바이오 가스화 공정에서 타르 제거 촉매(Review of catalysts for tar elimination in Biomass gasification processes)

전문가 제언

□ 본문은 바이오매스 가스화 공정에서 얻은 가스에 함유된 타르를 제거 또는 저감하는 데 이용되고 있는 9개 그룹의 촉매를 개관하였다. 촉매는 다음과 같은 점을 중점적으로 논의하였다. (1) 화학적 조성, (2) 타르 제거 촉매활동의 요소, (3) 촉매 활성 감소의 요소, (4) 장점과 단점 및 (5) 촉매 연구 중에 발견된 중요한 결과 등이다. 촉매는 그 생산방식에 따라 자연적인 금속과 합성 촉매, 두 클래스로 분류하였다.

○ 타르 제거 반응은 속도론적 제약을 받는 것으로 알려졌다. 따라서 반응 속도를 높이려면 촉매를 이용 여부를 불문하고 온도를 높여야 한다. 그러나 촉매는 오직 열역학적으로 유리한 경우에만 반응 속도를 증가시킨다.

○ 가스화기 하류에 있는 제2 반응기의 촉매 상에서 타르를 분해할 때 일어나는 반응은 다음과 같은 반응들이 동시에 일어난다.
- 첫째, 타르가 수증기와 반응하여 일산화탄소와 수소로 전환되는 증기 개질반응
- 둘째, 타르가 이산화탄소와 반응하여 일산화탄소와 수소로 전환되는 건식 개질 반응
- 셋째, 타르가 고형 탄소, 탄화수소와 그 밖의 가스로 전환되는 열분해 반응
- 넷째, 타르가 수소와 반응하여 일산화탄소, 메탄 등 가스와 코크를 형성하는 수소화 분해 반응
- 다섯째, 일산화탄소와 수증기가 반응하여 수소와 이산화탄소로 전환되는 수성 가스전환 반응
- 이 중 코크나 고형 탄소를 형성하는 셋째, 넷째 반응은 촉매의 활성을 저해한다.

□ 수증기 개질 촉매는 타르 제거와 동시에 바이오매스 가스화로 생성된 가스의 질을 향상시키는 것으로 알려졌다. 이들 촉매는 수증기 개질 반응이나 건식 개질 반응과 수성 가스 전환반응을 가속한다.

○ Gil 등은 가스화기 자체에 사용한 돌로마이트는 생성된 가스 중 분진의 함량을 증가시킨다고 보고 하였다. 가스화기 내에서 돌로마이트의 직접 사용은 가장 비용이 싸지만 가장 낮은 타르 제거 결과를 가져온다. 따라서 2차 반응기에서 돌로마이트의 사용은 95%까지 타르를 제거할 수 있음으로 권장된다.

저자

Abu El-Rub, Z; Bramer, EA; Brem, G

자료유형

원문언어

영어

기업산업분류

화학·화공

연도

2004

권(호)

43(22)

잡지명

INDUSTRIAL & ENGINEERING CHEMISTRY RESEARCH

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

6911~6919

분석자

김*설

분석물

• 바이오 가스화 공정에서 타르 제거 촉매.pdf [176,478 byte]

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