폐기물 합성가스로부터 유동층 반응기를 이용한 메탄 생성에 관한 연구

A Study on Methanation Process in Fluidized Bed Using Syngas from Waste

화석연료사용의 증가는 지구온난화 문제와 환경오염을 불러 일으켰다. 특히 지구온난 화의 주된 원인으로 지적되는 CO2를 감축하기 위해 전 세계적으로 신재생에너지에 대 한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이러한 노력에도 불구하고 생활폐기물은 여전히 소 각처리 되어 CO2를 발생하고 있다. 이에 폐기물 에너지화를 위한 폐기물 가스화 기술 이 주목 받고 있다. 폐기물 가스화를 통해 발생한 합성가스는 활용도가 매우 높다. 가스 발전기에 직접적 으로 사용할 수 있고, 가스보일러를 통해 스팀이나 전력 생산이 가능하며 화학원료 제 조에도 사용할 수 있다. 이때 합성가스는 H2/CO ratio에 따라 메탄, 메탄올, 암모니아 등을 만드는 원료가 될 수 있다. 따라서 본 연구에서는 폐기물 합성가스로부터 고정층 반응 또는 유동층 반응을 통한 메탄 생성연구를 비교 분석하였다. 그리고 합성가스의 메탄생성반응은 강한 발열 반응 이기 때문에 촉매의 열적 노화가 빨라 귀금속 촉매보다는 Ni 촉매를 사용하였다. 고체 입자의 유동을 위해 촉매입자의 직경을 조절하였으며 최소유동화 속도를 측정하였다. 또 유량, H2/CO ratio, 운전온도 등과 같은 운전조건의 변화에 따른 CO 전환율, CH4 선택도 및 수율에 관한 특성을 연구하였으며 SEM, EDS, BET 분석을 통해 반응후 촉 매의 변화를 알아보았다.