수소생산용 초저농도 황화수소를 함유한 바이오가스 정제 기술

Purification Technology of biogas containing ultra-low concentrated Hydrogen Sulfide(H2S) for hydrogen(H2) production

본 연구는 재생에너지 3020 이행계획을 성공적으로 완수하기 위한 여러 방법 중의 하나로서유기성폐기물의 원활한 처리를 위하여 사용하는 공정인 혐기성 소화가스 생산공정에 기반한 것이다. 혐기성 소화가스는 메탄(CH4), 이산화탄소(CO2), 수분(H2O), 황화수소(H2S) 그리고 실록산을 포함한휘발성 유기화합물(VOCs)를 포함하고 있다. 바이오가스는 현재 소화조 가온용 보일러의 연료, 전기발전용 연료, 도시가스와 차량용 천연압축가스(CNG) 생산용 원료로 사용되고 있다. 또한 인산형 연료전지(MCFC)나 고체산화물 연료전지(SOFC) 등의 원료로 사용되고 있으며, 최근에 화학원료를 생산하기 위한 원료나 수소 생산용 원료로의 연구개발이 한창 진행되고 있다. 화학원료나 수소생산용원료로 사용하기 위해서는 포함된 불순물 중에서 특히 황화수소(H2S)의 농도를 ppb 수준으로 유지해야하는 문제점을 가지고 있다. 황화수소 등이 제거되고 후단에 촉매 공정이 필요하기 때문에 황성분에 의한 촉매의 피독 현상은 필수적으로 예방되어야한다. 본 연구에서는 수산화철계 건식 탈황공정을 적용하여 수 ~ 수십 ppb 수준으로 황화수소를 제어하는 시스템을 구축하여 보다 경제적인 황화수소 제거공정을 확보하여 바이오가스의 활용성을 극대화하였다. 흡착탑에서의 황화수소 유출농도가1 ppm 이상이 되면, 옆에 있는 신규 흡착탑에 연속적으로 도입함으로서 황화수소 농도 부하를 경감시킴과 동시에 효율적인 황화수소 제거 시스템을 구축하였다. 또한 선택적으로 실록산의 유무에 따라서 휘발성 유기화합물(VOCs)을 제거할 수 있는 시스템을 구축하여 결과를 도출하였다.