| 초록 |
본 연구에서는 석탄가스화로부터 얻어진 합성가스(H2+CO)로부터 메탄을 합성하기 위한 SNG(Synthetic Natural Gas)합성공정에 적용 가능한 Ni-Al2O3계 촉매의 제법에 따른 촉매의 활성이 조사되었다. 함침법, 침전법 그리고 물리적 혼합법으로 Ni-Al2O3계 촉매를 합성하였으며, 메탄화 반응조건은 상압에서 반응물인 H2와 CO 의 공급비([H2]/[CO])를 3으로 고정하고, 공간속도가 10000 h-1인 조건에서 반응온도를 250~350 ℃로 조절하며 실험을 수행하였다. 침전법과 함침법으로 제조된 촉매의 경우, 촉매의 결정구조가 NiO와 Al2O3로 합성되어 촉매의 활성이 높은 것으로 나타났으나, 물리적으로 NiO와 Al2O3를 혼합하여 제조된 촉매의 경우에는 반응과정에서 촉매의 비활성화가 진행되었다. 물리혼합법으로 제조된 촉매는 반응 후 표면에 Ni3C가 생성되었으며, 이는 촉매독으로 작용하여 촉매의 비활성화를 초래할 수 있다. 또한 Ni3C가 생성되는 원인은 Al2O3의 표면에서 coke가 생성되었기 때문이라 판단된다. 한편, 합성가스로부터 SNG를 합성하는 과정에서 촉매층은 발열반응에 의한 심한 국소고온현상이 발생되는데, 이는 촉매의 주성분인 Ni의 소결에 의한 비활성화를 초래할 수 있다. 그러므로 촉매활성성분의 소결을 억제하기 위한 첨가제의 적용이 요구된다. 본 연구에서는 Ni의 소결을 억제하기 위하여 textual promoter로 Al2O3를 공침법에 의해서 첨가시켰으며, 이로부터 촉매의 비활성화 억제효과를 얻었을 수 있었다. |
