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Kafe 바로가기주관연구기관 | 포항산업과학연구원 Research Institute of Industrial Science & Technology |
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보고서유형 | 1단계보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 | 한국어 |
발행년월 | 2012-05 |
과제시작연도 | 2011 |
주관부처 | 지식경제부 Ministry of Knowledge Economy |
과제관리전문기관 | 한국에너지기술평가원 Korea Energy Technology Evaluation Institute |
등록번호 | TRKO201300024944 |
과제고유번호 | 1415116687 |
사업명 | 에너지자원융합원천기술개발 |
DB 구축일자 | 2013-09-14 |
키워드 | CO2 포집.슬래그 현열회수.CO2 자원화.환원 가스.로 취입.제철공정. |
1. 단계목표
(1) CO2 포집용 1000 Nm3/hr 암모니아 흡수 설비 설계/건설/운전
- CO2 순도 > 95% 및 CO2 회수율 > 90%
(2) CO2 포집용 1,000 Nm3/hr 암모니아 흡수 설비와 연계된 CO2 정제/액화설비 건설/운전
- 정제량 : 1일 10톤, 액화량 : 1일 3톤, 액상 CO2 순도 >99%
(3) 열회수율 40%이상의 CO2 포집/분리 시스템용 중저온 폐열회수 시스템 설계기술 개발
1. 단계목표
(1) CO2 포집용 1000 Nm3/hr 암모니아 흡수 설비 설계/건설/운전
- CO2 순도 > 95% 및 CO2 회수율 > 90%
(2) CO2 포집용 1,000 Nm3/hr 암모니아 흡수 설비와 연계된 CO2 정제/액화설비 건설/운전
- 정제량 : 1일 10톤, 액화량 : 1일 3톤, 액상 CO2 순도 >99%
(3) 열회수율 40%이상의 CO2 포집/분리 시스템용 중저온 폐열회수 시스템 설계기술 개발
(4) CO2 자원화 반응열 확보를 위한 열회수율 50%이상 회수온도 500도 이상 고온 폐열회수 기술개발
(5) 환원성 가스(CO, H2)의 고로 내 주입 시 주입방법에 따른 고로 내 거동 변화 모사
(6) CO2 전환율이 85% 이상인 COG 용 혼합개질 촉매 선정/개발
(7) COG 용 개질 촉매의 kinetics 연구를 통한 연간 30톤 CO2 자원화 반응공정 개념 설계
2. 개발내용 및 결과
(1) 50Nm3/hr bench 급 CO2 포집 설비 운전을 통한 1,000Nm3/hr pilot plant의 설계 인자 도출 및 건설
(2) CO2 회수율 90%, 포집 CO2 농도 >98%, 소비 에너지 2.1~2.3 GJ/t-CO2 (농축탑 소비에너지) 달성
(3) 중저온 폐열 스팀과 공정용 스팀의 안정적인 병행 공급 확인함
(4) 포집된 CO2를 이용하여 1일 3톤의 액화 CO2를 제조할 수 있는 정제/액화 설비의 건설하였고 액화 CO2 농도 99.8% 이상을 달성함.
(5) 1,000Nm3/hr 파일럿 시스템용 폐열회수 시스템을 제작 가동하였으며 140~160℃의 발전소 배가스를 대상으로 120℃의 스팀을 시간당 1ton으로 1주일 이상 안정되게 공급하였음
(6) 1300도의 고온 제강 슬래그를 대상으로 회수공기 온도 460℃, 50%의 열회수율 달성을 실증하고, 2단계 CO2 자원화 파일럿 플랜트용 슬래그 회수열 공급 시스템을 구축하였음.(설계 슬래그 처리량 0.3ton/hr, 회수온도 500℃, 열회수율 50%)
(7) 열역학적 계산을 통해 고로 취입에 적합한 환원가스 제조 조건 확인
(8) 4-channel 활성 평가 장치를 이용하여 COG 혼합개질에 적합한 촉매가 Ni/MgO/Al2O3 임을 확인함.
(9) RIST에서 합성한 Ni/MgO/Al2O3 촉매의 kinetics 연구를 수행하였으며 이를 기초로 CO2처리량 30ton/년 규모의 CO2 개질 촉매 반응기의 개념설계안을 도출함
(10) 에너지/물질 수지를 기초로 혼합 개질 반응에 필요한 열에너지의 20% 이상을 슬래그에서 회수한 열에너지를 이용하는 CO2 자원화 통합 공정을 도출함
(11) 고로 및 유동로에 대하여 환원성 가스의 주입에 따른 반응 및 코크스 저감량 계산
3. 기대효과(기술적 및 경제적 효과)
(1) 저비용으로 CO2 포집 및 자원화가 가능하므로, 기후변화협약 연계된 신성장 동력 산업을 창출 가능함.
(2) 철강분야 CO2 뿐만 아니라 중저온 폐열이 확보되는 시멘트, 석유화학산업 등에 적용이 가능함.
(3) 국내에서 CO2 포집/자원화 공정을 운전함으로써 신규 고용창출이 가능함.
(4) 지중 또는 해양저장을 대체할 수 있는 신기술로 활용할 수 있음.
4. 적용분야
(1) 중저온 폐열을 이용할 수 있는 암모니아수 CO2 포집 공정은 발전소, 시멘트 산업에 확대적용이 가능함
(2) 현열 연계 CO2 자원화 기술은 회수하기 어려운 열에너지가 존재하고 환원제가 필요한 Mg 등의 비철 제련 공정에도 적용 가능함
(3) 개발 중인 혼합 개질 기술은 열악한 조건에서도 syngas 의 HCO2/CO 비를 조절할 수 있어 저가의 원료를 이용하여 석유화학제품을 생산하는 기술로 성장 가능함.
과제명(ProjectTitle) : | - |
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연구책임자(Manager) : | - |
과제기간(DetailSeriesProject) : | - |
총연구비 (DetailSeriesProject) : | - |
키워드(keyword) : | - |
과제수행기간(LeadAgency) : | - |
연구목표(Goal) : | - |
연구내용(Abstract) : | - |
기대효과(Effect) : | - |
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