| 초록 |
천연가스 수증기 개질반응에 주로 사용되는 Ni/Al2O3 펠릿촉매는 낮은 열전도 특성으로 인해 열전달 속도가 느려 촉매층에서 온도구배가 생기며, 압력손실, 채널링 등으로 인해 반응 활성이 저하된다. 또한, 고온의 수증기 개질반응에서 펠릿 촉매의 낮은 유효인자(η=0.03)로 인해 촉매표면에서 반응이 주로 일어나 기공 내에 있는 촉매가 반응에 거의 참여하지 못하는 문제점이 있다. 이에 대한 대안으로 모노리스와 같은 구조체 촉매는 반응 체적대비 넓은 기하학적 반응 표면적(S/V, compact factor)을 제공하고 열전달 속도 (US/V, intensification factor)를 향상시키는 이점을 지닌다. 특히, 모노리스 구조체는 규칙성 채널을 통해 압력손실 및 채널링의 문제점을 해결할 수 있다는 장점을 지닌다. 본 연구에서는 일반적으로 사용되고 있는 알루미나 금속산화물과 달리 열전달 특성과 기계적 강도가 우수한 SiC 모노리스를 지지체로 사용하여 15%Ni/MgAl2O4 촉매 슬러리 용액을 워시코팅하여 제조하였다. 특성분석으로는 H2-TPR, BET, H2-Chemisorption을 수행하였으며, 반응실험은 GHSV=6,000~30,000/h, T=700℃, S/C=3 에서 수행하였다. 기준 촉매로 15% Ni/MgAl2O4 펠렛 촉매를 사용하여 성능을 비교하였다. |
