| 초록 |
합성가스로부터 수소를 생산하면서 CO2를 공정 내에서 원천적으로 회수하는 기술인 회수증진 수성가스화(Sorption Enhanced Water Gas Shift) 기술의 개발을 위해서는 WGS 반응을 위한 촉매와 CO2 흡수를 위한 흡수제의 개발이 필요하며, SEWGS 반응기와 재생반응기 사이를 CO2 흡수제가 순환하면서 CO2 흡수-재생 반응을 반복해야 하지만 현재 기술로는 WGS 촉매와 CO2 흡수제가 모두 두 반응기 사이를 순환하게 되며, 이로 인해 재생반응기의 높은 조업온도에 의한 WGS 촉매의 활성저하가 일어나게 되며, WGS 촉매가 순환하는 만큼 CO2 흡수제의 순환량이 상대적으로 감소하는 단점이 있다. 이와 같은 단점을 극복하기 위해, 본 연구에서는 SEWGS 반응기 내부에 금속망체로 구성된 내부 충전물을 삽입하고, 이 충전물 내부에 WGS 촉매를 장입하여 촉매는 SEWGS 반응기 내부에 존재하고 CO2 흡수제만 두 반응기 사이를 순환하는 방법을 고려하였다. WGS 촉매로 상용촉매인 MDC-7 촉매를 사용하였으며 CO2 흡수제 대신 불활성 물질인 인조규사를 사용하여 회분식 유동층 반응기에서 기체의 체류시간(고체층 높이)이 동일한 조건에서 두 입자를 혼합하는 경우와 내부 충전물에 의해 분리되어 있는 상태에 대해 CO 전환율을 측정 및 비교하였다. 실험변수로는 내부 충전물의 유무, steam/CO ratio, 내부충전물의 형태, 내부충전물의 mesh 크기를 고려하였다. 실험에 의해 선정된 최적 조건에서 반응의 장기안정성을 실증하기 위해 장기연속운전도 수행하였다. |
