KR101487100B1 - 합성가스 제조방법 및 이의 제조를 위해 이중 유동층 이산화탄소 가스화 장치 - Google Patents

합성가스 제조방법 및 이의 제조를 위해 이중 유동층 이산화탄소 가스화 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유동층 연소로에서 발생되는 이산화탄소를 유동층 가스화 반응의 원료로 사용하여 일산화탄소 등 합성가스를 제조하는 방법 및 이의 제조를 위한 이중 유동층 가스화 장치에 관한 것이다.
본 발명의 합성가스 제조방법은 유동층 연소로에서 발생되는 이산화탄소를 유동층 가스화 반응의 원료로 사용하므로 이산화탄소의 배출을 최소화할 수 있다.
본 발명의 이중 유동층 가스화기는 순환유동층과 유동층이 연결된 복합 공정으로 연소 영역과 가스화 영역이 분리됨으로써 가스화제로 사용되는 이산화탄소의 포집 분리가 용이하여 경제적이다.
본 발명의 이중 유동층 이산화탄소 가스화기는 배가스와 합성가스가 혼합되지 않고 분리됨으로써 합성가스 내의 일산화탄소 농도를 고농도로 유지함으로써 경제적이다.
본 발명의 합성가스 제조방법은 석유 정제과정의 유독성 폐기물인 석유 코크스와 온실가스인 이산화탄소를 반응시켜 합성가스를 제조하므로 친환경적이며 경제적이다.

Description

합성가스 제조방법 및 이의 제조를 위해 이중 유동층 이산화탄소 가스화 장치{Method of preparing syngas and dual type fluidized bed CO2 gasifier for manufacturing of the same}
본 발명은 합성가스 제조방법 및 이의 제조를 위한 이중 유동층 이산화탄소 가스화 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 유동층 연소로에서 발생되는 이산화탄소를 유동층 가스화 반응의 원료로 사용하여 일산화탄소 등 합성가스를 제조하는 방법 및 이의 제조를 위한 이중 유동층 가스화 장치에 관한 것이다.
가스화 공정은 그 반응 및 가스화 생성물의 목적에 따라 가스화기 형태 및 조업 조건 등이 결정되며, 일반적으로 가스화기의 종류에 따라 분류층(Entrained Bed), 이동층(Moving Bed) 및 유동층(Fluidized Bed) 가스화 장치로 분류될 수 있다.
유동층 가스화 장치는 상향 흐름을 갖는 반응 기체로 인해 고체층이 부유하여 기체 및 액체와 같은 유동을 하며 기체-고체, 고체-고체가 매우 빠르게 혼합되어 가스화 반응을 일으키는 장치로, 고온의 유동매질과 연료 및 산화제의 완전혼합을 통해 기체-고체의 접촉이 완벽히 일어나며, 이에 따라 반응속도가 빠르고 효율이 증대될 수 있다. 또한 비교적 광범위한 연료를 사용할 수 있으며, 낮은 온도에서도 반응이 빠르게 진행되고, 회분이 건식으로 처리되어 회분의 슬래그(Slag) 배출로 인한 열손실을 줄일 수 있는 특징이 있다. 일반적으로, 유동층 가스화 장치는 대체 에너지 개발 및 폐기물 처리 등의 여러 화학공정 분야에서, 석탄이나 슬러지 또는 폐고분자, 폐목재 및 폐타이어 등의 가스화와 관련된 에너지 전환공정 및 에너지 회수공정에서 사용되어 왔으며, 이에 대한 광범위한 연구 및 개발이 진행되고 있다.
또한, 유동층 가스화 장치는 다른 종류의 가스화 반응기에 비해 우수한 열전달 특성을 가지며, 반응로 내의 균일한 온도 분포로 인해 가스화 생성가스의 수율 및 조성이 일정하며, 고체 반응물의 반응로 내의 체류시간이 비교적 길고, 고체가 유체와 같은 흐름을 갖고 있어 고체 처리가 용이하다는 여러 가지 장점을 갖는다. 이와 같이 유동층 가스화 장치는 고체를 처리함에 따라 생성되는 고품질의 합성가스와 고온의 연소 가스를 얻는 것을 주목적으로 하기 때문에, 고열량화 및 수율증대를 위해 여러 방식으로 연구 및 개발되고 있다.
