메탄의 수증기 개질과 CO 변성(전화) 공정으로 수소를 제조할 때의 반… | [가스기능장 필기] 19년 1회차 기출문제 상세 페이지
1[가스기능장 필기] 19년 1회차
메탄의 수증기 개질과 CO 변성(전화) 공정으로 수소를 제조할 때의 반응 특성에 대한 설명으로 옳은 것은?
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개질 반응 CH4 + H2O → CO + 3H2는 발열반응이므로 저온에서 운전할수록 유리하다.
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CO 변성 반응 CO + H2O → CO2 + H2는 발열반응이어서 저온일수록 평형에 유리하다.
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개질 반응은 기체 몰수가 감소하는 반응이므로 압력을 높일수록 메탄의 평형 전화율이 커진다.
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메탄 1 mol을 개질하고 생성된 CO를 모두 변성시키면 이론상 수소는 모두 3 mol이 얻어진다.
해설
옳은 설명은 CO 변성 반응이 발열반응이어서 온도가 낮을수록 평형상 수소 수율에 유리하다는 것이다. 그래서 실제 공정은 반응속도를 위한 고온 변성과 평형 수율을 위한 저온 변성을 차례로 둔다.
- 수증기 개질 반응은 큰 흡열반응이어서 니켈계 촉매 아래 고온에서 운전한다.
- 개질 반응은 기체 2 mol이 4 mol로 늘어나는 몰수 증가 반응이므로 르샤틀리에 원리상 압력이 낮을수록 평형 전화율이 커진다.
- 개질에서 수소 3 mol, 변성에서 1 mol이 더 생기므로 이론 수소량은 메탄 1 mol당 4 mol이다.
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