일반기술

석탄가스 정제용 아연계 탈황제의 분무건조 성형제조 방법

일반적으로 압출성형법을 이용하거나 조립기(造粒機; Granulator)를 이용하여 성형 제조하여 실험실적 규모의 장치, 고정층 및 이동층 탈황공정에 사용하는 목적으로 아연계 탈황제가 개발되어 왔다. 고정층 공정에서는 흡수탑과 재생탑이 분리되어 유량의 방향을 바꿔줘야 하는 운정상의 문제가 있다. 이동층에서는 탈황제 취급이 쉽지 않고, 석탄가스와 같은 환원분위기와 재생가스로 사용되는 산화가스와의 분리가 문제시되어 왔다. 탈황제 측면에서는 반응성과 강도사이의 서로 상반되는 특성을 가진다. 즉 펠렛을 사용하는 탈황공정에서는 탈황제 외부표면에 생성물인 황화아연(ZnS)이 형성되어 반응가스의 확산을 방해하여 탈황제 내부에서의 반응을 저해한다. 또, 황화아연의 몰부피가 산화아연의 몰 부피보다 크므로 탈황제의 기공을 막게되어 탈황제의 이용효율이 저하되어 상대적으로 큰 반응기가 필요하다. 본 기술은 유동층 탈황공정에 적합한 탈황제를 제조할 수 있는 분무건조기술을 사용하여 내마모도가 우수하고, 형상, 크기 및 분포와 밀도 등의 물리적 특성은 물론, 탈황능력이 우수한 탈황제를 대량생산할 수 있는 분무건조 기술을 바탕으로 하는 석탄가스정제용 아연계 탈황제의 분무건조 성형제조 방법인 것이다.본 기술은 가스화 복합발전에서 사용되는 석탄가스 등의 고온고압의 연료가스에 포함된 황화수소 등의 황 불순물을 제거하는 유동층 탈황공정에 적용되는 탈황제의 형상, 입자크기 및 분포, 내마모도, 탈황능력을 향상시키며, 탈황제 원료를 준비하는 단계와, 슬러리를 제조하는 단계와, 슬러리를 분무 건조하여 성형 제조하는 단계와, 성형 제조된 탈황제 생소지체를 건조 및 소성하는 단계와, 소성된 탈황제에 재생증진제를 담지하고 소성하여 최종탈황제를 제조하는 단계를 포함한다.이와같은 단계로 거친 본 기술은 석탄가스 정제용 고온건식 탈황제는 유동층 탈황공정에 적합하게 성형 제조되었고, 내마모도 및 내구성이 크게 향상되어 탈황제의 재충진 비용 등의 경제적인 효과도 상당히 크다. 또한, 향후 석탄가스화 복합발전(IGCC)의 경제에 필요한 탈황제의 공급으로 석탄가스화 복합발전의 발전효율 향상(45%~60%)에 기여는 물론이거니와 화석연료의 사용으로 야기되는 환경오염을 크게 줄일 수 있다. 또, 연료전지용 연료의 고온고압 정제와 전개될 건식 동시 배연탈황/탈질 촉매 등의 기타 촉매제조 산업을 활성화시킬 수 있는 장점이 있다.