The gasification technology is a very flexible and versatile technology to produce a wide variety products such as electricity, steam, hydrogen, Fisher-Tropsch(FT) diesels, Dimethyl Ether(DME), methanol and SNG(Synthetic Natural Gas) with near-zero pollutant emissions. Gasification converts coal and...
The gasification technology is a very flexible and versatile technology to produce a wide variety products such as electricity, steam, hydrogen, Fisher-Tropsch(FT) diesels, Dimethyl Ether(DME), methanol and SNG(Synthetic Natural Gas) with near-zero pollutant emissions. Gasification converts coal and other low-grade feedstocks such as biomass, wastes, residual oil, petroleum coke, etc. to a very clean and usable syngas. Syngas is produced from gasifier including CO, $H_2$, $CO_2$, $N_2$, particulates and smaller quantities of $CH_4$, $NH_3$, $H_2S$, COS and etc. After removing pollutants, syngas can be variously used in energy and environment fields. The pilot-scale coal gasification system has been operated since 1994 at Ajou University in Suwon, Korea. The pilot-scale gasification facility consists of the coal gasifier, the hot gas filtering system, and the acid gas removal (AGR) system. The acid gas such as $H_2S$ and COS is removed in the AGR system before generating electricity by gas engine and producing chemicals like Di-methyl Ether(DME) in the catalytic reactor. The designed operation temperature and pressure of the $H_2S$ removal system are below $50^{\circ}C$ and 8 kg/$cm^2$. The iron chelate solution is used as an absorbent. $H_2S$ is removed below 0.1 ppm in the H2S removal system.
The gasification technology is a very flexible and versatile technology to produce a wide variety products such as electricity, steam, hydrogen, Fisher-Tropsch(FT) diesels, Dimethyl Ether(DME), methanol and SNG(Synthetic Natural Gas) with near-zero pollutant emissions. Gasification converts coal and other low-grade feedstocks such as biomass, wastes, residual oil, petroleum coke, etc. to a very clean and usable syngas. Syngas is produced from gasifier including CO, $H_2$, $CO_2$, $N_2$, particulates and smaller quantities of $CH_4$, $NH_3$, $H_2S$, COS and etc. After removing pollutants, syngas can be variously used in energy and environment fields. The pilot-scale coal gasification system has been operated since 1994 at Ajou University in Suwon, Korea. The pilot-scale gasification facility consists of the coal gasifier, the hot gas filtering system, and the acid gas removal (AGR) system. The acid gas such as $H_2S$ and COS is removed in the AGR system before generating electricity by gas engine and producing chemicals like Di-methyl Ether(DME) in the catalytic reactor. The designed operation temperature and pressure of the $H_2S$ removal system are below $50^{\circ}C$ and 8 kg/$cm^2$. The iron chelate solution is used as an absorbent. $H_2S$ is removed below 0.1 ppm in the H2S removal system.
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문제 정의
. 본 연구에서는 개발된 산성가스 제거공정에 대한 장치구성에 대해 설명하고 H2S 제거성능 및 운전특성 등 운전결과를 나타내었다.
본 연구팀에서는 현재 석탄 합성가스에 함유된 다량의 H2S를 제거하기 위하여 철킬레이트를 사용한 습식 산성가스 제거공정을 개발하여 운전 중에 있다2).
석탄에 함유된 황성분의 양에 따라 가스화시 H2S의 발생량이 다르므로, 본 연구에서는 중국 신화탄과 인도네시아 Roto middle탄 및 KPC탄을 가스화할 경우에 대해 H2S의 제거성능과 운전특성을 파악하였다.
제안 방법
가스화 반응으로 생성된 합성가스 중에 함유된 고농도의 H2S는 on-line analyzer로 측정하였으며, H2S 제거설비 후단의 H2S 농도는 on-line GC(Gas Chromatography)를 사용하여 분석하였다.
가스화시 사용한 석탄은 Shenhua탄과 Roto탄 및 KPC탄 이며, 가스화기에서 생성된 고농도의 H2S의 농도는 on-line analyzer로 분석 하였으며, 저농도의 H2S는 on-line GC로 분석하였다.
석탄 합성가스 100~120 Nm3/hr에 함유된 H2S를 제거하기 위하여 pilot 규모의 습식 산성가스 제거설비를 개발하였다.
석탄 합성가스에 함유된 H2S를 철킬레이트 용매를 사용하여 제거하는 pilot 규모의 H2S 제거설비를 개발하였다. 가스화시 사용한 석탄은 Shenhua탄과 Roto탄 및 KPC탄 이며, 가스화기에서 생성된 고농도의 H2S의 농도는 on-line analyzer로 분석 하였으며, 저농도의 H2S는 on-line GC로 분석하였다.
현재 본 연구팀에서는 pilot 규모인 3톤/일급 석탄가스화 플랜트를 1994년부터 개발하여 운전하고 있다.
성능/효과
Fig. 6과 Fig. 7의 결과로 부터 H2S 제거설비 운전 동안 철킬레이트 용매의 pH가 안정적으로 유지되는 것을 확인하였다.
1 ppm 이하로 제거되었다. H2S 제거설비에서 H2S의 흡수 및 철킬레이트 용매의 재생이 안정적으로 진행되어 철킬레이트의 pH가 안정적으로 유지되었으며, H2S 제거설비의 운전 온도는 40℃이하로 유지되었다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
연료에 함유된 S, N, Cl 등 여러 가지 성분들로 인해 가스화 반응으로 생성된 합성가스는 어디에 이용되는가?
가스화(gasification) 기술은 석탄, 중질잔사유, 폐기물, 바이오매스 등과 같은 저급(low grade)의 고체 또는 액체 시료를 고온/고압 조건에서 CO와 H2가 주성분인 합성가스(syngas)로 전환하는 기술이다. 연료에 함유된 S, N, Cl 등 여러 가지 성분들로 인해 가스화 반응으로 생성된 합성가스는 비산재, H2S, COS, NH3, HCl 등의 불순물들을 함유하고 있으며, 이러한 물질들을 정제하여 전기, 스팀. 수송용 연료, 화학원료, 연료전지, 수소, SNG (Synthetic Natural Gas) 등 다양한 청정연료 생산과 이용에 활용할 수 있다.
가스화 기술이란?
가스화(gasification) 기술은 석탄, 중질잔사유, 폐기물, 바이오매스 등과 같은 저급(low grade)의 고체 또는 액체 시료를 고온/고압 조건에서 CO와 H2가 주성분인 합성가스(syngas)로 전환하는 기술이다. 연료에 함유된 S, N, Cl 등 여러 가지 성분들로 인해 가스화 반응으로 생성된 합성가스는 비산재, H2S, COS, NH3, HCl 등의 불순물들을 함유하고 있으며, 이러한 물질들을 정제하여 전기, 스팀.
석탄 합성가스에 함유된 H2S를 철킬레이트 용매를 사용하여 제거하는 pilot 규모의 H2S 제거설비를 분석한 결과는 어떠한가?
가스화시 사용한 석탄은 Shenhua탄과 Roto탄 및 KPC탄 이며, 가스화기에서 생성된 고농도의 H2S의 농도는 on-line analyzer로 분석 하였으며, 저농도의 H2S는 on-line GC로 분석하였다. 합성가스에 함유된 150~900 ppm의 H2S는 H2S 제거설비에서 0.1 ppm 이하로 제거되었다. H2S 제거설비에서 H2S의 흡수 및 철킬레이트 용매의 재생이 안정적으로 진행되어 철킬레이트의 pH가 안정적으로 유지되었으며, H2S 제거설비의 운전 온도는 40℃이하로 유지되었다.
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