내 신청현황
종류	모집공고명	진행상태
신청내용이 없습니다.

첨단기술정보

home
알림마당
과학기술정보분석
첨단기술정보

CO2 분위기에서 석탄가스화 및 반응속도 연구현황 분석

전문가 제언: ○ 석탄은 매우 복잡한 화합물로 구성되어 있어 그 특성을 명확히 규명하기는 용이하지 않다. 지난 반세기 동안 많은 연구자들에 의해 석탄 및 char의 반응속도에 관하여 다양한 석탄 종류, 석탄 등급과 산화제로서의 steam, O2, CO2에 의한 가스화반응을 연구하였다. 또한 석탄입자 크기, 반응온도 및 압력, 촉매영향 등의 다양한 파라미터에 의한 가스화반응에 미치는 영향을 연구 검토하였다. 연구 결과 CO2는 가스화반응 시에 H2O, O2, CO, H2 가스와 함께 사용되어 왔다. 특히 석탄 가스화 공정에서 반응속도에 큰 영향을 미치는 주요인자는 석탄의 등급, 반응온도, 산화제의 종류 등이며 반응속도에 가장 큰 영향을 미치는 인자는 반응온도이다.

○ 반응속도를 측정하기 위해 TGA, DTR(drop tube reactor), 고정층 가스화기(Fixed bed gasifier) 및 유동층 반응장치가 활용되고 있으나 반응속도 측정에 가장 유용하게 이용될 수 있는 장치는 TGA 분석기라 하겠다. TGA는 석탄 또는 char의 연소 및 반응속도를 등온 및 비등온 시험을 통해 측정할 수 있다. 고온반응에서는 비등온반응 실험이 반응성(reactivity)을 평가하는데 유리하다. 석탄의 반응속도(reaction rate)는 가스화반응 장치의 크기를 결정하는 중요한 요소가 된다. 반응속도가 빠를수록 장치의 크기는 줄어들게 되므로 반응속도 증가는 경제적인 장치 설계를 가능하게 한다.

○ 현재 개발단계에 있는 oxy-fuel combustion 기술을 석탄 가스화 기술에 접목함으로서 농축된 CO2 일부를 가스화기에 재순환하여 산화제인 증기 및 산소를 CO2로 대체하거나 혼합하여 사용하는 방안이 검토되어야할 것이다. 다만 산화제로서 CO2를 대체할 경우 고려사항은 C-CO2 반응속도는 C-steam 반응속도에 비해 1/4로 느리다는 문제가 있다. 이는 기존 가스화 반응기의 설계개선과 파일럿 플랜트 실험을 통해 해결방안이 검토될 수도 있을 것이다. 순 산소연료 연소기술을 가스화 기술에 접목할 수 있다면 가스화반응에 소요되는 증기, 산소소비를 획기적으로 줄일 수 있으며 무엇보다 CO2 배출을 억제할 수 있는 새로운 기술이 장기적으로 개발되어야 할 것이다.

저자: Muhammad F. Irfan, et al.
자료유형: 학술정보