측정 데이터를 사용하는 RF측정방법으로 short-channel MOSFET의 RF 캐패시턴스 전압(C-V) 곡선을 상온에서 $225^{\circ}C$까지 추출하였으며, 추출된 고온 종속 특성을 엠피리컬하게 모델링하였다. RF C-V 특성곡선의 weak inversion영역에서 온도 변화에 따른 voltage shift가 threshold voltage shift보다 적은 현상이 관찰되었지만, 기존 long-channel C-V 이론 방정식으로 설명할 수 없는 현상임이 입증되었다. 이러한 short-channel C-V 곡선의 고온 종속 모델링을 위해서 새로운 엠피리컬 방정식이 개발되었다. 이 방정식의 정확도는 모델된 C-V곡선과 측정 데이터가 넓은 온도범위에서 잘 일치하는 결과를 관찰함으로써 입증되었다. 또한, 높은 게이트 전압에서는 온도가 증가함에 따라 채널 캐패시턴스 값이 감소하는 것을 확인할 수 있다.

• 공업화학
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• 제19권2호
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• pp.157-160
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• 2008

탄화수소 계열의 연료로부터 고순도의 수소를 생산하는 것은 연료전지의 효율적인 운전과 밀접하다. 일반적으로 대부분의 탄화수소 연료에서 수소를 생산하는 과정은 수소, 일산화탄소, 이산화탄소와 수증기 혼합물이 생성되는 개질 과정 및 일산화탄소를 저감하는 전이반응과 선택적 산화반응 과정으로 구성되어 있다. 전이반응은 일산화탄소를 이산화탄소로 전환하는 동시에 수소가 생성되는 고온 전이와 저온전이로 구성된 두 단계의 촉매전환 공정이다. 일반적으로 개질기에서 생성된 개질 가스는 고온전이 반응기를 거쳐 일산화탄소 농도를 3~5%까지 저감한다. 본 연구에서는 고온전이 반응기를 설계 및 제작하여 일산화탄소 농도를 2~4%까지 저감하였다. 고온전이 반응에서 철이 첨가한 촉매(G-3C)를 사용하여 부분산화 개질에서 생성된 일산화탄소를 이산화탄소로 전환하였다. 그리고 고온전이 영향인자인 수증기 주입량, 개질 가스 조성, 반응온도, 개질 가스 주입량변화에 대한 연구를 진행하였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제27권6호
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• pp.621-627
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• 2016

Low-priced hydrogen is required in petrochemical industry for producing low-sulfur oil, and upgrading low-grade crude oil since environmental regulations have been reinforced. Steel industry can produce hydrogen from by-product gases such as Blast Furnace Gas (BFG), Coke Oven Gas (COG), and Linze Donawitz Gas (LDG) with water gas shift (WGS) reaction by catalysis. In this study, we optimized conditions for WGS reaction with commercial catalysts by BFG and LDG. In particular, the influence on activity of gas-hourly-space-velocity, and $H_2O/CO$ ratios at different temperatures were investigated. As a result, 99.9%, and 97% CO conversion were showed with BFG, and LDG respectively under $350^{\circ}C$ High Temperature Shift (HTS), $200^{\circ}C$ Low Temperature Shift (LTS), 3.0 of $H_2O/CO$, and $1500h^{-1}$ of GHSV. Furthermore, 99.9% CO conversion lasted for 250 hours with BFG as feed gas.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회B
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• pp.2228-2231
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• 2007

Water gas shift reactor in fuel processing is an important part that converts carbon monoxide into hydrogen. Fuel processing system for PEMFC usually has two stages of WGS reactors, which are high temperature and low temperature shifter. In this study we prepared noble metal catalysts and compared their performances with that of a commercial iron chromium oxide catalyst. Noble metal catalysts and the commercial catalyst showed quite different temperature dependence of carbon monoxide conversion. The conversion of carbon monoxide at the commercial catalyst was very low at medium temperature(${\sim}300^{\circ}C$) and increased rapidly as temperature increased while the conversion at noble metal catalysts was high in the medium temperature range and decreased as temperature increased, which is thermodynamically expected. Their characteristics agreed well with the literature published, and we are accomplishing further study for improvement of the noble metal catalysts.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제29권4호
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• pp.324-330
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• 2018

In this study a numerical study was conducted to show flow, temperature and gas distributions in a high temperature CO shift reactor which was designed specially for energy saving and then evaluated with the related experiment. Mole fractions of syngas at the end of the catalyst bed were predicted with various assumed pre-exponential factors, were compared with the corresponding experimental results and $10^8$ was finally selected as the value. With the selection, a base case was examined. It was calculated that the inlet duct attached asymmetrically to the CO shift reactor affects on the distribution of the upward momentum (+z directional). In addition, CO conversion ratio is achieved up to 90% in the catalyst bed and especially it reached up to 70% at the initial part of catalyst bed.

• 청정기술
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• 제28권1호
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• pp.1-8
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• 2022

미활용 저급자원인 석유코크스를 대상으로 고순도의 수소 생산을 위한 수성가스전이반응에 적용가능성을 확인하기 위하여 Cu/ZnO/MgO/Al₂O₃ (CZMA) 촉매를 공침법을 사용하여 제조하였다. 제조된 촉매는 BET, H₂-TPR을 사용하여 분석되었다. 촉매의 반응성 테스트는 고농도의 CO를 포함하는 합성가스로부터 단일 Low Temperature Shift 반응을 거치는 경우와 High Temperature Shift 반응을 거친 후 스팀의 응축 없이 즉시 LTS 반응을 거치는 두 가지의 경우를 비교 및 분석하였다. 두 조건에서 steam/CO 비, 유량 및 유속, 온도에 따른 반응특성을 확인하였다. 전환된 저농도의 CO와 스팀이 응축 없이 LTS로 즉시 주입되는 경우 많은 양의 스팀이 존재함에도 불구하고 대부분의 조건에서 다소 낮은 CO 전환율을 나타냈다. 또한 steam/CO비, 온도 및 유속에 대한 영향이 크게 나타나 최적의 조업조건을 결정하기에 추가적인 분석이 요구되었다. 반면, 고농도의 CO 기체를 포함하는 조건에서는 탄소침적 또는 촉매의 활성 저하가 나타나지 않았으며 대부분의 조건에서 높은 CO 전환율을 나타내었다. 결론적으로 Cu/ZnO/MgO/Al₂O₃ 촉매를 적용하여 고농도의 CO를 포함하는 합성가스 조성에서 적절한 조업조건을 적용시키면 단일 LTS 반응을 적용해도 고농도의 CO를 CO₂로 충분히 전환 가능함을 확인하였다.