KR20120064030A - 이산화탄소의 배출이 저감된 가스화 방법 - Google Patents

이산화탄소의 배출이 저감된 가스화 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20120064030A
KR20120064030A KR1020110129125A KR20110129125A KR20120064030A KR 20120064030 A KR20120064030 A KR 20120064030A KR 1020110129125 A KR1020110129125 A KR 1020110129125A KR 20110129125 A KR20110129125 A KR 20110129125A KR 20120064030 A KR20120064030 A KR 20120064030A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
carbon
carbon dioxide
gasification
catalyst
reaction
Prior art date
Application number
KR1020110129125A
Other languages
English (en)
Inventor
김진홍
양자현
정일용
조대희
김정묵
김옥윤
이종찬
김규태
박주원
박삼룡
최선
오승훈
심현민
Original Assignee
에스케이이노베이션 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 에스케이이노베이션 주식회사 filed Critical 에스케이이노베이션 주식회사
Priority to US13/992,859 priority Critical patent/US20130326953A1/en
Priority to CA2820859A priority patent/CA2820859A1/en
Priority to PCT/KR2011/009437 priority patent/WO2012077978A2/ko
Priority to AU2011339160A priority patent/AU2011339160A1/en
Priority to JP2013543097A priority patent/JP2013544946A/ja
Priority to CN2011800593887A priority patent/CN103261089A/zh
Priority to EP11846868.5A priority patent/EP2650258A4/en
Publication of KR20120064030A publication Critical patent/KR20120064030A/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/72—Other features
    • C10J3/82—Gas withdrawal means
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
    • C01B3/34—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
    • C01B3/38—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using catalysts
    • C01B3/40—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using catalysts characterised by the catalyst
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J27/00—Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
    • B01J27/20—Carbon compounds
    • B01J27/232—Carbonates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/50—Separation of hydrogen or hydrogen containing gases from gaseous mixtures, e.g. purification
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/02—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the alkali- or alkaline earth metals or beryllium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0283—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a CO-shift step, i.e. a water gas shift step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/04—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/04—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
    • C01B2203/0465—Composition of the impurity
    • C01B2203/0475—Composition of the impurity the impurity being carbon dioxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/04—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
    • C01B2203/0465—Composition of the impurity
    • C01B2203/0485—Composition of the impurity the impurity being a sulfur compound
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/06—Integration with other chemical processes
    • C01B2203/061—Methanol production
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/06—Integration with other chemical processes
    • C01B2203/062—Hydrocarbon production, e.g. Fischer-Tropsch process
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0913—Carbonaceous raw material
    • C10J2300/0916—Biomass
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0913—Carbonaceous raw material
    • C10J2300/093—Coal
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0913—Carbonaceous raw material
    • C10J2300/0943—Coke
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0953—Gasifying agents
    • C10J2300/0969—Carbon dioxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0953—Gasifying agents
    • C10J2300/0973—Water
    • C10J2300/0976—Water as steam
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0983—Additives
    • C10J2300/0986—Catalysts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/18—Details of the gasification process, e.g. loops, autothermal operation
    • C10J2300/1807—Recycle loops, e.g. gas, solids, heating medium, water
    • C10J2300/1815—Recycle loops, e.g. gas, solids, heating medium, water for carbon dioxide
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/141—Feedstock
    • Y02P20/145—Feedstock the feedstock being materials of biological origin
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P30/00—Technologies relating to oil refining and petrochemical industry

Abstract

본 발명은 예를 들어 석탄, 바이오매스, 석유 코크스(Pet coke)와 같은 탄소 함유 물질의 가스화 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 저온에서 촉매를 사용하여 가스화 속도를 높이고 이산화탄소의 발생량을 감소시킬 수 있는 가스화 방법에 관한 것으로, (a) 촉매의 존재 하에 처리 대상 탄소 함유 물질을 스팀과 반응시켜 수소, 일산화탄소 및 이산화탄소 등을 포함하는 합성가스를 생성시키는 단계; (b) 상기 단계 (a)에서 수득된 합성가스 일부를 연소공정에 도입하거나, 및/또는 합성가스로부터 수소와 일산화탄소를 분리하여 이산화탄소 풍부 가스(carbon dioxide rich gas)를 생성시키는 단계; 및 (c) 상기 단계 (b)로부터의 이산화탄소 풍부 가스를 상기 단계 (a)로 재순환시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소 함유 물질의 가스화 방법을 제공한다. 본 발명에 의하면, 이산화탄소의 저감을 위해 이산화탄소를 분리 또는 포집 및 저장하는 방법이 필요가 없어 이를 위한 별도의 장치 및 설비를 구성하는데 필요한 비용을 최소화할 수 있는 장점이 있다.

