| 초록 |
디메틸에테르(Dimethyl ether, DME)는 인체에 무해하고 질소산화물과 미세먼지의 배출이 적어 가정∙산업용, 발전용 및 수송용 연료로서 주목받고 있는 청정연료이다. 통상적인 DME 생산방법은 메탄올을 탈수하는 간접합성법과 합성가스로부터 DME를 제조하는 직접합성법이 있다. 본 연구에서는 별도의 합성가스 제조없이 제철 공장에서 발생하는 부생가스를 DME의 합성원료로 바로 이용하고, 다양한 제철 부생가스 중에서도 H2가 풍부한 COG(Cokes oven gas)와 과량의 CO2를 포함하는 FTG(FINEX tail gas)를 활용함으로써 합성가스 개질 비용을 절감함과 동시에 CO2의 배출 저감을 기대할 수 있는 DME 직접합성 제조 공정을 제안하고자 한다. COG와 FTG의 혼합비율은 Aspen plus를 이용한 원료가스의 조성 및 온도별 열역학적 평형전환율 계산을 통하여 결정하였다. DME 제조는 메탄올 합성 및 탈수용 상용촉매가 혼합충진된 lab-scale의 고정층 관형 반응기에서 이루어졌다. 운전변수에 따른 DME 합성 반응 실험결과, GHSV 5,000 L/kgcat.hr, 반응온도 250 ℃, 반응압력 50 barg의 최적 운전조건을 도출하였으며 도출된 조건에서 10hr이상의 장기 테스트 결과 안정적으로 DME 생성 수율 및 선택도가 확보됨을 확인하였다. |
