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석탄 합성가스 정제용 탈황제의 흡수/재생 온도 변화에 따른 황흡수 특성
백점인(Baek, Jeom-In),류정호(Ryu, Jungho),이중범(Lee, Joong Beom),엄태형(Eom, Tae-Hyoung),이기선(Lee, Kisun),위영호(Wi, Yong-Ho),류청걸(Ryu, Chong Kul) 한국신재생에너지학회 2010 한국신재생에너지학회 학술대회논문집 Vol.2010 No.06
고체 흡수제를 이용한 석탄합성가스 중의 황제거 기술은 습식 스크러빙 방식에 비해 고온에서 운전가능하므로 석탄가스화복합발전의 효율 향상을 가져올 수 있다. 고체탈황제는 서로 연결된 두 개의 유동층 반응기를 순환하면서 흡수탑에서는 합성가스 중의 H₂S로부터 황을 흡수하고 재생탑에서는 공기 중의 산소와 흡수된 황이 반응하여 SO₂를 배출하고 재생된다. 따라서 고체 황 흡수제는 유동층 공정에 응용가능한 물성과 함께 높은 황흡수능과 빠른 반응성이 요구된다. 본 연구에서는 기존 개발된 고체 탈황제가 가졌던 소성시 수축 현상, 낮은 내마모도 등을 개선하기 위해 지지체 조성을 변경하여 개발한 분무성형 탈황제의 흡수 재생 온도에 따른 황흡수 특성 변화를 조사하였다. H₂S 1 vol. %를 함유한 모사 합성가스를 이용하여 흡수온도 450, 500?C, 재생온도 500, 550, 600, 650?C에서 황 흡수능을 열중량분석기를 이용하여 측정하였다. 개발된 흡수제는 유동층 공정 적용에 적합한 훌륭한 물성(형상, 밀도, 강도 등)과 함께 500?C 흡수와 650?C 재생을 기준으로 10 wt% 이상의 높은 황흡수능을 보여주었다. 흡수온도 변화는 황 흡수능 변화에 큰 영향을 미치지 않았으나, 재생온도가 600?C 이하인 경우 황흡수능이 5 wt% 이하로 크게 떨어져 재생온도를 650?C 이상 유지시키는 것이 중요함을 알 수 있었다.
연소전 CO<sub>2</sub> 포집용 분무건조 고체 흡수제의 물성 및 CO<sub>2</sub> 흡수 특성
백점인(Baek, Jeom-In),류정호(Ryu, Jungho),이중범(Lee, Joong Beom),엄태형(Eom, Tae-Hyoung),김지웅(Kim, Ji-Woong),전원식(Jeon, Eon-Sik),류청걸(Ryu, Chong Kul) 한국신재생에너지학회 2010 한국신재생에너지학회 학술대회논문집 Vol.2010 No.06
현재 상용가능한 연소전 CO₂ 포집 기술은 습식 스크러빙 방식으로 고온의 합성가스를 상온 수준으로 온도를 낮춘 후 CO₂를 포집해야 하고 포집된 CO₂의 압력이 낮아 재압축하여 저장소로 보내야 함에 따라 큰 폭의 열효율 손실이 불가피하다. 고온 고압에서 이산화탄소를 포집할수 있는 고체 흡수제를 이용할 경우 이산화탄소 포집 치 저장 추가에 따른 시스템 효율 저하를 최소화할 수 있다. 고체 CO₂ 흡수제는 서로 연결된 두 개의 유동층 반응기를 순환하면서 흡수탑에서는 합성가스 중의 CO₂를 흡수하고 재생탑에서는 고온의 수증기와 접촉하여 흡수된 CO₂를 다시 배출함으로써 재생된다. 따라서 건식 재생 CO₂ 흡수제는 유동층 공정에 응용가능한 물성과 함께 높은 CO₂ 흡수능과 빠른 반응성이 요구된다. 본 연구에서는 유동층 공정에 적합한 물성을 가진 연소전 CO₂ 포집용 고체 흡수제를 분무건조법으로 제조하였으며, 모사 합성가스를 이용하여 열중량분석기와 기포유동층반응기를 이용하여 200?C 흡수, 400?C 재생, 압력 20 bar 조건으로 반응성을 측정하였다. 개발된 고체 CO₂ 흡수제는 열중량분석기에서는 반응 후 10-13 wt%의 무게증가를 나타내었고 기포유동층반응기에서는 8-10 wt%의 CO₂ 흡수능을 보여주었다. 특히 수증기의 함량이 10% 이상에서 높은 흡수능을 나타내어 수증기가 반응에 크게 작용하고 있음을 알 수 있었다.