국내 특허 제 10-1271793호에는 하수슬러지를 가스화하는 유동층 가스화 반응기와 미연분 탄소를 연소하여 열을 회수하는 유동층 연소 반응기의 이중 반응기형 유동층 가스화 장치가 개시된다. 도 1을 참고하면, 상기 등록특허는 유동층 가스화 반응기(100) 및 유동층 연소 반응기(110)로 미연분 및 회분을 선택적으로 이송시킬 수 있는 루프실(120)을 구비한다. 다만, 상기 등록특허는 루프실에 의한 미연분 및 회분을 선택적으로 제어하는데 어려움이 있으며, 또한, 가스화 반응기와 유동층 연소 반응기 사이에 유동물질의 완전 순환구조를 형성하기 어려워 에너지 효율이 떨어지는 문제가 있다.
한편, 종래 기술들은 연소 영역에서 발생되는 이산화탄소를 가스화 영역의 가스화제로 이용하여 청정한 자원인 합성가스 생산하는 것에 대한 개시가 없었다.
본 발명은 유동층 연소로에서 발생되는 이산화탄소를 유동층 가스화 반응의 원료로 사용하여 합성가스를 제조하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명은 유동층 연소로와 유동층 가스화기의 사이를 유동물질이 순환하며 가스화 반응 효율을 높이는 합성가스를 제조하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명은 석유 정제과정의 폐기물로 인식되어 오던 석유 코크스를 연소반응 중에 다량 발생되는 온실가스인 이산화탄소와 반응시켜 합성가스를 제조하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 하나의 양상은
이산화탄소, 유기성 물질 및 유동물질을 반응시켜 합성가스를 생산하는 유동층 가스화 반응 단계 ;
상기 유동층 가스화 반응단계에서 배출되는 유동물질과 미반응 유기성 물질을 제공받고, 상기 미반응 유기성 물질을 연소시키는 유동층 연소 반응 단계 ; 및
상기 유동층 연소 단계에서 배출되는 폐가스와 유동물질을 분리 및 순환시키는 분리 순환 단계를 포함하되,
상기 분리 순환 단계는 상기 폐가스 중에서 이산화탄소만을 선택적으로 포집하고, 상기 포집된 이산화탄소를 상기 유동층 가스화 반응 단계의 반응원료로 공급하는 단계를 포함하는 합성가스 제조 방법에 관계한다.
다른 양상에서 본 발명은
이산화탄소, 유동물질 및 유기성 물질을 반응시켜 합성가스를 생산하는 유동층 가스화기(10) ;
상기 유동층 가스화기로부터 유동물질과 미반응 유기성 물질을 제공받고, 상기 유기성 물질을 연소시키는 유동층 연소로(20) ;
상기 유동층 연소로에서 배출되는 폐가스와 유동물질을 분리하고 상기 폐가스 중에서 포집된 이산화탄소를 상기 유동층 가스화기로 공급하는 분리 순환 장치(30)를 포함하는 이중 유동층 가스화 장치에 관계한다.
본 발명의 합성가스 제조방법은 유동층 연소로에서 발생되는 이산화탄소를 유동층 가스화 반응의 원료로 사용하므로 이산화탄소의 배출을 최소화할 수 있다.
본 발명의 이중 유동층 가스화기는 순환유동층과 유동층이 연결된 복합 공정으로 연소 영역과 가스화 영역이 분리됨으로써 가스화제로 사용되는 이산화탄소의 포집 분리가 용이하여 경제적이다.
본 발명의 이중 유동층 이산화탄소 가스화기는 배가스와 합성가스가 혼합되지 않고 분리됨으로써 합성가스 내의 일산화탄소 농도를 고농도로 유지함으로써 경제적이다.
본 발명의 합성가스 제조방법은 석유 정제과정의 유독성 폐기물인 석유 코크스와 온실가스인 이산화탄소를 반응시켜 합성가스를 제조하므로 친환경적이며 경제적이다.
도 1은 종래 이중 반응기형 유동층 가스화 장치를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 합성가스 제조방법을 도시한 개념도이다.
도 3은 본 발명의 이중 유동층 가스화 장치의 일구현예를 나타낸다.
도 4는 유동층 가스화기의 반응온도에 따른 합성가스 전환율을 나타낸다.
도 5는 1,100에서 이산화탄소의 농도에 따른 합성가스 전환율의 차이를 나타낸다.
