KR19990035109U - 건류가스화연소로의촉매 - Google Patents
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Abstract
본 고안은 건류가스화 연소로의 고정촉매 이용에 관한 것으로서, Batch식이나 연속식에 있어서 고분자화합물이 열분해되어 건류가스가 생성되는 온도는 약 300℃이상에서 900℃ 사이이다. 이때 순수한 열분해를 이용한 건류가스화된 가스와 촉매를 사용한 건류가스와의 차이는 CO, CO2의 함량의 차이에서 극명하게 구분된다. 또한 활성화에너지의 차이에도 촉매를 활용할 경우 연료의 조성에 따라 다르기는 하지만 동일한 온도와 시간에서 약 30%정도의 차이를 얻을 수 있다. 즉 촉매를 활용할 경우 건류가스조성에 유기화합물의 생성이 늘어나며, 동일 시간 및 온도에서도 더 많은 건류가스가 생성된다.
Description
건류가스화 연소로의 목적은 고분자화합물을 직열에 의하여 저분자 유기화합물의 생성을 유도해 내는데 있다. 본 고안은 저분자유기화합물을 유도하는 건류가스화 연소로의 건류층에 고정된 촉매를 설치함으로 저분자유기화합물의 양적, 질적 향상을 도모코져 한다. 즉, 동일한 온도와 시간 동안 촉매를 사용함으로서 다량의 저분자유기화합물의 생성을 목적으로 고정촉매를 사용하고 저분자 유기화합물의 질적인 측면에서 탈황 및 탈염소 반응을 유도하며 생성된 가스의 정제시 고순도의 저분자 화합물을 얻을 것을 목적으로 한다
건류화연소로는 석탄액화 사업, 코크스 생산 시설 등 유사한 분야가 실용화 되어 왔고, 최근에는 폐기물의 직열에 의한 열분해기술의 일환으로 연구되고 실용화되어 대체에너지 개발분야로서 많은 연구와 실용화가 이루어지고 있다. 그러나 대부분 Batch식으로 건류가스를 연료용으로 활용하여 왔으므로, 가스의 탈황, 탈염소 반응을 유도하여 고순도의 저분자 유기물질을 얻고자 하는 목적과는 상이하였다.
본 고안은 단순히 연료용이 건류가스를 제조하는 것을 목적으로 하는 것이 아니라 고순도의 저분자유기화합물의 생성을 위해서 필요한 기술분야이다.
건류가스화 연소로에 있어서의 촉매는, Batch식 및 연속식에서 촉매의 재질과 Recycling 두가지 측면에서 기술적인 과제가 있다.
1. 촉매의 재질로서 저분자 유기화합물의 Radical 반응 및 Reforming이 잘 이루어져야 하고
2. 탈황산 및 탈염소가 원활이 이루어져야 하고
3. 탈황산 및 탈염소 반응시 촉매자체의 변형, 변질이 작아야 하며
4. 촉매의 Recycling에 있어서 Batch식이나 연속식에서 건류가 완료된 후 그 연소잔사물 중에서 촉매만 발췌하여 Recycling 시켜야 하는 문제 등이 과제이다.
본 고안에서는 비제올라이트계로서 산화니켈, 산화마그네슘 등의 금속산화물 1%이상과 벤토나이트점토 등을 혼합 성형한 것으로, 800℃이상 소결시켜, 분자간의 공유결합을 유도케하여, 연소로의 고온에도 내구성을 발휘하고, HCl이나 SOx에도 변형이나 화학적 변화가 없다. 형태는, 고정촉매로서 건류가스화 연소로에 적합하도록 막대형이나 막대형에 날개를 취부하여 접촉면적을 증대시키는 형태로 제작할 수 있다. 이를 화격자 상단에 고정시켜 화격자 상단의 연소부에서 발생되는 고열의 에너지와 가스가 상승하여 화격자상단에 취부된 촉매를 접촉하면서 왕성한 건류현상을 유도한다.
제1도는 촉매막대 측면도
제2도는 촉매 막대 및 브라켓 단면도
제3도는 촉매막대 및 브라켓 측면도
제4도는 화격자에 꽂힌 촉매막대와 브라켓
건류가스화 연소로의 고정촉매는 비 제올라이트계로서 산화니켈, 산화마그네슘 등의 금속산화물 1%이상과 벤토나이트 점토 등을 혼합 성형한 것으로, 800℃이상 소결시켜, 분자간의 공유결합을 유도케하여, 진동 화격자 상단에 설치된 고정화격자에 고정시켜 사용한다.건류가스화 연소로는 로 하단의 화격자에서 연료중의 기화되기 쉬운 물질이 외부에서 투입되는 공기(산소)와 결합하여 연소되고 남은 탄화물은 화격자 하부로 낙하된다. 이때 발생되는 열로서 화격자 상단의 건류층에서 열분해가 진행되어 이때 발생되는 가스를 건류가스라고 한다. 건류라 함은 엄격한 의미에서 열분해공정을 말한다. 본 발명에서 황산, 염소에 변질되지 않는 재질로서의 촉매 또한 열분해의 촉매와 동일한 의미를 가진다. 70,000개 이상의 고분자 화합물질을 열분해할 때 본 고안의 촉매를 사용함으로서 열분해시 진행되는 라디칼반응이나 Reforming 현상에 의해 탈황 및 탈염소반응이 빠르게 진행될 뿐 아니라, 건류가스를 포집, 정유하여 고순도의 저분자 유기화합물을 회수할 수 있다.
1. 비 제올라이트계로서 염산에 의한 변형이 없다.
2. 탈황, 탈염소 반응이 빠르다.
3. 동일한 시간, 온도에서의 건류량이 증가한다.
4. 고순도의 건류가스 회수가 가능하다.
5. 막대식으로 설치가 간편하다.
6. 공유결합상태의 소성품으로 내구년수가 반영구적이다.
Claims (2)
- 비 제올라이트 재질의 벤토나이트 점토와 산화금속을 혼합 성형하여 800℃이상 소성, 제조하는 촉매제조기술
- 건류가스화 연소로의 막대형 고정촉매기술
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