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염소함유원료의 가스화에서 고온가스정화를 위한 CaO 및 MgO의 성능

전문가 제언: ○ 유동층에서의 바이오매스 가스화는 매우 잘 알려진 공정이나 2개의 비 기술적 장벽으로 상업규모가 되지는 못하였다. 하나의 장벽은 바이오매스의 비용이고 다른 하나는 바이오매스가 한곳에 집중되지 않고 넓은 지역에 분산된 점이다.

○ 이들 2개의 문제는 도시폐기물(MSW: Municipal Solid Waste)로부터 발생되는 폐기물 고형연료(RDF: Refuse-Derived Fuel)의 경우에는 해당되지 않는다. RDF의 처분은 돈을 받으며 MSW처분장에는 RDF가 대량으로 존재한다. 그러므로 RDF의 가스화는 미래의 상업수준으로 될 수 있고 이탈리아의 Florence인근의 Chianti의 Greeve 및 일본의 Funabashi시에 있는 RDF가스화공장에서 얻은 과거의 경험을 적용할 수도 있다.

○ 본고에서는 유동층에서 합성 혹은 폐기물 고형 연료를 모사한 연로로부터 가스화 시킨 염소 함량 3%의 원료 고온가스의 세정 유용성을 연구하기 위하여 하소석회석(CaO)과 하소 백운석(MgO)을 벤치 스케일(Bench scale)로 시험하였다. 하소석회석(CaO)과 하소백운석(CaO․MgO) 시험결과 가스세정 반응기에서 2가지 주반응, 즉 수증기 개질에 의한 HCl의 제거와 타르의 제거가 동시에 일어났다. HCl의 제거로 CaCl2와 MgCl2가 형성되었는데 이들의 용융점이 타르제거에 필요한 온도보다 낮다.

○ 그래서 CaO를 토대로 한 입자들이 점차 용융되어 촉매에 의한 가스 세정반응기가 조밀한 덩어리 혹은 끈적끈적한 케이크가 된다. 그래서 CaO를 기반으로 한 고체의 수명 혹은 유용성은 매우 낮다. 그럼에도 불구하고 이들 문제를 피하기 위한 앞으로의 연구를 위하여 (1) 타르 함량이 적은 원료가스를 얻기 위하여 유동층의 설계와 운전을 다 같이 최적으로 이용할 것과 (2) 여기서 보고한 연구에서 사용한 것보다 낮은 염소함량의 공급 원료를 이용할 것을 제안하였다.

○ 우리나라의 도시폐기물 중의 고형폐기물에 함유된 유기물의 자원화는 자원의 극대화에 기여할 뿐만 아니라 환경오염을 방지하는 차원에서 도 유리하여 이 문헌이 이런 목적으로 활용되기 바란다.

저자: Jose Corella, Jose M. Toledo, Gregorio Molina
자료유형: 학술정보