알칼리금속염과 철황산염을 촉매로 한 갈탄의 CO2 가스화반응에서 기체-고체 반응모델을 적용한 촉매활성의 비교 (Comparison of catalytic activity through gas-solid reaction models in CO2 gasification of lignite with alkali metal salts and iron sulfate)

서지정보

· 발행기관 : 한국에너지학회
· 수록지 정보 : 에너지공학 / 23권 / 1호 / 58 ~ 66페이지
· 저자명 : 송병호, Vergel C. Bungay

초록

저등급탄인 내몽골 갈탄의 촉매가스화반응을 수행하였다. 가스화반응은 열중량분석기(TGA)에서 반응온도 600∼900℃ 범위에서 이산화탄소를 반응가스로 하여 실행하였다. 공정설계에 필수적인 반응인자들을 도출하기 위하여 세가지의 기-고체 반응모델을 사용하였으며 그 모델들이 가스화반응의 거동을 예측하는 능력을 비교하였다. 사용된 모델 중에서modified volumetric reaction model이 촉매, 비촉매 가스화반응의 거동을 가장 잘 묘사하였다. 이론적 모델인 homogeneous model과 shrinking-core model은 비촉매반응과 FeSO4를 촉매로 한 반응을 비교적 잘 표현하였다. 알칼리금속 촉매를 사용할 경우, 촉매의 활성은 600℃ 낮은 온도에서 가장 크게 나타났으며 온도가 700℃ 로 증가하면 촉매활성이 약 50% 감소하는 것이 관찰되었다. 온도가 더 증가하여 800℃ 이상에서는 촉매활성은 일정해졌다. 본 연구에서 촉매의 활성 순서는 다음과 같이 얻어졌다: K2CO3>Na2CO3>K2SO4>FeSO4.

영어초록

Catalytic gasification of a low rank coal- Inner Mongolian lignite has been carried out with carbon dioxide. The gasification reactions were performed in a thermogravimetric analyzer at temperatures of 600°C to 900°C. The kinetic parameters were evaluated using three different gas-solids reaction models and the prediction ability of each model were compared. Among the models evaluated, the modified volumetric model was found to correlate best both the non-catalytic and catalytic gasification reactions. The theoretical models, homogeneous and shrinking-core models, were found to satisfactorily correlate gasification reactions for the non-catalytic and FeSO4-catalyzed reactions. In case of alkali metal catalysts, the catalytic activity was mostly pronounced at a low temperature of 600℃ and observed to decrease by 50% as the temperature was increased to 700℃, and it remained nearly constant at temperature over 800℃. The order of catalytic activity was found to be: K2CO3>Na2CO3>K2SO4>FeSO4.

참고자료

· 없음