마이크로파 기술 - 석탄광 메탄의 탈산소화

전문가 제언

○ 지구 대기 중에 풍부한 온실가스 가운데 하나인 메탄은 지구 온난화 지수가 이산화탄소의 28배이고, 메탄 농도의 폭발 범위는 5~10%이므로 지구온난화 문제를 해결하기 위해 메탄의 단순 환경 배출보다는 재활용이 요구되고 있다. 여기서, 지구 온난화 지수(global warming potential)란 온난화를 초래하는 가스(예: 이산화탄소, 메탄, 오존)가 지구 온난화에 얼마나 영향을 미치는지를 측정하는 지수를 가리킨다.

 

○ 탄층 및 탄층을 둘러싼 암석 내에 분포하고 있는 메탄가스와 공기의 혼합물인 저농도 석탄 광산 메탄가스(CMM: coal mine methane)는 비재래 가스의 하나이다. 보통 이러한 CMM의 구성성분은 다음과 같다: 메탄 농도 30~50mol%, 산소 농도 10mol%, 나머지는 질소. 이러한 CMM 내 저농도 메탄을 재활용하기 위해 산소 제거 즉 탈산소화(deoxygenation) 공정 또는 매탄 농축 공정이 반드시 필요하다.

 

○ 마이크로파 가열에서는 전통적 가열에 비해 광범위한 반응들을 쉽고 빠르게 일으키므로 에너지 및 시간을 절약시킨다. 비재래 에너지원인 마이크로파 조사(irradiation)는 표본에 침투할 수 있기 때문에, 재래식 가열에 비해 열전도 시간을 크게 단축시킨다.

 

？ 마이크로파 가열 기술의 장점은 다음과 같다: 가열의 균일성; 가열의 선택성; 가열의 급속성; 고 효율; 비용-효과성. 마이크로파 가열 기술은 고온 야금(pyrometallurgical) 산업 분야에서 활용되고 있다. 이 기술에서는 마이크로파 흡수제(absorber), 환원제(reducing agent)로 다양한 종류의 탄소(예: 코크스, 고체 탄소)를 사용하고 있다.

 

○ 국내 현황 및 향후 연구 개발 동향 : CMM의 탈산소화 공정에 쓰이는 마이크로파 가열 기술과 관련하여, 국내에서 연구가 알려진 바 없다. 그러나 유사한 분야인 석탄층 메탄가스(CBM; coalbed methane)의 추출 기술로 수압 파쇄 기술이 2014년[동아대]에 연구되었다. 향후에는 CMM 내 저농도 메탄가스를 농축하는 유망 기술인 마이크로파 가열 CMM 탈산소화 공정이 적절한 마이크로파 고체 탄소 흡수제의 선정과 함께 연구되어야 한다.

저자

Xuan Guo, et al.

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

환경·건설

연도

2015

권(호)

100()

잡지명

Energy Conversion and Management

과학기술
표준분류

환경·건설

페이지

45~55

분석자

김*호

분석물

• 마이크로파 기술-석탄광 메탄의 탈산소화.pdf [455,040 byte]

이미지변환중입니다.