첨단산업의 발달과 현대사회의 생활수준 향상으로 인하여 개인 당 에너지의 수요는 급증하고 있으며 이러한 에너지 공급은 주로 석탄, 천연가스 및 석유 등 화석연료에 의지하고 있는 실정이다. 또한 매년 폐기물의 발생량은 증가하고 그에 반해 발생된 폐기물로 인한 폐기물처리에 여러 가지 어려움을 겪고 있다. 이에 폐기물을 처리하는 과정에서 에너지화할 수 있는 방안으로 폐기물 가스화를 생각할 수 있고 본 연구에서는 이를 위하여 ...
첨단산업의 발달과 현대사회의 생활수준 향상으로 인하여 개인 당 에너지의 수요는 급증하고 있으며 이러한 에너지 공급은 주로 석탄, 천연가스 및 석유 등 화석연료에 의지하고 있는 실정이다. 또한 매년 폐기물의 발생량은 증가하고 그에 반해 발생된 폐기물로 인한 폐기물처리에 여러 가지 어려움을 겪고 있다. 이에 폐기물을 처리하는 과정에서 에너지화할 수 있는 방안으로 폐기물 가스화를 생각할 수 있고 본 연구에서는 이를 위하여 합성가스를 이용한 메탄올 합성시 최적의 온도, 압력, 공간속도, H2/COx를 도출하기 위한 실험들을 수행하였다.
상용촉매를 이용하여 메탄올을 합성할 경우 메탄올 수율 최대값은 270℃ 영역에서 18.1%로 나타났으나 230℃에서 17.9%의 메탄올 수율값을 보여 에너지적 측면에서 메탄올 합성의 최적온도는 230℃ 부근으로 판단된다.
압력변화에 따른 메탄올 수율을 살펴보면 압력이 증가함에 따라 메탄올 수율이 증가함을 알 수 있다. 이는 압력이 증가함에 따라 르샤틀리에 법칙에 의해 전환율이 증가하기 때문인 것으로 사료된다.
촉매량 변화에 의한 메탄올 수율을 살펴보면 촉매량이 증가함에 따라 CO 전환율과 메탄올 수율이 증가하고 있는 것으로 나타났다. 이는 체류시간의 증가로 인해 상대적인 CO 전환율과 메탄올 수율이 증가하는 것으로 생각된다.
H2/COx 변화에 따른 메탄올 수율을 살펴보면 최적양론비인 2를 기준으로 메탄올 수율값을 보임에 따라 양론비 이상의 추가로 첨가되는 H2의 양은 메탄올 합성에 크게 영향을 미치지 않는 것으로 생각된다. 또한 CO/COx = 0.8에서 메탄올 수율이 최대값을 나타내었다. 이는 촉매의 주 성분인 Cu 표면에서 CO2 증가로 인한 활성점 감소가 원인인 것으로 사료된다.
최적의 운전인자를 도출하기 위해 사용되어진 A사의 촉매와 메탄올 합성을 위하여 비표면적이 서로 다른 B사와 비교분석한 결과 비표면적이 제일 높은 A사 촉매에서 CO 전환율과 메탄올 수율이 우수한 것으로 나타남에 따라 촉매의 비표면적이 메탄올 합성에서 중요한 인자인 것으로 판단된다. 또한 A사 촉매와 C사 촉매의 혼합촉매 반응에서는 CO2 + H2 → CO + H2O 반응에 의해 생성되는 물이 촉매표면에 흡착되어 촉매의 활성을 저하시켜 CO 전환율과 메탄올 수율이 감소한 것으로 추정된다. 그러나 미량의 C사 촉매를 혼합하였을 때는 CO 전환율과 메탄올 수율이 증가하는 것으로 나타났다.
첨단산업의 발달과 현대사회의 생활수준 향상으로 인하여 개인 당 에너지의 수요는 급증하고 있으며 이러한 에너지 공급은 주로 석탄, 천연가스 및 석유 등 화석연료에 의지하고 있는 실정이다. 또한 매년 폐기물의 발생량은 증가하고 그에 반해 발생된 폐기물로 인한 폐기물처리에 여러 가지 어려움을 겪고 있다. 이에 폐기물을 처리하는 과정에서 에너지화할 수 있는 방안으로 폐기물 가스화를 생각할 수 있고 본 연구에서는 이를 위하여 합성가스를 이용한 메탄올 합성시 최적의 온도, 압력, 공간속도, H2/COx를 도출하기 위한 실험들을 수행하였다.