Description

이산화탄소의 배출이 저감된 가스화 방법{Carbon dioxide free Gasification}
본 발명은 예를 들어 석탄, 바이오매스, 석유 코크스(Pet coke)와 같은 탄소 함유 물질의 가스화 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 저온에서 촉매를 사용하여 가스화 속도를 높이고 이산화탄소의 발생량을 감소시킬 수 있는 가스화 방법에 관한 것이다.
20세기부터 지속된 사회의 급격한 성장에 따라 에너지의 수급체계가 불안정하게 되고 지구 온난화와 같은 환경 문제가 대두되면서 환경친화적으로 화석에너지를 이용하려는 시도가 지속되고 있으며, 환경오염이 전혀 없는 연료를 생산하기 위한 제조공정에 대한 연구도 활발히 진행되고 있다. 특히, 환경오염이 심하게 발생되는 석탄의 직접적인 연소방식보다는 이를 활용하여 합성가스 등의 가스 연료 형태로 전환 생산하여 이를 이용하려는 노력이 지속적으로 진행되고 있다(이를 '가스화'라 한다).
즉, 가스화란 석탄, 석유 코크스, 바이오매스 등과 같이 탄소를 기본 성분으로 포함하고 있는 고체, 액체 연료를 산소, 수증기, 이산화탄소, 및 수소와 같은 기체와 반응시켜 CO, H2 및 CH4 등의 연소성 기체를 생성하는 것을 의미한다. 이러한 공정은 대부분 가스화 처리 용량 및 효율의 극대화를 위해 고온, 고압 하에서 이루어지며, 생성된 연소성 기체들은 발전용 연료 가스로 사용되거나 메탄올 제조 공정, NH3 제조 공정 및 피셔-트롭쉬 합성 공정을 통해 화학 제품이나 합성 석유로 사용되거나, 수소 생산을 최대화하여 수탈황(hydro-desulphurisation) 및 원유의 수소화분해(hydrocracking) 공정에서 수소 발생원으로서 사용되기도 한다.
통상적인 가스화 시스템은 석탄 또는 기타 탄소 함유 물질이 스팀과 산소(또는 공기)와 반응하여 합성 가스를 생성한다. 본 발명에서의 '합성 가스'는 주로 수소 및 일산화탄소로 구성되지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 추가적으로 이산화탄소 및 메탄 등의 성분이 포함될 수도 있다.
도 3에는 종래의 가스화 공정을 개략적으로 나타내었다.
도 3을 참조하면, 가스화기로 H2O, 산소 및 탄소 함유 물질(예, 석탄, 석유 코크스, 바이오매스 등)이 도입된다. 가스화기로 도입된 탄소 함유 물질은 촉매 등의 존재 하에 H2O 및 산소와 반응하여 H2, CO, CO2 등을 포함한 생성물을 발생시킨다. 이때, 가스화기에서는 다음과 같은 주요 반응이 일어난다.
C + H2O → CO + H2
C + CO2 → 2CO
C + O2 → CO2
가스화기에서 발생된 생성물은 입자상 물질, Hg 및 NOx 등이 제거되는 공정을 거친 후, H2S와 CO2 제거를 위해 산성 가스의 제거 공정을 거치게 된다. 그 다음 생성 가스는 선택적으로 하기와 같은 수성 가스 전이 공정을 거쳐 F-T (Fisher-Tropsch) 반응 또는 MeOH 반응에 사용되고, 여분의 H2 그 자체로 사용되기도 한다.
<수성 가스 전이 공정(water gas shift reaction)>
CO + H2O → H2 + CO2
<F-T (Fisher-Tropsch) 반응>
CO + 2H2 → -(CH2)n- + H2O
<메탄올 합성>
CO + 2H2 → CH3OH
이러한 통상의 스팀/산소 가스화기를 사용하는 경우, 탄소의 가스화 반응 (C + H2O → H2 + CO 또는 C + CO2 → 2CO)이 매우 강한 흡열 반응이므로, 이에 상당하는 열량을 탄소의 연소 반응(C + O2 → CO2)에 의해 공급해 주어야 한다. 따라서, 원료로 사용되는 탄화수소 중 일부는 가스화기 내부 또는 외부에서 연소 반응 후 이산화탄소로 전환된다. 가스화 후 가스화기로부터 발생되는 합성 가스를 수성 가스 전이 공정을 거쳐 F-T 합성이나 메탄올 생성을 위해 양론적으로 필요한 합성 가스의 H2/CO 비인 2로 맞추어 주고자 할 경우, 전체 공정의 이론적인 탄소효율은 49.8% 미만이고 CO2 발생량은 0.502 mol CO2/mol C 이상으로 계산된다. 이때 탄소 효율은 다음과 같이 정의된다.
탄소 효율 (%) = (H2/CO가 2 내지 2.1인 합성 가스 중 일산화탄소의 몰수와 메탄의 몰수의 합)×100/가스화 도입 원료 중 탄소의 몰 수
[표 1]
Figure pat00001
이와 같은 낮은 탄소 효율은 CTL (Coal-to-Liquids) 공정 등의 경제성을 저하시킨다. 또한, 온실 가스인 CO2 발생을 저감하기 위해, 추가적인 설비가 요구되며, 탄소 포획 및 저장에 많은 비용이 소요되어, 경제성 있는 상용 플랜트의 건설을 어렵게 한다.
한국공개특허 제10-2008-0041635호에서는 가스 발생 장치 내에서 CO2 트랩 물질 및/또는 미네랄 결합제 물질을 이용하는 알칼리 금속 촉매 스팀 가스화 방법에 대하여 개시하고 있다. 상기 특허문헌에서는 촉매의 활성을 높이기 위하여 CO2를 고체 탄산염 또는 중탄산염 등으로 형성시키기 위한 CO2 트랩 물질을 사용하고 있으나, CO2를 CO 등의 실질적으로 활용 가능한 물질로 전환시키지 못한다. 또한, 특정 촉매에 한정되는 점과 CaO 등과 같은 CO2 트랩 물질이 추가적으로 사용되어야 하는 단점이 있다.