본 발명은 하기의 설명에 의하여 모두 달성될 수 있다. 하기의 설명은 본 발명의 바람직한 구체예를 기술하는 것으로 이해되어야 하며, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
도 2는 본 발명의 합성가스 제조방법을 도시한 개념도이다.
도 2를 참고하면, 본 발명의 합성가스 제조방법은 유동층 가스화 반응 단계, 유동층 연소 반응 단계, 및 분리순환 단계를 포함한다.
본 발명에서는 유동층 연소단계에서 발생된 이산화탄소를 유동층 가스화 반응의 반응원료로 제공한다.
유동층 가스화 반응 단계
상기 유동층 가스화 반응단계는 이산화탄소, 유기성 물질 및 유 동물질을 반응시켜 합성가스를 생산하는 단계이다.
유동층 가스화 반응 단계는 고체의 유동물질이 부유되어 반응물질과 혼합되어 가스화 반응이 일어난다. 상기 유동물질은 고온으로 반응기에 제공되며, 반응물질과 접촉을 통해 반응에 필요한 에너지를 전달한다.
상기 유동물질은 유동층 연소 단계에서 700~1100℃로 가열되어 유동층 가스화 반응 단계로 공급된다.
상기 유동 물질은 직경이 100~500㎛인 모래로 이루어진다.
상기 유동층 가스화 반응은 이산화탄소와 유기성 물질이 반응하여 합성가스를 생성한다. 좀 더 구체적으로, 본 발명의 이산화탄소 가스화 반응은 이산화탄소와 석유 코크스가 반응하여 일산화탄소를 생성한다.
C + CO2 → 2CO
상기 이산화탄소는 상기 유동층 연소 반응에서 발생되는 폐가스를 분리하고, 폐가스 중에서 이산화탄소를 포집하여 유동층 가스화 반응의 반응원료로 사용할 수 있다.
상기 공급되는 반응원료는 이산화탄소 이외에 질소를 포함할 수 있으며, 이 경우 공급되는 반응원료는 질소 : 이산화탄소가 75~0 : 25~100로 혼합될 수 있다.
상기 방법은 상기 이산화탄소를 상기 유동층 연소 반응이외의 다른 공정에서 발생되는 이산화탄소를 부가적으로 공급할 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 유동층 가스화 장치 이외의 다른 공정의 연소장치로부터 발생되는 이산화탄소를 외부로부터 도입하여 공급할 수 있다.
또한 이산화탄소 가스화 반응 온도를 향상시키거나 합성가스 내의 수소 농도를 증가시키기 위해 공기 또는 증기를 부가적으로 주입할 수 있다.
상기 방법은 포집된 이산화탄소를 유동층 가스화 반응기 하부로 주입하고, 상기 유동물질과 상기 유기성 물질을 상기 유동층 가스화 반응기 상부로 주입한다.
상기 유기성 물질은 석유 코크스, 석탄 또는 바이오매스이다.
상기 유동층 가스화 반응단계의 온도는 900~1400℃로 유지될 수 있다.
본 발명은 상기 유동층 가스화 반응 단계에서 발생되는 합성가스를 비산되어 배출되는 유동물질과 분리하는 합성가스 분리단계를 추가로 포함할 수 있다.
상기 합성가스 분리단계는 공지된 기체-고체 분리장치를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 싸이클론을 사용할 수 있다.
유동층 연소 반응 단계
상기 유동층 연소 반응 단계는 상기 유동층 가스화 반응단계에서 배출되는 유동물질과 미반응 유기성 물질을 제공받고, 상기 미반응 유기성 물질을 연소시키는 단계이다.
상기 유동층 연소반응단계에서는 공지의 유동층 연소반응기를 사용할 수 있다.
유동층 연소단계에서는 상기 유동층 가스화 반응단계에서 배출되는 유동물질과 미반응 유기성 물질을 제공받는다.
본 발명의 유동층 연소단계는 상기 미반응 유기성 물질을 공기와 반응시켜 연소시켜 이산화탄소를 생성하고, 연소열로 유동물질을 가열한다. 상기 유동층 연소 반응으로 고온의 유동물질과 이산화탄소를 포함한 폐가스가 배출된다.
분리 순환 단계
상기 분리 순환 단계는 상기 유동층 연소 단계에서 배출되는 폐가스와 유동물질을 분리 및 순환시킨다.
