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중질유 부분산화 공정의 중금속 거동 분석

전문가 제언: ○ 고압 부분 산화(HP POX) 공정은 중질유, 석탄 및 천연 가스 등의 각종 탄화수소 원료를 가스화 함으로서 에너지와 화학공업 원료 생산에 광범위하게 이용되고 있다. 중질유 속에 함유된 미량 금속 성분인 Ni, Fe, V 등의 중금속 성분은 가스화 반응기의 내부 내화물과 화학 반응을 일으킨다. 특히 V은 반응기 내화물과 국부적인 산화 상태에서 반응하며, 폐열 보일러를 부식시켜 공장 조업에 심각한 문제를 일으킨다.

○ 가스화 반응 시에 합성가스 중의 CO의 분압이 높거나 또한 반응 온도가 500℃ 이하에서 carbonyl이 생성되며, 반대로 carbonyl은 고온과 저압 하에서 분해된다. 합성가스를 메탄올 등의 화학 공업에 사용될 경우 Ni 및 Fe carbonyl은 촉매 활성을 저하시킨다. 또한 합성가스를 가스터빈 연료로 사용할 경우 carbonyl에 의해 생성되는 금속 물질이 터빈 날개에 침적됨으로 연료 가스중의 carbonyl 함량을 0.1ppm 이하로 제한하고 있다.

○ 부분 산화 공정에서 생성되는 금속 함량을 조절하거나, 회수하기 위해서는 가스화기의 급냉각(quenching) 전후에서 정확한 회수 량이 확인되지 않고 있다. 이는 중금속이 폐수 중에서 전량 회수되지 않고 합성 가스 중에 금속 carbonyl이 증발하기 때문이다. 따라서 공정으로부터 중금속을 회수하기 위해서는 가스화기 급냉각 전후 또는 scrubber에서 회수되는 중금속과 합성가스 중에 함께 배출되는 휘발성 carbonyl 중의 중금속 함량을 측정함으로서 정확한 중금속 회수 량을 측정 할 수 있을 것으로 본다.

저자: P. Bruggemann. et al
자료유형: 학술정보