본 발명자들은 C-CO2 반응에 의해 소모된 이산화탄소의 양과 합성 가스의 연소 과정 중에 생성된 이산화탄소의 양과 수성 가스 전이 반응에 의해 생성된 이산화탄소의 양의 합이 같아지면, 이산화탄소의 순 발생은 없게 되고 가스화 공정의 효율이 증가함을 발견함으로써 본 발명을 완성하게 되었다.
따라서, 본 발명의 목적은 예를 들어 석탄, 석유 코크스, 바이오매스와 같은 탄소 함유 물질을 저온에서 높은 탄소 효율을 달성하는 한편 CO2의 발생량을 저감시킬 수 있는 탄소 함유 물질의 가스화 방법을 제공하는 데에 있다.
상기 및 그 밖의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은,
(a) 촉매의 존재 하에 처리 대상 탄소 함유 물질을 스팀과 반응시켜 수소, 일산화탄소 및 이산화탄소 등을 포함하는 합성가스를 생성시키는 단계;
(b) i) 상기 단계 (a)에서 수득된 합성가스 일부를 연소공정에 도입하는 공정;
ii) 상기 단계 (a)에서 수득된 합성가스로부터 수소와 일산화탄소를 분리하는 공정;
에서 선택된 하나 이상의 공정을 포함하는 이산화탄소 풍부 가스(carbon dioxide rich gas)를 생성시키는 단계; 및
(c) 상기 단계 (b)에서 생성된 이산화탄소 풍부 가스를 상기 단계 (a)로 재순환시키는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소 함유 물질의 가스화 방법을 제공한다.
상기 단계 (a)에서 사용될 수 있는 촉매는 탄소 함유물질의 가스화 반응에 사용될 수 있는 일반적인 촉매일 수 있으며, 바람직하게는 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속을 포함하는 촉매 또는 전이 금속 촉매가 사용된다. 사용될 수 있는 알칼리 금속 성분으로는 Li, Na, K, Rb, Cs, Fr 등이 있으며, 사용될 수 있는 알칼리토금속 성분으로는 Mg, Ca 등이 있고, 전이 금속 촉매로는 Fe, Ni, Co, Cu, Zn 등을 포함하는 촉매가 사용될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 목적에 부합하는 하는 다른 금속성분도 사용될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다.
또한, 촉매는 상기 각 단일 금속의 수화물, 산화물, 금속염이 단독으로 또는 2종 이상의 혼합물 형태로 사용될 수도 있다. 또한, 이러한 금속은 일반적인 가스화 반응용 촉매와 혼용하여 사용될 수도 있다.
상기 단계 (a)에서의 처리 대상 탄소 함유 물질은 본 발명의 목적에 부합하는 물질이라면 제한 없이 사용가능하며, 대표적인 예로는 석탄, 바이오매스 또는 코크스 등이 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한 단계 (b)에서 이산화탄소 풍부 가스를 생성시키기 위하여 단계 (a)에서 수득된 합성 가스 중 일부를 연소공정에 도입하거나, 상기 합성가스로부터 수소 및 일산화탄소를 분리하는 공정 중에서 선택된 하나만을 사용하거나, 두 가지 공정을 동시에 사용할 수 있다. 단계 (b)에서의 합성 가스 일부를 연소공정에 도입함으로써 본 발명에 따른 탄소 함유 물질의 가스화에 필요한 열량을 공급할 수 있다.
연소 방법은 일반적인 화염 연소, 촉매 연소 등을 사용할 수 있으며, 가스화기에 도입되는 조건을 맞춰주기 위해 케미칼 루핑 연소(Chemical Looping Combustion) 등의 방법을 사용할 수 있으며, 효과를 높이기 위해 두 가지 이상의 연소 방법을 혼용하여 사용할 수도 있다.
본 발명의 보다 바람직한 구체예에 따르면, 본 발명은
(d) 상기 단계 (b)의 합성가스 중 연소 공정으로 도입되지 않은 부분으로부터 이산화탄소를 분리하는 단계; 를 더 포함할 수 있다.
또한, 추가적으로
(e) 상기 단계 (d)로부터 분리된 이산화탄소를 상기 단계 (a)로 재순환시키는 단계; 또는
(f) 상기 단계 (d)로부터 분리된 이산화탄소를 상기 단계 (b)의 연소공정으로 재순환시키는 단계;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 더 바람직한 구체예에 따르면, 본 발명은 가스화를 목적으로 사용된 촉매를 분리하여 회수하는 단계를 추가적으로 포함할 수 있으며, 상기 촉매의 분리 및 회수는 필요에 따라 본 발명에 따른 가스화 진행 단계의 어느 시점에서나 이루어질 수 있다.
촉매의 회수는 촉매와 애쉬(ash) 혼합물에서 유효 촉매 성분을 액상 또는 고상으로 회수하는 것으로서, 구체적으로는 가스화기에서 가스화 진행 중 또는 진행 완료 후 가스화기 하부로 배출된 촉매와 애쉬 혼합물로부터 회수될 수도 있고, 또는 가스 흐름에 비말동반된 물질로부터 가스화기에 일체로 부착되거나 별도로 설치된 장치를 이용하여 회수될 수도 있다.
본 발명의 가스화 방법에 의하여, 온실가스인 이산화탄소의 발생이 없는 가스화 방법을 구현할 수 있어, 가스화 후 연속되는 피셔-트롭쉬(Fischer-Tropsch) 공정에 의한 합성유 생산이나 메탄올 등 화학 제품 생산 시에 탄소 효율을 극대화 할 수 있어, 전체 공정의 경제성을 높일 수 있다.