상기 분리 순환 단계는 폐가스와 유동물질을 분리하는 단계, 유동물질과 분리된 폐가스 중에서 이산화탄소만을 선택적으로 포집하는 단계, 및 상기 포집된 이산화탄소를 상기 유동층 가스화 반응 단계의 반응원료로 공급하는 단계를 포함한다.
상기 분리단계는 상기 유동물질과 폐가스를 분리장치, 예를 들면, 싸이클론을 이용하여 분리한다. 분리된 유동물질은 유동층 가스화기의 상부로 주입된다.
상기 이산화탄소 포집단계는 공지된 포집기를 사용할 수 있다. 예를 들면, CO2를 포함하는 가스를 아민류 계통의 용액을 통과시켜 CO2를 흡수하게 하고 재생탑에서 그 용액을 재생하는 습식법을 사용할 수 있다. 또한, 두개의 반응기를 이용하여 CO2를 회수하는 것으로, 회수반응기에 공급된 CO2를 고체흡수제(건식흡수제)에 흡착제거하고, 상기 고체흡수제는 재생반응기로 유입되어 흡착된 CO2를 제거하여 다시 회수반응기에 공급하는 건식법을 사용할 수 있다.
포집된 상기 이산화탄소는 유동층 가스화기의 하부로 주입되어 유동물질, 유기성 물질과 접촉하여 반응할 수 있다. 또한 이산화탄소 가스화 반응 온도를 향상시키거나 합성가스 내의 수소 농도를 증가시키기 위해 공기 또는 증기를 부가적으로 주입할 수 있다.
다른 양상에서 본 발명은 합성가스를 제조하기 위한 이중유동층 가스화 장치에 관계한다.
도 3은 본 발명의 일구현예에 의한 이중유동층 가스화 장치이다. 상기 장치는 유동층 가스화기(10), 유동층 연소로(20) 및 분리순환장치(30)를 포함한다.
상기 유동층 가스화기(10)는 이산화탄소, 유동물질 및 유기성 물질을 반응시켜 합성가스를 생산한다.
상기 유동물질은 유동층 연소로에서 700~1,100℃로 가열되어 유동층 가스화 반응 단계로 공급되고, 상기 유동 물질은 직경이 100~500㎛인 모래일 수 있다.
상기 유동물질은 상기 유동층 가스화기(10)에서 소정 시간 체류하여 가스화 반응에 열을 제공한 후 상기 유동층 가스화기 하단(10)과 상기 유동층 연소로(20) 하단을 연결하는 순환부(50)를 통해 상기 유동층 연소로(20)로 주입될 수 있다.
상기 이산화탄소는 상기 유동층 연소로에서 발생되는 폐가스를 분리하고, 폐가스 중에서 이산화탄소만을 선택적으로 포집하여 유동층 가스화 기의 반응원료로 사용한다.
상기 이산화탄소는 상기 유동층 연소 반응에서 발생되는 폐가스를 분리하고, 폐가스 중에서 이산화탄소를 포집하여 유동층 가스화 반응의 반응원료로 사용할 수 있다.
상기 공급되는 반응원료는 이산화탄소이외에 질소를 포함할 수 있으며, 이 경우 공급되는 반응원료는 질소 : 이산화탄소가 75~0 : 25~100로 혼합될 수 있다.
상기 장치는 상기 이산화탄소를 상기 유동층 연소 반응이외의 다른 공정에서 발생되는 이산화탄소를 부가적으로 공급할 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 유동층 가스화 장치 이외의 다른 공정의 연소장치로부터 발생되는 이산화탄소를 외부로부터 도입하여 공급할 수 있다.
또한 이산화탄소 가스화 반응 온도를 향상시키거나 합성가스 내의 수소 농도를 증가시키기 위해 공기 또는 증기를 부가적으로 주입할 수 있다.
상기 유동층 가스화기에는 포집된 이산화탄소가 하부로 주입되고, 상기 유동물질과 상기 유기성 물질은 상기 유동층 가스화기 상부로 주입된다.
상기 유기성 물질은 석유 코크스, 석탄 또는 바이오매스이다.
상기 유동층 가스화기의 반응 온도는 900~1400℃로 유지될 수 있다.
본 발명의 이중 유동층 가스화 장치는 상기 유동층 가스화기(10) 후단에 가스화 반응 후 배출되는 합성가스와 유동물질을 분리하는 합성가스 분리기(40)를 추가로 포함할 수 있다.
