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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 최정호, 최정주
- 발행연도
- 2021
- 저작권
- 동아대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수32
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IMO(International maritime organization)의 국제 해운분야에 대한 탄소배출규제가 2050년부터 강화됨에 따라 이를 대응하기 위한 여러 방안들이 떠오르고 있다. 이 중 수소 연료전지 추진은 본 규제를 만족시키기 위한 좋은 대응 방안이 될 수 있다. 그러나 수소는 고압 저장 및 극저온 저장과 같은 저장 한계가 존재한다. 따라서 이러한 수소의 저장 한계를 극복하기 위해 탄화수소를 개질하면 연료전지에 연속적인 수소 공급이 가능하다. 이때, 메탄올은 상압, 상온 저장이 가능하고 타 연료에 비해 개질 온도가 낮아 개질이 쉽다는 장점이 있다. 따라서 본 연구에서는 수소 연료전지 추진 선박에 메탄올 수증기 개질 시스템을 적용하기 위해 공정 변수에 따른 시스템 최적화를 진행하였다. 그 결과 SCR 2.0, 개질 압력 5 bara, 개질 온도 250℃에서 개질기를 운전하는 것이 가장 바람직하다는 것을 알 수 있었다. 또한 시스템 엑서지 분석을 통해 최적의 연소기 온도 제어 방법을 도출하였다. 과잉 공기로 연소기 후단 온도를 제어하는 것보다 물을 이용하여 연소기 온도를 제어하면 전체 시스템 엑서지 파괴가 약 4.6% 감소하고, 이때 연소기에 물을 분배하여 주입하는 방법으로 연소기 후단 온도를 제어할 시 연소기 전단에 주입하는 방법에 비해 연소기 엑서지 파괴가 약 4.4% 감소함을 알 수 있었다.
목차
Ⅰ. 서론 11. 연구 배경 12. 연구 목적 3Ⅱ. 연구 내용 및 결과 41. 시스템 모델링 41.1. 메탄올 수증기 개질기 시스템 구성 41.2. 개질기 모델링 51.3. H2 Filter 모델링 61.4. 연소기 모델링 62. 프로세스 시뮬레이션 및 운전 조건 83. 공정 최적화 ? Parametric study 103.1. SCR의 영향 113.2. 개질 압력의 영향 173.3. 개질 온도의 영향 244. 시스템 엑서지 분석 274.1. 엑서지 이론 274.2. 엑서지 기반 연소기 온도 제어 방법 최적화 295. 연소기 운전 방법 최적화 355.1. 공기 및 물 소모량 분석 375.2. 연소기 물 주입 방법에 따른 엑서지 분석 39Ⅲ. 결론 41참고문헌 43기호 및 약어 설명 47Abstract 49
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