또한, 기존의 가스화 공정은 원료 중에 포함된 탄소의 약 50%정도를 이산화탄소로 배출하게 되어, 이산화탄소의 저감을 위해 이산화탄소를 분리 또는 포집 및 저장하는 방법(CCS: Carbon Capture & Storage)을 별도로 고려하여야 하며, 이를 실용화하는데 막대한 비용이 소요된다.
본 발명의 이산화탄소 배출이 저감된 가스화 방법의 경우 이산화탄소의 포집 및 저장을 위한 별도의 장치 및 설비를 구성하는데 필요한 비용을 최소화함으로써 경제적으로 공정을 구성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 하나의 바람직한 구체예에 따른 가스화 방법의 공정을 보여주는 도면이다.
도 2a 및 도 2b는 가스화기 배출된 합성 가스의 조성예를 보여주는 그래프로서, 도 2a는 촉매를 사용한 스팀-이산화탄소 가스화 시 합성 가스 조성을 보여주는 그래프이고, 도 2b는 촉매를 사용하지 않은 갈탄의 스팀-이산화탄소 가스화 시 합성 가스 조성을 보여주는 그래프이다.
도 3은 일반적인 고온 스팀-산소 가스화 공정을 보여주는 도면이다.
도 4는 고온 스팀-산소 가스화기로 구성된 일반적인 CTL 공정을 보여주는 도면이다.
이하, 본 발명을 첨부된 예시 도면과 하기의 반응식을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 하지만, 예시된 도면은 단지 본 발명을 이해하기 쉽게 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 권리범위가 도면에 기재된 바에 한정되는 것이 아님은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다.
본 발명에서는 기본적으로 촉매를 이용한 가스화 단계 이후에 이산화탄소를 분리하고 순환하는 단계를 포함하여, 가스화기 내부에서 C-CO2 가스화 반응을 증진시키게 된다.
본 발명에 따른 가스화 방법은 (a) 촉매의 존재 하에 처리 대상 탄소 함유 물질, 예를 들어 석탄, 석유 코크스, 바이오매스 등을 스팀과 반응시켜 수소, 일산화탄소 및 이산화탄소 등을 포함하는 합성가스를 생성시키는 과정에 의해 개시된다.
이를 위해 도 1에 도시된 바와 같이 가스화기(1)의 내부에는 촉매와 함께 석탄, 석유 코크스, 바이오매스 등이 투입된다.
이때, 가스화기(1) 내부에서는 하기와 같은 반응이 진행된다:
C + H2O → H2 + CO, HR = 131 KJ/mol (1)
C + CO2 → 2CO, HR = 174 KJ/mol (2)
CO + H2O → H2 + CO2, HR = - 33.6 KJ/mol (3)
CO + 3H2 → CH4 + H2O, HR = - 226.8 KJ/mol (4)
가스화기(1)에서의 반응에 의해 수소, 일산화탄소 및 이산화탄소 등을 포함하는 합성가스가 생성된다. 스팀 가스화 반응과 별개로 이산화탄소 가스화 반응으로 알려진 C-CO2 반응의 속도는 저온에서 일반적으로 스팀 가스화 반응보다 느리다. 본 발명에서는 이를 보완하기 위해 촉매를 사용하며, 이때 사용될 수 있는 촉매는 탄소 함유물질의 가스화 반응에 사용될 수 있는 일반적인 촉매일 수 있으며, 바람직하게는 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속을 포함하는 촉매가 사용된다. 사용될 수 있는 알칼리 금속 성분으로는 Li, Na, K, Rb, Cs, Fr 등이 있다. 사용될 수 있는 알칼리토금속 성분으로는 Mg, Ca 등이 있다. 또한, 촉매는 상기 각 단일 금속의 수화물, 산화물, 금속염이 단독으로 또는 2종 이상의 혼합물 형태로 사용될 수도 있다. 또한, 이러한 금속은 일반적인 가스화 반응용 촉매와 혼용하여 사용될 수도 있다.
가스화는 바람직하게는 750 내지 850의 온도에서 수행된다.
가스화기(1)로부터의 합성가스는 도 1에 도시된 바와 같이 CO2 분리 섹션(3)에서 H2와 일산화탄소를 포함하는 합성가스와 이산화탄소의 분리 과정을 거치게 된다.
분리된 이산화탄소는 도 1에 도시된 바와 같이 재순환 라인으로 재순환되어 가스화기(1)에 직접 공급되거나 또는 가스화기(1)에서 배출되어 재순환 라인으로 재순환되는 합성가스 중 일부와 함께 촉매식 연소 섹션(4)에 공급될 수도 있다. 이 때 가스화기(1)에서 배출되고 재순환되는 합성가스는 촉매식 연소 섹션(4)에서 연소되어 반응에 필요한 열량, 스팀, 이산화탄소를 공급한다.
이에 대한 주요 반응식은 하기와 같다:
H2 + 0.5O2 → H2O, HR = - 241.8 KJ/mol
CO + 0.5O2 → CO2, HR = - 283 KJ/mol
일산화탄소의 연소로 생성된 이산화탄소는 가스화기(1) 내부에서 C-CO2 반응을 통해 다시 일산화탄소로 전환되며, 생성된 일산화탄소의 일부는 수성가스 전이 반응을 일으켜 수소와 이산화탄소로 전환된다. 이 과정 중에 C-CO2 반응에 의해 소모된 이산화탄소의 양과 합성가스의 연소 과정 중 생성된 이산화탄소의 양과 수성가스 전이 반응에 의해 생성된 이산화탄소의 양의 합이 같아지면, 이산화탄소의 순 발생은 없게 되고 가스화 공정의 효율이 증가한다. 가스화기(1)에 추가적으로 공급되는 스팀과 재순환된 이산화탄소는 가스화제인 스팀과 이산화탄소의 분압을 상승시켜 각각 스팀에 의한 가스화 반응과 이산화탄소에 의한 가스화 반응을 촉진하는 역할을 하게 된다.
