마이크로파를 이용한 불균일 기체상 촉매반응

전문가 제언

○ 마이크로파는 내부가열이라는 독특한 메커니즘으로 대상물질 자체가 발열체와 같은 역할을 하여 가열되므로 에너지 이용 효율이 높고 가열 속도가 매우 빨라서 여러 가지 화학공정과 식품공업에서 가열원으로 사용하고 있다. 특히 마이크로파를 이용한 화학반응은 일반 가열 방법과 비교하여 수득율과 전환율이 높고 반응속도가 빨라서 반응시간을 대폭 줄일 수 있는 장점이 있다. 그러나 마이크로파가 어떻게 이와 같은 효과를 나타내는지에 대하여는 아직 그 확실한 이유는 밝히지 못하고 있다.

○ 이 문헌에서는 불균일 촉매반응의 최근 연구 개발 동향을 정리하였다. 메탄의 산화, 분해, 중합, 개질 및 CO2로부터 메탄의 합성, SO2와 NOx와 같은 대기오염 물질의 분해 등 여러 가지 불균일 촉매반응들이 연구되었으며 거의 모든 반응들이 수득율과 선택도, 전환율이 높고, 반응속도가 빨라져서 반응시간이 단축되며, 반응온도가 일반 가열방법에서 보다 더 낮아지는 등의 효과를 나타내었다. 이러한 효과는 국소 가열에 의한 고체 촉매와 기체 사이의 온도구배 때문인 것으로 설명하고 있다.

○ 반응의 제어와 장치설계 및 효율적인 운전을 위해서는 반응의 온도를 정확하게 측정할 수 있어야 한다. 그러나 일반적인 온도측정기구들은 전자기파 분위기에서 간섭을 받아서 정확한 측정이 어렵다. 마이크로파의 효과를 밝혀내지 못하는 것도 정확한 온도의 측정이 이루어지지 못하기 때문이다. 현재는 광섬유 온도계가 가장 유용하나 비교적 고가이고 센서 부분이 약해서 파손될 위험이 있어 사용에 주의가 필요하다.

○ 마이크로파 가열의 수치적 접근 연구는 아직 많지 않다. 불균일계에 마이크로파 가열이 더해져 해석이 매우 복잡하므로 여러 가정을 통해 단순화시킨 모델이 개발되어 사용된다. 촉매의 국소가열 존재 여부는 결과들이 일치하지 않고 있다. 식품공업에서 개발한 기체-고체 불균일계 마이크로파 가열 모델이 잘 맞으므로 이를 응용하는 것이 좋을 것이다.

저자

Tomasz Durka et al.

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

화학·화공

연도

2009

권(호)

32(9)

잡지명

Chemical Engineering and Technology

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

1301~1312

분석자

김*찬

분석물

• 마이크로파를 이용한 불균일 기체상 촉매반응.pdf [396,962 byte]

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