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알칼리금속염과 철황산염을 촉매로 한 갈탄의 CO2 가스화반응에서 기체-고체 반응모델을 적용한 촉매활성의 비교
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  • 알칼리금속염과 철황산염을 촉매로 한 갈탄의 CO2 가스화반응에서 기체-고체 반응모델을 적용한 촉매활성의 비교
저자명
송병호,Song. Byungho
간행물명
에너지공학
권/호정보
2014년|23권 1호|pp.58-66 (9 pages)
발행정보
한국에너지공학회
파일정보
정기간행물|
PDF텍스트
주제분야
기타
이 논문은 한국과학기술정보연구원과 논문 연계를 통해 무료로 제공되는 원문입니다.
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기타언어초록

저등급탄인 내몽골 갈탄의 촉매가스화반응을 수행하였다. 가스화반응은 열중량분석기(TGA)에서 반응온도 $600{sim}900^{circ}C$ 범위에서 이산화탄소를 반응가스로 하여 실행하였다. 공정설계에 필수적인 반응 인자들을 도출하기 위하여 세가지의 기-고체 반응모델을 사용하였으며 그 모델들이 가스화반응의 거동을 예측하는 능력을 비교하였다. 사용된 모델 중에서 modified volumetric reaction model이 촉매, 비촉매 가스화반응의 거동을 가장 잘 묘사하였다. 이론적 모델인 homogeneous model과 shrinking-core model은 비촉매반응과 $FeSO_4$를 촉매로 한 반응을 비교적 잘 표현하였다. 알칼리금속 촉매를 사용할 경우, 촉매의 활성은 $600^{circ}C$ 낮은 온도에서 가장 크게 나타났으며 온도가 $700^{circ}C$로 증가하면 촉매활성이 약 50% 감소하는 것이 관찰되었다. 온도가 더 증가하여 $800^{circ}C$ 이상에서는 촉매활성은 일정해졌다. 본 연구에서 촉매의 활성 순서는 다음과 같이 얻어졌다: $K_2CO_3$ > $Na_2CO_3$ > $K_2SO_4$ > $FeSO_4$.

기타언어초록

Catalytic gasification of a low rank coal- Inner Mongolian lignite has been carried out with carbon dioxide. The gasification reactions were performed in a thermogravimetric analyzer at temperatures of $600^{circ}C$ to $900^{circ}C$. The kinetic parameters were evaluated using three different gas-solids reaction models and the prediction ability of each model were compared. Among the models evaluated, the modified volumetric model was found to correlate best both the non-catalytic and catalytic gasification reactions. The theoretical models, homogeneous and shrinking-core models, were found to satisfactorily correlate gasification reactions for the non-catalytic and $FeSO_4$-catalyzed reactions. In case of alkali metal catalysts, the catalytic activity was mostly pronounced at a low temperature of $600^{circ}C$ and observed to decrease by 50% as the temperature was increased to $700^{circ}C$, and it remained nearly constant at temperature over $800^{circ}C$. The order of catalytic activity was found to be: $K_2CO_3$ > $Na_2CO_3$ > $K_2SO_4$ > $FeSO_4$.