도 2는 10 wt%의 K2CO3촉매를 함유한 갈탄과 무촉매 갈탄의 스팀-이산화탄소 가스화에 의한 합성 가스 조성을 보여 준다. 상기 합성 가스의 조성은 800 의 온도와 대기압과 1 Kgf/cm2게이지 압력에서 진행되었다. 이 때 스팀의 분압은 약 0.36 Kgf/cm2이었고, 이산화탄소의 분압은 0.19 Kgf/cm2이었다. 도 2a와 같이 촉매를 사용한 경우 이산화탄소는 석탄 중 탄소와 반응하여 일산화탄소로 전환되었으나, 무촉매 석탄의 가스화에서는 C-CO2 반응에 의한 일산화탄소 생성은 거의 관찰되지 않았다. 이러한 효과는 K2CO3촉매에 한정지어지는 것은 아니다.
가스화를 거친 촉매는 회수되고 탄소 함유 물질 공급물과 함께 다시 가스화기(1)에 투입되는 과정을 거친다.
이하, 본 발명은 하기의 실시예에 의해 설명된다. 그러나, 하기 실시예는 설명을 위한 것일 뿐, 본 발명이 하기의 실시예로 한정되는 것은 아니다.
[ 비교예 ] 일반적인 스팀-산소 가스화 방법의 열효율
GE-TEXACO 가스화기로부터 생산되는 합성가스의 조성[참조: DOE/NETL-2008/1331]으로부터 계산된 1g-mol의 역청탄(Bituminous Coal)에 대한 스팀 가스화 반응의 양론식은 하기와 같다:
CH0 .9O0 .1 + 0.1H2O +0.5O2 → 0.55H2 + 0.77CO + 0.23CO2
이 경우 하기의 식을 이용하여 계산한 최대 이론 열효율은 약 70%이다.한편, 역청탄에 포함된 탄소 1 g-mol 중 0.23 mol이 이산화탄소로 배출되므로 77%의 탄소만이 유효하게 사용될 수 있다.
열효율(%) = [(mol H2의 × H2단위 발열량) + (mol CO × CO의 단위 발열량)] × 100 (%)/[g-mol 석탄 × 석탄의 단위 발열량]
이 때 g mol석탄의 단위 발열량은 탄소와 수소가 연소되어 각각 이산화탄소와 물이 생성되는 반응의 엔탈피로 계산하였다.
[ 실시예 1] 본 발명을 통한 열효율 개선
1g-mol의 갈탄 (Lignite)에 대하여 C-CO2 가스화 반응이 1만큼 진행되고 스팀 가스화 반응이 0.6만큼 진행되는 경우, 그리고 가스화 반응에 의해 생성된 일산화탄소 중 15%가 수성가스 전이 반응에 의해 수소와 이산화탄소로 전환될 경우 총 양론식은 하기와 같다. 이때 가스화에 필요한 반응열은 생성된 합성가스의 연소에 의해 공급된다.
CH0 .8O0 .2 + 0.38H2O +0.22O2 → 0.78H2 + 1.00CO + (-0.001CO2)
이 경우, 상기의 열효율 계산식을 이용하여 계산한 열효율은 약 96%가 된다.
공기 중의 산소를 분리하여 가스화기에 공급하는 ASU (Air Separation Unit)가 전체 가스화 공정의 열효율에 미치는 영향은 매우 크다. 본 실시예에 기재된 가스화 방법의 경우 산소 공급량이 비교예 1과 비교 시 약 44%에 상당하므로, ASU의 운전을 위해 공급되는 에너지는 상대적으로 낮다. 또한 일반적인 가스화기에서는 고체 상태인 석탄의 연소에 의해 가스화에 필요한 반응열을 공급하나, 본 발명에서는 기체 상태인 합성가스를 연소하여 가스화에 필요한 반응열을 공급함으로써 높은 연소 효율을 얻을 수 있게 된다. 이와 같은 본 발명으로부터 얻어지는 효과는 합성가스의 연소를 촉매를 사용하여 진행함으로써 더욱 향상될 수 있다. 즉, 합성가스의 연소를 촉매상에서 진행함으로써, 산소 대 연료의 비를 최소화할 수 있을 것으로 기대된다.
[표 2]
Figure pat00002
[ 실시예 2] 합성가스 중 수소 대 일산화탄소의 비를 2로 하는 경우
석탄의 가스화 후 피셔-트롭쉬 반응을 통해 합성유를 생산하거나 메탄올을 생산하는 경우, 요구되는 수소 대 일산화탄소의 비는 2 대 1이다.
피셔-트롭쉬 반응: nCO + 2nH2 → (CH2)n + nH2O
메탄올 합성 반응: nCO + 2nH2 → nCH3OH
일반적으로 가스화에 의해 생성된 합성가스는 수성가스 전이반응을 통해 수소 대 일산화탄소의 비를 맞춘다. 비교예 1의 GE-TEXACO 가스화기를 통해 생성된 합성가스는 수성가스 전이반응을 거쳐 아래와 같이 수소 대 일산화탄소의 비가 2 대 1인 합성가스로 전환된다.
CH0 .9O0 .1 + 0.1H2O +0.5O2 → 0.88H2 + 0.44CO + 0.56CO2
본 발명에서는 가스화기 내부에서 수성 가스 전이 반응을 진행시킴으로써, 동 반응을 위한 추가적인 반응기의 설치를 필요로 하지 않게 된다. 이때, 스팀 가스화 반응과 C-CO2 가스화 반응은 각각 1 대 0.33 정도 발생하는 것이 바람직하며, 가스화 반응에 의해 생성된 일산화탄소의 총량 중 약 39%가 수성 가스 전이 반응에 의해 수소와 이산화탄소로 전환되는 것이 바람직하다.
이때 이론적인 양론식은 아래와 같다.
CH0 .8O0 .25 + 0.38H2O +0.22O2 → 1.22H2 + 0.61CO + 0.39CO2
본 발명에 의해 개선된 열효율과 탄소 효율 및 이산화탄소의 발생량 저감분을 하기의 표 3에 나타내었다.
[표 3]
Figure pat00003

