| 초록 |
기존에 개발된 산소공여입자들 중에서 산화-환원 반응속도가 높고, 반응이 안정적이며 경제성 면에서 우수한 NiO/bentonite 입자를 이용하여 50kWth급 매체순환식 가스연소기에서 산화-환원 연속반응을 세계최초로 실증하였다. 산화-환원 연속반응 실험을 통해 3시간 이상의 연속조업이 가능하였으며, 환원반응기에서 CO2 선택도가 98% 이상으로 나타나 수증기의 응축에 의해 CO2를 원천적으로 분리할 수 있음을 확인하였으며 CO 농도가 낮고 H2 배출이 없는 것으로 나타나 환원반응기에서 탄소침적이 적음을 간접적으로 확인하였고, CH4 전환율이 99.7%로 나타나 완전한 매체순환식 연소가 가능함을 실증하였다. 또한 산화반응기에서 배출되는 NOx 농도는 3.3ppm 이하로 나타나 매체순환식 가스연소기가 NOx-free 공정임을 실증하였으며 CO2, CO 배출이 없는 것으로 나타나 환원반응기에서 탄소침적이 발생하지 않는다는 것을 직접적으로 확인할 수 있었다. 또한 반응시간이 경과함에 따라 O2 소모비가 1에 접근하는 것으로 나타나 환원반응기에서 환원된 산소공여입자가 산화반응기에서 다시 산화되어 처음의 산소전달능력을 회복하여 환원반응기로 재순환되는 것으로 나타났다. 결과적으로 산화-환원 연속반응 실험을 통해 매체순환식 가스연소기에서 CO2 원천분리 및 thermal-NOx 발생억제 여부를 실증하였으며 연속적인 조업이 가능하여 매체순환식 가스연소기의 상용화가 가능함을 입증하였다. |
