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열에너지 저장을 위한 Ca(OH)2/CaO계의 가역 총괄 반응속도
이종호,이수각,가곡창신 한국화학공학회 1988 Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHA Vol.26 No.5
약 780k정도로 비교적 높은 온도에서 열저장을 할 목적으로 다음과 같은 발열 및 흡인과정을 가진 기고 반응사이클을 선택하였다. 즉 CaO + H₂O Ca(OH)₂ + 104.2 kJ/㏖ 수증기 발생장치가 부착된 미량 열천칭을 사용하여 총괄 반응속도에 관하여 기초적인 관점에서 이 반응사이클을 연구하였다. 반응물질 입자내의 수증기 농도분포는 여기서 제안한 수증기 화산모델을 근거로 하여 수치적으로 계산하였다. 본 모델에 의한 계산결과는 열중량 분석계(TGA)를 사용하여 시료의 평균입경 300-900㎛, 반응온도 403-689K, 수증기 농도4.2vol.%이하의 실험범위에서 얻은 실험결과와 잘 일치되고 있음을 보였다. 본 연구의 실험범위내에서는 CaO 입경이 증가함에 따라 느려지며, Ca(OH)₂의 탈수반응중에는 Ca(OH)₂ 입경의 영향이 거의 무시됨을 알 수 있었다. For the purpose of the thermal energy storage at relatively high temperature around 780 K, the following gas-solid reaction cycle including both an exothermic(hydration) and an endothermic(dehydration) process was chosen; CaO + H₂O Ca(OH)₂ + 104.2 kJ/㏖ This reaction cycle was studied from a fundamental point of view concerning overall reaction rate by using a microthermobalance equipped with a steam generator. Concentration profiles of steam within the reactant particle are numerically calculated based on the diffusion. model of steam proposed here. The calculated results showed fairly good agreement with experimental data which were obtained by using a thermogravimetric analysis (TGA) with the reactant solid particle size under 900㎛, the reaction temperature 403-689 K and steam concentration under 4.2 vol%. It was found within the range of experimental conditions employed in the present study that the reaction rate for the hydration of CaO decrease as the particle size of CaO pellet increases, but it is not a function of the particle size of Ca(OH)₂ pellet during the dehydration of Ca(OH)₂.
김종식,이수각,가곡창신,이영세 한국화학공학회 1990 Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHA Vol.28 No.6
화학적 열저장을 할 목적으로 본 연구에서는 기초적인 관점에서 반응 출발물질로 여러 가지 석회석을 시료로 사용하여 Ca(OH)₂/CaO계 열화학 반응사이클에 있어서 반응성에 대한 연구를 수행하였다. 이 열화학 반응사이클의 반응속도는 수증기 발생장치가 부착된 미량 열천칭에 의해 측정하였다. 실험 데이터는 반응온도 75-450℃,시료의 평균입경 5㎛이하, 수증기 농도 25vol.%이하의 실험조건에서 얻은 결과이다. 본 연구의 실험범위내에서는 소성된 dolomite중 산화 마그네슘이 수화과정중에 수화되지 않음을 알았다. 따라서 소성된 dolomite중 산화마그네슘은 반응과정의 수학적 모델링에서 불활성 물질로 취급할 수 있었다. 또한 소성 dolomite중 CaO의 수화반응에 대한 반응속도 상수는 다른 소성된 석회석중의 그것에 비해 약 1.5배 정도 높은 값을 나타내었으며, Ca(OH)₂ 탈수반응의 반응속도는 모든 종류의 석회석이 거의 일정함을 알 수 있었다. For the purpose of chemical heat storage, in this study, the reactivities of Ca(OH)₂/CaO thermochemical reaction cycle were studied from a fundamental point of view with various kinds of limestone. T'he reaction rate of the thermochemical reaction cycle was measured using a micro-thermobalance equipped with steam generator. The experimental data was obtained at conditions: the reaction temperature 75-450℃, the reactant particle size under 5㎛ and the steam concentrations under 25 vol.%. In the present study, it was found that the magnesium oxide of the calcined dolomite was not hydrated during the hydration process under the studied experimental conditions. The magnesium oxide of the calcined dolomite was regarded as an inert material fur modelling reaction kinetics. The reaction rate constant for the hydration of CaO in the calcined dolomite was about 1.5 times higher than that for the hydration of CaO in other calcined limestones, but the reaction rate fur the dehydration of Ca(OH)₂ is almost constant for all kinds of limestones.