실시예 1과 실시예 2에 기재된 바와 같이 본 발명에 의해 증가된 탄소효율은 석탄 등의 원료 사용량을 크게 줄일 수 있어, 원료 비용, 원료(석탄)의 건조, 분쇄, 이송 및 저장에 필요한 장치 비용 및 운전 비용을 크게 줄일 수 있으며, 합성 가스의 촉매식 연소를 통해 ASU의 장치 비용 및 운전 비용도 50% 이상 개선될 수 있다. 아울러, 이산화탄소의 배출양이 크게 줄어들어 CO2 분리 공정, 예를 들면, 아민흡수 공정 등의 장치비 및 에너지 사용량이 크게 개선되어 전체 공정의 경제성은 더욱 향상될 수 있게 된다.
1 : 가스화기(Gasifier)
2 : 열교환기(Heat Exchanger)
3 : CO2 분리 섹션(CO2 Separation)
4 : 촉매식 연소 섹션 (Catalytic Combustion)
5 : 촉매 회수 섹션 (Catalysts Recovery)

Claims (8)

  1. (a) 촉매의 존재 하에 처리 대상 탄소 함유 물질을 스팀과 반응시켜 수소, 일산화탄소 및 이산화탄소를 포함하는 합성 가스를 생성시키는 단계;
    (b) i) 상기 단계 (a)에서 수득된 합성가스 일부를 연소공정에 도입하는 공정; 및
    ii) 상기 단계 (a)에서 수득된 합성가스로부터 수소와 일산화탄소를 분리하는 공정;
    에서 선택된 하나 이상의 공정을 포함하는 이산화탄소 풍부 가스(carbon dioxide rich gas)를 생성시키는 단계; 및
    (c) 상기 단계 (b)로부터 산출된 이산화탄소 풍부 가스를 상기 단계 (a)로 재순환시키는 단계;
    를 포함하는 탄소 함유 물질의 가스화 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    (d) 상기 단계 (b)의 합성가스 중 연소 공정으로 도입되지 않은 부분으로부터 이산화탄소를 분리하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소 함유 물질의 가스화 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    (e) 상기 단계 (d)로부터 분리된 이산화탄소를 상기 단계 (a)로 재순환시키는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소 함유 물질의 가스화 방법.
  4. 제 2항에 있어서,
    (f) 상기 단계 (d)로부터 분리된 이산화탄소를 상기 단계 (b)의 연소공정으로 재순환시키는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소 함유 물질의 가스화 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 촉매는 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속을 포함하는 촉매, 또는 전이 금속 촉매인 것을 특징으로 하는 탄소 함유 물질의 가스화 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 촉매에 포함된 금속 성분은 Li, Na, K, Rb, Cs, Fr, Mg, Ca, Fe, Ni, Co, Cu 및 Zn으로 구성된 군으로부터 선택되는 1종, 또는 2종 이상의 혼합물 형태인 것을 특징으로 하는 탄소 함유 물질의 가스화 방법.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 촉매는 K2CO3 촉매인 것을 특징으로 하는 탄소 함유 물질의 가스화 방법.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 탄소 함유 물질이 석탄, 바이오매스 또는 코크스인 것을 특징으로 하는 탄소 함유 물질의 가스화 방법.
KR1020110129125A 2010-12-08 2011-12-05 이산화탄소의 배출이 저감된 가스화 방법 KR20120064030A (ko)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/992,859 US20130326953A1 (en) 2010-12-08 2011-12-07 Gasification Method for Reducing Emission of Carbon Dioxide
CA2820859A CA2820859A1 (en) 2010-12-08 2011-12-07 Gasification method for reducing emission of carbon dioxide
PCT/KR2011/009437 WO2012077978A2 (ko) 2010-12-08 2011-12-07 이산화탄소의 배출이 저감된 가스화 방법
AU2011339160A AU2011339160A1 (en) 2010-12-08 2011-12-07 Gasification method for reducing emission of carbon dioxide
JP2013543097A JP2013544946A (ja) 2010-12-08 2011-12-07 二酸化炭素の排出が低減されるガス化方法
CN2011800593887A CN103261089A (zh) 2010-12-08 2011-12-07 减少二氧化碳排放的气化方法
EP11846868.5A EP2650258A4 (en) 2010-12-08 2011-12-07 GASIFICATION METHOD FOR REDUCING CARBON DIOXIDE EMISSIONS

