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철 촉매를 이용한 Fischer-Tropsch 합성 반응과 수성 가스 전환 반응에 대한 반응 속도 연구
양정일 ( Jung Ii Yang ),천동현 ( Dong Hyun Chun ),박지찬 ( Ji Chan Park ),정헌 ( Heon Jung ) 한국화학공학회 2012 Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHA Vol.50 No.2
The kinetics of the Fischer-Tropsch synthesis and water gas shift reactions over a precipitated iron catalyst were studied in a 5 channel fixed-bed reactor. Experimental conditions were changed as follows: synthesis gas H2/CO feed ratios of 0.5~2, reactants flow rate of 60~80ml/min, and reaction temperature of 255~275˚C at a constant pressure of 1.5 MPa, The reaction rate of Fischer-Tropsch synthesis was calculated from Eley-Rideal mechanism in which the rate-determining step was the formation of the monomer species (methylene) by hydrogenation of associatively adsorbed CO. Whereas water gas shift reaction rate was determined by the formation of a formate intermediate species as the rate-determining step. As a result, the reaction rates of Fischer-Tropsch synthesis for the hydrocarbon formation and water gas shift for the CO2 production were in good agreement with the experimental values, respectively. Therefore, the reaction rates (r FT, r WGS, -r CO) derived from the reaction mechanisms showed good agreement both with experimental values and with some kinetic models from literature.
보문: 미립지공학·유동층·기후변화대응기술·연료전환기술 ; 벤치스케일(0.36 m × 22 m) 다단형 기포탑에서 다공판이 기포의 거동 및 기체 체류량에 미치는 영향
양정훈 ( Jung Hoon Yang ),허영걸 ( Young Gul Hur ),이호태 ( Ho Tae Lee ),양정일 ( Jung Ii Yang ),김학주 ( Hak Joo Kim ),천동현 ( Dong Hyun Chun ),박지찬 ( Ji Chan Park ),정헌 ( Heon Jung ) 한국화학공학회 2012 Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHA Vol.50 No.3
기포탑 반응기에서의 기체 체류량은 기포의 크기 분포 및 상승 속도와 밀접한 연관성을 갖는다. 따라서 많은 연구 자들에 의하여 기포탑 반응기 내에 기포의 크기를 제어하기 위한 연구들이 진행되어 왔다. 본 연구에서는 스파져 이외 의 영역에서도 기포의 거동을 제어하고 기체 체류량을 증진시키기 위하여 다단형 기포탑 반응기를 사용하였다. 특히, 3 종류의 서로 다른 크기의 반응기를 사용하여 다단 다공판이 기포의 유동 특성에 미치는 효과를 확인하였다. 나아가 개별 기포가 다공판을 통과하였을 때의 쪼개짐 빈도수 및 크기 분포 변화에 대하여 관찰함으로써 다공판의 영향에 대 한 이해를 넓혔다. 또한 다양한 다공판 배치 형태에 따른 유동 특성을 관찰함으로써 다단형 기포탑 반응기에서의 다공 판 설치에 대한 기준을 제시할 수 있었으며, 이를 바탕으로 높이 22 m, 직경 0.36 m의 벤치 스케일 다단형 기포탑 반 응기를 제작하여 그 성능을 확인하였다. The gas hold-up has a strong relationship with the size distribution and rising velocities of bubbles in a bubble column. Therefore, many previous researchers have studied on the hydrodynamics focusing on the bubble size variation in bubble column. In this study, the bubble behavior was influenced by partitioning porous plates installed at a certain height in a trayed bubble column. The gas hold-up was increased in non-sparging region (H/D > 5) as well as sparging region. We identified the effect of the partitioning porous plate using three trayed bubble columns with different reactor geometries. Furthermore, the bubble break-up frequency and size distribution were observed before and after individual bubbles penetrated through the plate. The arrangement of the plates was also investigated using a 0.15-m-in-diameter bubble column. Based on the result, we applied this design concept to a 0.36-m-in-diameter, 22 m tall trayed bubble column and identified the effect of the partitioning porous plate on the gas hold-up increase.