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석탄가스화를 통해 얻어진 합성가스 정제 및 DME(Dimethyl Ether) 제조 특성 연구
Characteristics of DME Production Using Synthesis Obtained from Coal Gasification 원문보기

한국신재생에너지학회 2007년도 춘계학술대회, 2007 June 21, 2007년, pp.792 - 795  

유영돈 (고등기술연구원 플랜트엔지니어링 센터) ,  이승종 (고등기술연구원 플랜트엔지니어링 센터) ,  이도연 (고등기술연구원 플랜트엔지니어링 센터) ,  윤용승 (고등기술연구원 플랜트엔지니어링 센터)

초록
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본 연구 목적은 석탄 가스화를 통해 얻어진 합성가스를 이용하여 국내에서 개발된 DME 합성 촉매를 사용하여 DME 전환 공정에 대한 특성을 파악하는 것이다. 특히, DME 합성 반응에 가장 큰 영향을 미치는 합성 반응로의 온도 제어를 위하여 thermosyphon 시스템을 개발하여 DME 합성 반응에 최적온도로 알려진 $230{\sim}260^{\cdot}C$ 범위에서 제어가 가능함을 확인 하였다. 석탄 40 kg/h를 공급하였을 때 합성가스 유량은 $80{\sim}100$ $Nm^3/h$ 정도를 얻었다. DME 합성 반응에 사용한 촉매는 합성가스로부터 메탄올을 얻기 위한 촉매와 메탄올의 탈수 촉매(Cu/Zn/Al+r-$Al_2O_3$)를 혼합한 촉매를 사용하였다. DME 합성 반응로의 GHSV(1/kg$^{\cdot}C$cat h)는 $2500{\sim}3000$ 정도이며, 운전 압력 60기압에서 $H_2$ 전환율 $65{\sim}75%$, DME 선택도는 $69{\sim}79%$ 정도를 얻었다.

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구는 40kg/h용량의 석탄가스화 시스템과 합성가스 정제시스템, 합성가스 압축기 및 DME 합성반응 시스템과의 연계 운전을 통해 석탄으로부터의 DME 제조 특성을 파악하는 것이 목표이다.
  • 본 연구에서 다양한 CTL 기술 중에서 가정용, 수송용 및 발전용 연료로 사용이 가능한 DME (dimethyl ether)에 대한 제조특성을 파악하는 것이 목적이다. DME는 산소 원자 한 개에 탄소 원자 두 개가 결합된 최소의 ether 화합물로 연소시 soot 발생이 거의 없으며 SOx 발생이 없는 청정에너지로 주목받고 있다.
  • 본 연구에서는 고정층 방식의 She 11/Tube 방식으로 tube 내에 DME 합성 촉매(Cu/Zn/Al+r-Al2O3) 가 충진되어 있는 DME 합성반응 시스템과 촉매를 개발하였다. 특히, DME 합성시 발생되는 반응열을 제거하기 위한 thermosyphone 을 개발하여 IME 합성 반응 기 온도를 230~260℃ 내에서 안정적으로 제어하였다.
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