상용촉매를 이용하여 메탄올을 합성할 경우 메탄올 수율 최대값은 270℃ 영역에서 18.1%로 나타났으나 230℃에서 17.9%의 메탄올 수율값을 보여 에너지적 측면에서 메탄올 합성의 최적온도는 230℃ 부근으로 판단된다.
압력변화에 따른 메탄올 수율을 살펴보면 압력이 증가함에 따라 메탄올 수율이 증가함을 알 수 있다. 이는 압력이 증가함에 따라 르샤틀리에 법칙에 의해 전환율이 증가하기 때문인 것으로 사료된다.
촉매량 변화에 의한 메탄올 수율을 살펴보면 촉매량이 증가함에 따라 CO 전환율과 메탄올 수율이 증가하고 있는 것으로 나타났다. 이는 체류시간의 증가로 인해 상대적인 CO 전환율과 메탄올 수율이 증가하는 것으로 생각된다.
H2/COx 변화에 따른 메탄올 수율을 살펴보면 최적양론비인 2를 기준으로 메탄올 수율값을 보임에 따라 양론비 이상의 추가로 첨가되는 H2의 양은 메탄올 합성에 크게 영향을 미치지 않는 것으로 생각된다. 또한 CO/COx = 0.8에서 메탄올 수율이 최대값을 나타내었다. 이는 촉매의 주 성분인 Cu 표면에서 CO2 증가로 인한 활성점 감소가 원인인 것으로 사료된다.
최적의 운전인자를 도출하기 위해 사용되어진 A사의 촉매와 메탄올 합성을 위하여 비표면적이 서로 다른 B사와 비교분석한 결과 비표면적이 제일 높은 A사 촉매에서 CO 전환율과 메탄올 수율이 우수한 것으로 나타남에 따라 촉매의 비표면적이 메탄올 합성에서 중요한 인자인 것으로 판단된다. 또한 A사 촉매와 C사 촉매의 혼합촉매 반응에서는 CO2 + H2 → CO + H2O 반응에 의해 생성되는 물이 촉매표면에 흡착되어 촉매의 활성을 저하시켜 CO 전환율과 메탄올 수율이 감소한 것으로 추정된다. 그러나 미량의 C사 촉매를 혼합하였을 때는 CO 전환율과 메탄올 수율이 증가하는 것으로 나타났다.
Nowadays, a lot of researches are being undertaken on alternative resources for energy production and material synthesis to cope with the shortage of fossil fuel and climate change issue. Gasification using waste is one of the alternative technologies that can replace the use of fossil fuels. Syngas...
Nowadays, a lot of researches are being undertaken on alternative resources for energy production and material synthesis to cope with the shortage of fossil fuel and climate change issue. Gasification using waste is one of the alternative technologies that can replace the use of fossil fuels. Syngas is widely used for the production of methanol utilizing an appropriate catalyst. The syngas produced from waste, however, is very different in terms of its composition from the general syngas used in chemical processes.
The reaction we carried out in a continuous flow, fixed bed reactor at various temperatures, pressures, H2/COx ratio, CO/COx ratio, space velocity and catalytic amount for investigating the CO conversion and Methanol yield.
Maximum CO conversion and methanol yield appeared at around 270℃ and the increase of operating pressure increased the CO conversion and methanol yield and then decreased with the increase of space velocity. Also, optimum value of H2/COx and CO/COx ratio were 2 and 0.8. It means that an excess of H2, CO are not so effective
When comparing with B catalyst, A catalyst was more efficient than B in terms of conversion efficiency of catalyst's surface.
Nowadays, a lot of researches are being undertaken on alternative resources for energy production and material synthesis to cope with the shortage of fossil fuel and climate change issue. Gasification using waste is one of the alternative technologies that can replace the use of fossil fuels. Syngas is widely used for the production of methanol utilizing an appropriate catalyst. The syngas produced from waste, however, is very different in terms of its composition from the general syngas used in chemical processes.
The reaction we carried out in a continuous flow, fixed bed reactor at various temperatures, pressures, H2/COx ratio, CO/COx ratio, space velocity and catalytic amount for investigating the CO conversion and Methanol yield.
Maximum CO conversion and methanol yield appeared at around 270℃ and the increase of operating pressure increased the CO conversion and methanol yield and then decreased with the increase of space velocity. Also, optimum value of H2/COx and CO/COx ratio were 2 and 0.8. It means that an excess of H2, CO are not so effective
When comparing with B catalyst, A catalyst was more efficient than B in terms of conversion efficiency of catalyst's surface.
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