혐기성 고정층 생물반응기의 연속운전을 통한 이산화탄소의 메탄전환 (Biological conversion of CO2 to CH4 in anaerobic fixed bed reactor under continuous operation)

서지정보

· 발행기관 : 한국에너지학회
· 수록지 정보 : 에너지공학 / 22권 / 4호 / 21 ~ 28페이지
· 저자명 : 김재형, 구혜민, 박대원, 장원석

초록

생물학적방법으로 이산화탄소를 에너지원인 메탄으로 전환하고자 hydrogenotrophic methanogen이 우점화된 실험실규모의 연속운전 반응기를 이용하여 수소의 주입비율과 EBCT에 따른 실험을 진행하였다. 수소와 이산화탄소의 주입비율을 4:1과 5:1(mol/mol)로 달리한 실험결과 두 조건 모두 주입된 수소가 대부분 소모되며 99% 이상의 전환율을 보였다. 이산화탄소의 경우 4:1에서는 74.45±0.33%, 5:1에서는 95.8±10.7%의 전환율로 이산화탄소를 모두 전환시키기 위해서는 양론식에 비해 더 많은 양의 수소가 필요한 것으로 확인되었다. 이는 hydrogenotrophic methanogen의 생장유지에 필요한 에너지원인 수소가 사용된 것에 기인한 것으로 사료된다. 체류시간별로 처리효율을 확인한 결과, 임계처리용량은 EBCT 3.3시간에서 수소(99.9%)와 이산화탄소(96.23%)의 안정적인 전환율을 보이며 1.15±0.02 m3·m-3·day-1의 메탄생산속도와 2.01±0.04 kg·m-3·day-1의 이산화탄소 고정화속도를 나타내었다.

영어초록

This study was carried out to examine different mole ratio of H2/CO2 and EBCT using the continuous system in the lab scale throughout biological methods with accumulated hydrogenotrophic methanogen that can convert CO2 to CH4. The experimental-based results with various gas mixtures of mole ratio of 4:1(H2/CO2) and 5:1(H2/CO2), H2 was converted more than 99% conversion rate. In case of CO2, 4:1(H2/CO2) and 5:1(H2/CO2) were 74.45±0.33%, 95.8±10.7%, respectively, in addition, the study was confirmed that the amount of H2 was more needed than stoichiometric equations, where approach methods are empirical versus theoretical frameworks, for converting total CO2. As such, we have noticed that H2 was used for energy source of hydrogenotrophic methanogen for maintaining life. Regarding the results of the ratio of treatment by retention time, limitation of treatment capacity showed that H2(99.9%) and CO2(96.23%) at EBCT 3.3 hrs indicated stable conversion ratio, as well as appeared that methane production rate and CO2 fixation rate were investigated 1.15±0.02m3·m-3·day-1 and 2.01±0.04kg·m-3·day-1, respectively.

참고자료

· 없음