Development of a Methanol Absorption System for the Removal of $H_2S$, COS, $CO_2$ in Syngas from Biomass Gasifier

바이오매스 가스화 내의 $H_2S$, COS, $CO_2$ 복합 제거를 위한 메탄올 흡수탑 개발

  • Eom, Won Hyun (Gasification Research Center, Korea Institute of Energy Research) ;
  • Kim, Jae Ho (Gasification Research Center, Korea Institute of Energy Research) ;
  • Lee, See Hoon (Department of Resources and Energy Engineering, Chonbuk National University)
  • 엄원현 (한국에너지기술연구원, 가스화 연구그룹) ;
  • 김재호 (한국에너지기술연구원, 가스화 연구그룹) ;
  • 이시훈 (전북대학교, 자원에너지공학과)
  • Published : 2012.02.10

Abstract

To make synthetic liquid fuel from biomass such as wood pellet, energy crop and so on, a biomass to liquid (BTL) process by using a biomass gasifier with Fisher-Tropsch (FT) reaction was developed. However $H_2S$, COS and $CO_2$ in syngas from biomass gasifiers resulted in a decrease of the conversion efficiency and the deactivation of the catalyst. To remove acid gases in syngas, a lab-scale methanol absorption tower was developed and the removal characteristics of acid gases were investigated. The methanol absorption tower efficiently removed $H_2S$ and COS with a removal of $CO_2$, so it could be useful process for the BTL process.

비식용 바이오매스로부터 합성액체연료를 생산하기 위해 바이오매스 가스화와 Fisher-Tropsch (FT) 반응을 연계하는 바이오매스 액화(BTL) 공정이 개발되고 있다. 그러나 바이오매스 가스화 내에 포함되어 있는 $H_2S$, COS 및 $CO_2$는 FT 반응의 효율을 저하시키고 촉매를 피독시키는 원인이 된다. 따라서 본 연구에서는 합성가스 내에 포함된 산성가스들의 제거를 위해 lab-scale 메탄올 흡수탑을 제작하여 산성가스 제거 특성을 고찰하였다. 메탄올 흡수탑 내의 온도, 압력, 메탄올 사용량 및 산성가스 농도에 따른 제거 성능의 영향을 고찰하였다. 메탄올 흡수탑은 $H_2S$, COS의 제거와 동시에 이산화탄소를 효율적으로 제거하여 바이오매스 액화 공정에 효율적으로 이용할 수 있음을 확인하였다.

Keywords

References

  1. S. H. Lee, J. G. Lee, J. H. Kim, and Y. C. Choi, J. Ind. Eng. Chem., 12, 39 (2006).
  2. S. H. Lee, K. B. Choi, J. G. Lee, and J. H. Kim, Korean J. Chem. Eng., 23, 576 (2006). https://doi.org/10.1007/BF02706797
  3. S. H. Lee, Y. I. Son, C. B. Ko, K. B. Choi, and J. H. Kim, J. Korean Ind. Eng. Chem., 20, 391 (2009).
  4. G. W. Yu, Y. Y. Xu, X. Hao, Y. W. Li, and G. Q. Liu, Fuel, 89, 1070 (2010). https://doi.org/10.1016/j.fuel.2010.01.016
  5. A. Jensen and C. Webb, Enzyme Microb. Technol., 17, 2 (1995). https://doi.org/10.1016/0141-0229(94)00080-B
  6. B. D. Bhide, A. Voskericyan, and S. A. Stern, J. Mem. Sci., 2, 27 (1998).
  7. U. Koss and H. Schlichting, Gasification Technologies 2005, San Francisco (2005).
  8. B. Rurr and L. Lyddon, A Comparison of Physical Solvents for Acid Gas Removal, Bryan Research & Engineering, Inc.
  9. M. J. A. Tijmensen, A. P. C. Faaij, C. N. Hamelinck, and M. R. M. Hardeveld, Biomass and Bioenergy, 23, 129 (2002). https://doi.org/10.1016/S0961-9534(02)00037-5
  10. P. Weerachanchai, M. Horio, and C. Tangsathitkulchai, Bioresour. Technol., 100, 1419 (2009). https://doi.org/10.1016/j.biortech.2008.08.002
  11. H. Weiss, Gas Separation & Purification, 2, 171 (1988). https://doi.org/10.1016/0950-4214(88)80002-1
  12. A. A. Olajire, Energy, 35, 2610 (2010). https://doi.org/10.1016/j.energy.2010.02.030
  13. H. W. Ra, S. H. Lee, S. J. Yoon, Y. C. Choi, J. H. Kim, and J. G. Lee, Korean Chem. Eng. Res., 48, 129 (2010).