마이크로파 가열 탄소 수용체의 바이오 가스 개질 전환 특성 (Biogas Reforming Conversion Character on Microwave-heating Carbon Receptor)

서지정보

· 발행기관 : 대한환경공학회
· 수록지 정보 : 대한환경공학회지 / 42권 / 2호 / 40 ~ 46페이지
· 저자명 : 송희관, 전영남

초록

목적:메탄(CH4)과 이산화탄소(CO2)는 바이오 가스의 주성분이자 바이오매스 가스화에서 생성된다. 이 가스는 에너지원으로 사용 가능한 부생가스이며 아울러 지구온난화에 미치는 온실가스이다. 이와 같이 지구온난화 주원인 가스를 양질의 연료 에너지로 전환하고자 마이크로웨이브 개질특성 연구를 진행하였다. 본 연구에서는 마이크로웨이브 탄소 수용체 열분해-가스화 생성가스의 개질특성을 파악하였다. 그리고 주요 영향변수인 개질 온도, 체류시간, CH4/CO2비 변화에 따른 개질가스 전환특성에 대해 연구하였다.
방법:실험은 석영관 반응기가 설치된 마이크로웨이브 전환기 내에서 이루어졌다. 반응기는 그 중앙에 샘플바스켓이 위치되어 있고 그 안에 탄소수용체를 담아 마이크로웨이브에 의한 가열을 시켰다. 메탄과 이산화탄소를 혼합한 모사가스를 반응기로 공급하여 수용체 층을 통과시키면서 개질된 생성가스를 포집하여 GC-TCD를 사용하여 분석하였다.
결과 및 토의:이산화탄소와 메탄의 혼합가스를 탄소 수용체를 이용한 마이크로웨이브 개질의 경우 메탄의 열적 분해 반응에 의해 수소와 탄소가 생성되었다. 생성된 탄소는 수용체에 흡착되어 촉매 활성을 방해하는데 이산화탄소의 가스화 반응에 의해 흡착된 탄소와 반응하여 일산화탄소를 생성하고 클리닝이 되어 일정한 개질 전환이 유지 되었다.
결론:연구 결과 수용체 배드 개질 온도가 높은 경우와 배드 체류시간이 큰 경우 전환율과 생성가스 수율이 높은 것이 확인되었다. 그리고 처리가스 중 메탄이 증가할 경우 탄소흡착으로 인해 전환율이 낮았다.

영어초록

Objectives:Methane (CH4) and carbon dioxide (CO2) are the main components of biogas and are produced from biomass gasification. These two gases are a by-product gases that can be used as an energy source and is known as a greenhouse gas that affects global warming. In order to convert the gas which is the main cause of global warming into high-quality fuel energy, the microwave reforming characteristic research was conducted. In this study, the reforming characteristics of microwave carbon receptor pyrolysis-gasification gas were investigated. In addition, reforming gas conversion characteristics according to the reforming temperature, flow rate, and CH4 / CO2 ratio, which are the main influence variables, were studied.
Methods:Experiment was achieved in a microwave convertor which was installed a quartz tube reactor. The reactor was irritated by a microwave energy to heat carbon receptor in a sample basket which was placed at the center of the quartz tube. A simulated gas mixture of methane and carbon dioxide was fed into the carbon receptor in the reactor, and a reformed product gas was collected and analyzed using a GC-TCD.
Results and Discussion:In the case of microwave reforming of a mixture gas of carbon dioxide and methane, hydrogen and carbon was produced by thermal decomposition of methane. The produced carbon was adsorbed to the receptor and interfered with the catalytic activity. The attached carbon was reacted with the carbon dioxide by gasification reaction to produce carbon monoxide, and was cleaned to maintain a constant reforming conversion.
Conclusions:As a result, the conversion rate and the product gas yield were high when the receptor bad reforming temperature was high and the space velocity in the convertor was low. The increase in methane in the simulated gas resulted in low conversion due to carbon adsorption.

참고자료

· 없음