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20100124651 2010-12-08
KR1020100124651 2010-12-08

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20120064030A true KR20120064030A (ko) 2012-06-18

Family

ID=46684295

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110129125A KR20120064030A (ko) 2010-12-08 2011-12-05 이산화탄소의 배출이 저감된 가스화 방법

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20130326953A1 (ko)
EP (1) EP2650258A4 (ko)
JP (1) JP2013544946A (ko)
KR (1) KR20120064030A (ko)
CN (1) CN103261089A (ko)
AU (1) AU2011339160A1 (ko)
CA (1) CA2820859A1 (ko)
WO (1) WO2012077978A2 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014104712A1 (ko) * 2012-12-26 2014-07-03 에스케이이노베이션 주식회사 기류 건조기를 포함하는 탄소 연료의 가스화 복합 설비
KR101664833B1 (ko) * 2015-10-02 2016-10-13 주식회사 윈테크에너지 스팀 플라즈마를 이용한 일산화탄소 제조장치 및 제조방법

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2406545B1 (en) 2008-09-26 2019-05-29 The Ohio State University Conversion of carbonaceous fuels into carbon free energy carriers
ES2630217T3 (es) 2009-09-08 2017-08-18 The Ohio State University Research Foundation Integración de reformación/división de agua y sistemas electromagnéticos para generación de energía con captura de carbono integrada
CN102597173A (zh) 2009-09-08 2012-07-18 俄亥俄州立大学研究基金会 具有原位co2捕集的合成燃料和化学品生产
EP2637777A1 (en) 2010-11-08 2013-09-18 The Ohio State University Circulating fluidized bed with moving bed downcomers and gas sealing between reactors
ES2880629T3 (es) 2011-05-11 2021-11-25 Ohio State Innovation Foundation Materiales portadores de oxígeno
CA2835419C (en) 2011-05-11 2020-06-02 Ohio State Innovation Foundation Systems for converting fuel
US10144640B2 (en) 2013-02-05 2018-12-04 Ohio State Innovation Foundation Methods for fuel conversion
CN103232857B (zh) * 2013-04-24 2015-10-28 华东理工大学 一种co2零排放的煤基电力与化工品联产工艺
US20150238915A1 (en) 2014-02-27 2015-08-27 Ohio State Innovation Foundation Systems and methods for partial or complete oxidation of fuels
KR102287827B1 (ko) * 2014-06-26 2021-08-10 에스케이이노베이션 주식회사 천연 광물을 기반으로 하는 촉매 및 이를 이용한 가스화 방법
EP3429738A4 (en) 2016-04-12 2019-09-18 Ohio State Innovation Foundation PRODUCTION OF CHEMICAL LOOP SYNTHESIS GAS FROM CARBON FUELS
CN105801354B (zh) * 2016-04-29 2018-08-10 昆明理工大学 一种将电解铝高温烟气中的二氧化碳转化为甲醇的装置及方法
US10787362B2 (en) 2016-05-16 2020-09-29 Christopher L. de Graffenried, SR. Hydrogen co-firing with carbon pre-capture for higher carbon ratio fossil fuels
WO2019027972A1 (en) 2017-07-31 2019-02-07 Ohio State Innovation Foundation REACTOR SYSTEM WITH UNEQUAL OPERATING PRESSURE OF REACTOR ASSEMBLY
US10549236B2 (en) 2018-01-29 2020-02-04 Ohio State Innovation Foundation Systems, methods and materials for NOx decomposition with metal oxide materials
US11413574B2 (en) 2018-08-09 2022-08-16 Ohio State Innovation Foundation Systems, methods and materials for hydrogen sulfide conversion
EP3947356A4 (en) 2019-04-09 2023-01-25 Ohio State Innovation Foundation ALK GENERATION USING METAL SULPHIDE PARTICLES
CN112029544A (zh) * 2020-08-17 2020-12-04 新奥科技发展有限公司 催化气化方法及装置
CN113736522A (zh) * 2021-09-22 2021-12-03 东华工程科技股份有限公司 一种减少co2排放的生产合成气的工艺方法及系统
WO2024030014A1 (en) * 2022-08-04 2024-02-08 Petroliam Nasional Berhad (Petronas) Process for converting carbon dioxide to carbon monoxide

