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미국화학공업의 수소생산 에너지와 물질수지

전문가 제언: ○ 본문은 미국의 수소 생산 공정에서 Drexel 대학이 발표한 모델과 CIR 데이터베이스를 연계하여 에너지 수지를 작성하였다. 이 결과를 미국 통계청의 데이터로부터 얻은 에너지 최종용도 모델의 결과와 비교하여 그 유효성을 입증하였다. 그리고 전국적인 공업용 가스 제조 데이터로부터 특정 제품(수소)의 에너지 수지를 계산하는 하향식 분석으로 Texas A&M 대학의 카타르 분교에 있는 사람이 미국의 정보를 분석한 매우 이색적인 자료이다.

○ 본문의 방법론을 종합하면 공업용 가스 제조 부문의 에너지 최종-용도 모델에서 취급하는 모든 가스의 “전체” 에너지 소비값을 얻었다. 그러나 “각 제품”의 공정 수준에서 자세한 에너지 소비 정보를 주는 에너지 수지 모델은 에너지 공정단계 모델이기 때문에 수소 생산의 각 공정 단계에서 에너지 소비량을 주는 것은 수소 생산 에너지 공정 모델이지 에너지 최종용도 모델은 아니다.

○ 여기서는 에너지 최종용도 모델을 이 부문에서 각 제품의 에너지 공정단계 모델을 검증하는 데 사용하였다. 즉 일곱 개 제품의 에너지 공정단계 모델의 에너지값의 합은 에너지 최종용도의 전체 에너지 소비량과 같도록 하여 이 계산의 유효성의 입증하였다. 그뿐 아니라 에너지 공정단계 모델을 영점 조정하여 실제 운전 데이터와 가까운 일치를 유도하는데도 사용하였다.

○ 본 연구에서 대표적 수소 생산 공정으로 선정한 메탄의 수증기 개질은 현재 수소 대량생산에 가장 경제적인 공정으로 알려져 있다. 메탄은 천연가스의 주 성분이므로 실제로는 천연가스의 개질을 의미한다. 개질 공정에서 발생하는 일산화탄소는 수증기와 전환반응으로 알려진 반응을 통하여 다시 한 분자(일산화탄소 한 분자에 대하여) 수소를 얻는다.

○ 보통 고온과 저온에서 각 한 번씩 두 단계를 거쳐 전환반응이 완성된다. 그 뒤 이 생성 가스에 포함된 이산화탄소는 최종적으로 한 번 흡수하여 제거한다. 그러나 본문의 2차에 걸친 CO2 흡수를 계산하였는데 이 단계가 반드시 필요한지 의문이다.

저자: Nesrin Ozalp
자료유형: 학술정보