| 초록 |
지속적인 경제발전에 의한 에너지 수요의 증가로 사용이 편리한 화석연료의 가격은 계속 상승해왔다. 에너지의 대부분을 해외에 의존하는 우리나라는 에너지 수급의 안정화를 위하여 에너지원을 다양화할 필요성이 있다.합성천연가스 생산 공정은 크게 가스화, 가스정제, 메탄합성의 주 공정과 산소분리, 황회수 등의 부속공정으로 나뉠 수 있다. 가스화기에서 합성가스는 운전조건과 원료에 따라 다르나 일반적으로 CO와 H2가 비슷한 비율로 생산된다. 메탄을 합성하기 위하여 가스정제를 거처 수성가스전환(Water Gas Shift Reaction)반응으로 CO와 H2의 비율을 1:3으로 조절하게 된다.비율이 조절된 합성가스는 Ni계열의 촉매하에 메탄으로 합성된다. 부가적인 반응으로 촉매의 표면에 탄소가 침적되는 Boudouard 반응이 일어나지만 촉매 활성도의 감소의 주요원인은 고온의 반응에 의한 촉매 pore 소결에 의한 표면적의 감소 때문으로 알려져 있다. 따라서 메탄합성반응은 격렬한 발열반응으로 반응기 내의 온도조절이 반응효율과 촉매의 수명에 영향을 미치므로 이를 최적화하여 반응온도를 유지해야하며 대부분의 공정 개발이 이에 중점을 두고 있다.본 연구에서는 기존에 개발된 상용 메탄합성공정을 전산모사하여 각 공정의 성능을 비교함으로써 공정특성을 파악하고 최적의 공정을 선정하기 위하여 수행되었다. |
