| 초록 |
매장량이 세계적으로 풍부할 뿐만 아니라, 지역적으로도 편재되어 있지 않은 에너지원인 석탄을 활용하는 석탄가스화 복합발전은 새로운 대체에너지 이용기술로 주목받는 신기술 분야이다. 석탄가스화 복합발전(IGCC)은 원료 석탄을 분쇄한 후 가스화제(증기, 산소 또는 공기)와 함께 가스화로에 공급하여 CO, H2 등의 가연성 가스를 생성한 후, 가스냉각기에서 가스를 냉각하고 분진 및 H2S, COS등의 황산화물을 가스정제 과정을 거친 후 가스터빈 연료로 사용하여 발전하고, 가스터빈의 배열을 HRSG에서 회수하여 가스냉각기로 부터 회수된 증기와 함께 증기터빈에 보내 발전에 이용하는 복합발전 방식이다. IGCC공정은 크게 석탄가스화기, 가스정제 및 발전부분, 그리고 이들을 최적의 조건으로 묶어주는 Integration기술로 구성되며, 탈황공정은 가스정제 부분에 속하는 것으로, 종래의 석유화학공업 및 천연가스공업의 경우 생성된 황화 가스를 유기용매나 알카리성 수용액에 흡수시키거나 물리적 흡착법을 이용하는 저온 습식법이 산업공정에 주로 이용되었다. 그러나 이와 같은 습식공정의 경우, 가스화로에서 생성된 고온의 석탄가스를 정제하기 위하여 저온으로 냉각시켜야 하고 다시 600℃ 이상의 고온으로 가열 하여야 하는 열효율적 측면과 2차 오염물질의 발생등의 문제점이 제기되어 최근에는 400℃ 이상의 고온건식 탈황 공정이 활발하게 연구되고 있는 실정이다. 본 연구에서는 석탄가스화 공정에서 생성된 연료 가스중의 H2S와 COS를 제거하기 위하여 층 물질의 완전 혼합특성으로 열 및 물질전달이 우수한 유동층 반응기를 설계 제작 하였으며 본 반응기를 이용하여 탈황제의 화학적 반응성이 우수하고 기계적 강도 및 장기간 사용할 때에도 내마모성이 우수하다고 알려진 Zinc Titanate계 탈황제를 금속산화물의 혼합비, 유기 및 무기 바인더의 종류, 제조방법 등의 변수를 가지고 제조하였다. 제조된 zinc titanate계의 탈황제의 상 변화 및 입자의 특성을 규명하기 위하여 BET 표면적, SEM, EDS, Bulk Particle Size 등의 특성화 작업을 수행하였다. 한편 제조된 탈황제의 탈황반응 특성을 규명하기위하여 TGA Study를 수행하였다.
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