상기 합성가스 분리기는 공지된 기체-고체 분리장치를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 싸이클론을 사용할 수 있다.
상기 유동층 연소로(20)는 상기 유동층 가스화기로부터 유동물질과 미반응 유기성 물질을 제공받고, 상기 유기성 물질을 연소시키는 장치이다.
상기 유동층 연소로(20)는 공지의 유동층 연소반응기를 사용할 수 있다.
유동층 연소로(20)의 원료물질은 상기 유동층 가스화기에서 배출되는 유동물질과 미반응 유기성 물질을 제공받는다.
본 발명의 유동층 연소로는 상기 미반응 유기성 물질을 연소시켜 이산화탄소를 생성하고, 연소열로 유동물질을 700~1,100로 가열하여 배출한다.
상기 분리순환장치(30)는 상기 유동층 연소로(20)에서 배출되는 폐가스와 유동물질을 분리하고 상기 폐가스 중에서 포집된 이산화탄소를 상기 유동층 가스화기(10)로 공급한다.
상기 유동물질은 유동층 연소로에서 700~1,100로 가열된 후 상기 분리 순환 장치(30)를 통해 폐가스와 분리되고, 상기 유동층 가스화기(10)로 주입된다.
상기 분리 순환 장치(30)는 분리부(31), 이산화탄소 회수부(32) 및 이산화탄소 공급부(33)을 포함한다.
상기 분리부(31)는 폐가스와 유동물질을 분리하는 장치로서, 공지된 기체와 고체의 분리장치들을 제한 없이 사용할 수 있으며, 일예로서 싸이클론을 사용할 수 있다.
상기 이산화탄소 회수부(32)는 상기 분리된 폐가스 중에서 이산화탄소만을 선택적으로 포집한다. 상기 이산화탄소 회수부(32)는 공지된 포집장치를 제한 없이 사용할 수 있다.
상기 이산화탄소 공급부(33)는 포집된 상기 이산화탄소를 상기 유동층 가스화기(10)의 하부로 주입한다.
도 4는 유동층 가스화기의 반응온도에 따른 합성가스 전환율을 나타낸다. 도 4를 참고하면, 1100℃에서는 전환율이 약 0.25 정도이지만 1400℃에서는 전환율이 1에 달하고, 반응도 더욱 빨리 진행되는 것을 알 수 있다.
도 5는 이산화탄소 가스화 반응이 일어나는 1,100℃에서 이산화탄소의 농도에 따른 석유 코크스의 전환율의 변화를 나타낸 것이다. 실험에서 석유 코크스는 약 900℃에서 열분해 과정을 거친 후에 1,100℃에서 이산화탄소와 반응하였다. 그림에서 보면 본 발명의 이산화탄소 가스화 온도 영역에서 이산화탄소가 석유코크스와 반응하여 일산화탄소로 전환되고 있는데, 질소함유량이 75%인 경우보다 50%, 0%인 경우가 가스화 반응이 빨라짐을 확인할 수 있다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 이용될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.
10 : 유동층 가스화기 20 : 유동층 연소로
30 : 분리순환장치 31 : 분리부
32 : 이산화탄소 회수부 33 : 이산화탄소 공급부
40 : 합성가스 분리기 50 : 순환부

Claims (10)

  1. 이산화탄소, 유기성 물질 및 유동물질을 반응시켜 합성가스를 생산하는 유동층 가스화 반응 단계 ;
    상기 유동층 가스화 반응단계에서 배출되는 유동물질과 미반응 유기성 물질을 제공받고, 상기 미반응 유기성 물질을 연소시키는 유동층 연소 반응 단계 ; 및
    상기 유동층 연소 단계에서 배출되는 폐가스와 유동물질을 분리 및 순환시키는 분리 순환 단계를 포함하되,
    상기 분리 순환 단계는 상기 폐가스 중에서 이산화탄소만을 선택적으로 포집하고, 상기 포집된 이산화탄소를 상기 유동층 가스화 반응 단계의 반응원료로 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 합성가스 제조 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 유동물질은 유동층 연소 단계에서 700~1,100℃로 가열되어 유동층 가스화 반응기로 주입되는 것을 특징으로 하는 합성가스 제조 방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 유동층 가스화 반응단계는 가스화 반응 후 배출되는 합성가스와 유동물질을 분리하는 합성가스 분리단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 합성가스 제조 방법.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 방법은 포집된 이산화탄소를 유동층 가스화 반응기 하부로 주입하고, 상기 유동물질과 상기 유기성 물질을 상기 유동층 가스화 반응기 상부로 주입하는 것을 특징으로 하는 합성가스 제조방법.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 유동 물질은 직경이 100~500㎛인 모래인 것을 특징으로 하는 합성가스 제조방법.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 방법은 상기 유동층 가스화 반응단계의 온도를 900~1400℃로 유지하는 것을 특징으로 하는 합성가스 제조방법.