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3758673A (en) * 1971-03-18 1973-09-11 Exxon Research Engineering Co Process for the production of a carbon monoxide containing gas
US3817724A (en) * 1972-05-11 1974-06-18 Chevron Res Gasification of solid carbonaceous waste material
US4017271A (en) * 1975-06-19 1977-04-12 Rockwell International Corporation Process for production of synthesis gas
GB8521608D0 (en) * 1985-08-30 1985-10-02 Shell Int Research Producing synthesis gas
JPH075897B2 (ja) * 1989-05-24 1995-01-25 宇部興産株式会社 炭素質燃料の部分酸化方法
JPH0360416A (ja) * 1989-07-25 1991-03-15 Ube Ind Ltd 炭素質燃料の部分酸化方法
JPH0356592A (ja) * 1989-07-24 1991-03-12 Osaka Gas Co Ltd 燃料ガスの製造方法
JPH1135950A (ja) * 1996-12-26 1999-02-09 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 発電方法及び発電装置
US20010039760A1 (en) * 1999-05-17 2001-11-15 Shang-I Cheng Zero-pollution wastes disposal and energy generation
JP2000355693A (ja) * 1999-06-14 2000-12-26 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 石炭ガス化設備
US6489370B2 (en) * 2000-05-30 2002-12-03 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Method of manufacturing a synthesis gas to be employed for the synthesis of gasoline, kerosene and gas oil
JP2002114986A (ja) * 2000-10-10 2002-04-16 Tokyo Electric Power Co Inc:The ガスの製造方法および製造装置
JP4414951B2 (ja) * 2005-09-08 2010-02-17 日揮株式会社 炭化水素の接触部分酸化用の触媒及び合成ガスの製造方法
US7909898B2 (en) * 2006-02-01 2011-03-22 Air Products And Chemicals, Inc. Method of treating a gaseous mixture comprising hydrogen and carbon dioxide
AU2007242514B2 (en) * 2006-04-24 2011-09-22 University Of The Witwatersrand, Johannesburg Improvement of carbon efficiencies in hydrocarbon production
KR20080004163A (ko) 2006-07-05 2008-01-09 여용수 손가락의 인지로 입력할 수 있는 숫자 키패드
NZ579549A (en) * 2007-02-12 2011-01-28 Sasol Tech Pty Ltd Co-production of power and hydrocarbons
US7932298B2 (en) * 2007-12-13 2011-04-26 Gyco, Inc. Method and apparatus for reducing CO2 in a stream by conversion to a syngas for production of energy
US7811446B2 (en) * 2007-12-21 2010-10-12 Uop Llc Method of recovering energy from a fluid catalytic cracking unit for overall carbon dioxide reduction
CN101381628A (zh) * 2008-10-30 2009-03-11 唐山科源环保技术装备有限公司 以富氧空气、co2烟气、水蒸气为气化剂的煤气化方法
JP5574367B2 (ja) * 2009-05-20 2014-08-20 独立行政法人産業技術総合研究所 混合ガスの製造方法
CN101792680B (zh) * 2009-09-14 2013-01-02 新奥科技发展有限公司 煤的综合利用方法及系统

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014104712A1 (ko) * 2012-12-26 2014-07-03 에스케이이노베이션 주식회사 기류 건조기를 포함하는 탄소 연료의 가스화 복합 설비
KR20140083725A (ko) * 2012-12-26 2014-07-04 에스케이이노베이션 주식회사 기류 건조기를 포함하는 탄소 연료의 가스화 복합 설비
US9556392B2 (en) 2012-12-26 2017-01-31 Sk Innovation Co., Ltd Gasification combined facility for carbon fuel including pneumatic conveying dryer
KR101664833B1 (ko) * 2015-10-02 2016-10-13 주식회사 윈테크에너지 스팀 플라즈마를 이용한 일산화탄소 제조장치 및 제조방법
WO2017057942A1 (ko) * 2015-10-02 2017-04-06 주식회사 윈테크에너지 스팀 플라즈마를 이용한 일산화탄소 제조장치 및 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
EP2650258A4 (en) 2015-03-25
CA2820859A1 (en) 2012-06-14
AU2011339160A1 (en) 2013-07-11
WO2012077978A9 (ko) 2012-09-27
EP2650258A2 (en) 2013-10-16
CN103261089A (zh) 2013-08-21
WO2012077978A3 (ko) 2012-08-02
WO2012077978A2 (ko) 2012-06-14
US20130326953A1 (en) 2013-12-12
JP2013544946A (ja) 2013-12-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20120064030A (ko) 이산화탄소의 배출이 저감된 가스화 방법
JP5686803B2 (ja) メタン熱分解及び二酸化炭素転換反応を含む炭素含有物質のガス化方法
US8361428B2 (en) Reduced carbon footprint steam generation processes
US8709113B2 (en) Steam generation processes utilizing biomass feedstocks
EP2350233B1 (en) Method and apparatus for producing liquid biofuel from solid biomass
US20080115415A1 (en) System and process for producing synthetic liquid hydrocarbon
US20110218254A1 (en) Using fossil fuels to increase biomass-based fuel benefits
WO2008067221A1 (en) Improved synthetic fuel production methods and apparatuses
JP2013511585A (ja) 特に排出のないエネルギー生成のための炭素含有物質の熱化学的利用
US11840668B2 (en) Gasification process
US11142832B2 (en) Methods and systems for syngas production and for efficient, flexible energy generation
US11591213B2 (en) System and method for carbon and syngas production
ABDUL BASITH et al. ANALYSIS OF COAL GAS PRODUCED BY SEMIWATER GASIFIER
CA3167458A1 (en) Grid-energy firming process
Aznar Derived Gaseous Fuels

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid