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강석환 ( Suk Hwan Kang ),류재홍 ( Jae Hong Ryu ),유영돈 ( Young Done Yoo ),윤용승 ( Yong Seong Yoon ) 한국공업화학회 2016 공업화학전망 Vol.19 No.2
합성가스 내 일산화탄소는 생물학적 또는 화학적 전환으로 다양한 탄소화합물들을 생산할 수 있으며, 생물학적 전환기술은 에탄올 생산, 그리고 화학적 전환기술은 메탄올, DME (Dimethyl Ether), Fischer-Tropsch 합성유, 합성천연가스 등의 생산을 위한 상용기술이 확보되어 운전 중이거나 계획 중인 프로젝트들이 진행되고 있다. 그럼에도 불구하고 부존자원의 제한과 유가의 변동에 영향을 적게 받기 위해서 저급석탄이나 석유코크스 또는 바이오매스등을 사용하여 합성가스를 제조하는 기술에 사업적 관심이 지속적으로 나타나고 있다. 뿐만 아니라 셰일가스의 생산량 증가로 인하여 메탄을 직접 활용(일산화탄소와의 반응)하는 기술에 대해서도 많은 연구들이 보고되고 있다. 따라서, 본고에서는 합성가스 내 함유된 일산화탄소의 생물학 및 화학적 전환에 대해 소개하고, 최근 이러한 기술을 활용한 상용화 사례들에 대해서도 소개하고자 한다.
수소가 부족한 합성가스의 메탄화반응에서 스팀과 CO<sub>2</sub>의 영향
강석환(Kang, Suk-Hwan),김진호(Kim, Jin-Ho),류재홍(Ryu, Hae-Hong),유영돈(Yoo, Young-Done),고동준(Koh, Dong Jun),백준현(Baik, Joon Hyun) 한국신재생에너지학회 2011 한국신재생에너지학회 학술대회논문집 Vol.2011 No.11
합성천연가스(SNG: Synthetic Natural Gas)를 얻기 위해, 석탄 가스화로부터 얻은 합성가스는 일반적으로 수소와 일산화탄소의 비가 3.0(H₂/CO)이 되도록 수성가스전환(WGS)반응을 거친 후 메탄화반응기로 유입되며, 가능하면 낮은 온도에서 메탄 전환율이 높은 메탄화 반응의 특성상 강한 발열반응이 수반되므로 이를 낮추는 것이 중요하다. 또한, 최종생성물내의 메탄 농도를 높이기 위해 WGS 이후 탈황과 동시에 이산화탄소를 제거하기 위한 공정이 요구된다. 본 연구에서는 정제된 합성가스의 WGS와 이산화탄소 제거가 생략된 공정을 개발하기 위해, 상업용 촉매에 대하여 수소의 농도가 낮은 합성가스를 이용하여 스팀과 이산화탄소에 대한 메탄화반응 특성을 평가하였다. 또한, 이산화탄소의 존재여부에 따라 스팀으로 메탄화반응과 WGS가 동시에 일어날 수 있는 최적의 운전조건을 얻고자 하였다.