  7. 이산화탄소, 유동물질 및 유기성 물질을 반응시켜 합성가스를 생산하는 유동층 가스화기(10) ;
    상기 유동층 가스화기로부터 유동물질과 미반응 유기성 물질을 제공받고, 상기 유기성 물질을 연소시키는 유동층 연소로(20) ; 및
    상기 유동층 연소로에서 배출되는 폐가스와 유동물질을 분리하고 상기 폐가스 중에서 포집된 이산화탄소를 상기 유동층 가스화기로 공급하는 분리 순환 장치(30)를 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 유동층 가스화 장치.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 분리 순환 장치(30)는 폐가스와 유동물질을 분리하는 분리부(31) 및 상기 분리된 폐가스 중에서 이산화탄소만을 선택적으로 포집하는 이산화탄소 회수부(32), 상기 포집된 이산화탄소를 상기 유동층 가스화기로 공급하는 이산화탄소 공급부(33)를 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 유동층 가스화 장치.
  9. 제 7항에 있어서, 상기 유동층 가스화기(10) 후단에 가스화 반응 후 배출되는 합성가스와 유동물질을 분리하는 합성가스 분리기(40)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 유동층 가스화 장치.
  10. 제 7항에 있어서, 상기 유동물질은 상기 유동층 가스화기(10)에서 소정 시간 체류하여 가스화 반응에 열을 제공한 후 상기 유동층 가스화기 하단(10)과 상기 유동층 연소로(20) 하단을 연결하는 순환부(50)를 통해 상기 유동층 연소로(20)로 주입되는 것을 이중 유동층 가스화 장치.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101841168B1 (ko) 2016-06-10 2018-03-22 한국기계연구원 유기물질의 가스화 장치
KR20180043864A (ko) * 2016-10-20 2018-05-02 충북대학교 산학협력단 이산화탄소와 석탄을 이용한 일산화탄소 제조용 반응시스템

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009227752A (ja) * 2008-03-21 2009-10-08 Ihi Corp ガス化設備の運転方法
WO2011108212A1 (ja) * 2010-03-02 2011-09-09 独立行政法人石油天然ガス・金属鉱物資源機構 合成ガスの製造方法
KR101085434B1 (ko) * 2009-10-09 2011-11-22 한국생산기술연구원 유동사를 이용한 합성가스 내 불순물 제거 시스템 및 그 방법
KR20120009751A (ko) * 2010-07-21 2012-02-02 한국기계연구원 자원 및 온실가스 순환형 전력 생산 시스템 및 이를 이용하는 전력 생산 방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009227752A (ja) * 2008-03-21 2009-10-08 Ihi Corp ガス化設備の運転方法
KR101085434B1 (ko) * 2009-10-09 2011-11-22 한국생산기술연구원 유동사를 이용한 합성가스 내 불순물 제거 시스템 및 그 방법
WO2011108212A1 (ja) * 2010-03-02 2011-09-09 独立行政法人石油天然ガス・金属鉱物資源機構 合成ガスの製造方法
KR20120009751A (ko) * 2010-07-21 2012-02-02 한국기계연구원 자원 및 온실가스 순환형 전력 생산 시스템 및 이를 이용하는 전력 생산 방법

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101841168B1 (ko) 2016-06-10 2018-03-22 한국기계연구원 유기물질의 가스화 장치
KR20180043864A (ko) * 2016-10-20 2018-05-02 충북대학교 산학협력단 이산화탄소와 석탄을 이용한 일산화탄소 제조용 반응시스템
KR101853312B1 (ko) * 2016-10-20 2018-06-15 충북대학교 산학협력단 이산화탄소와 석탄을 이용한 일산화탄소 제조용 반응시스템

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