Syngas Concentration and Efficiency in Heavy Residual Oil Gasification with 1 Ton/Day-Class Entrained-Bed Reactor

With the 1 ton/day-class entrained-bed gasification system, heavy residual oil from local refinery was gasified at the operating conditions of 1,000~1,20$0^{\circ}C$ and 3 $kg_f$/$\textrm{cm}^2$ in order to determine the variation of syngas composition, carbon conversion, and cold gas efficiency. Produced syngas consists of mainly CO, H$_2$, $CO_2$, and the methane concentrations. Results yielded a maximum syngas composition of 45% H$_2$ and 26%, CO at the 31 kg/hr feeding condition. The maximum carbon conversion and cold gas efficiency were 87% and 68%, respectively at the feeding conditions of 20 kg/hr and oxygen/feed ratio of 1.2. When oxygen feeding amount that is one of the most important operating parameter in gasification was increased, concentration of hydrogen in the syngas is greatly increased comparing to the concentration of CO and $CO_2$. The temperature exhibited about 11$0^{\circ}C$ raise while oxygen/feed ratio changed from 0.6 to 1.2. Methane concentration showed enhanced dropping rate with increase in gasifier temperature and the useful relationship between the gasifier temperature and methane concentration existed such that it can be employed as an indirect measure of inside gasifier temperature.

1톤/일급 분류층 가스화기에서 중질잔사유의 가스화 합성가스 조성 및 효율 변화

1톤/일급 분류층 가스화기를 사용하여 국내 정유공장에서 발생하는 중질잔사유를 1,000~1,20$0^{\circ}C$의 온도 조건과 3kg/$\textrm{cm}^2$의 압력조건에서 가스화 시켜 CO, H$_2$, $CO_2$, 메탄의 합성가스 발생 농도 변화와 탄소전환율, 냉가스효율을 고찰하였다. 실험 결과 중잔유 공급량 31 /kg/hr인 조건에서 H$_2$ 최대 45%, CO 최대 26%인 가스농도를 보여주었으며, 시료 공급량 20 kg/hr, 산소/시료비가 1.2인 조건에서 탄소전환율은 최대 87%, 냉가스효율은 최대 68%를 얻을 수 있었다. 가스화기 운전의 가장 중요한 변수인 산소량의 변화에 따른 합성가스 농도의 변화는 수소성분의 증가율이 CO와 $CO_2$에 비해 높았으며, 산소/시료비가 0.6에서 1.2로 변화하는 동안 가스화기의 온도는 11$0^{\circ}C$ 정도 증가하였다. 또한, 가스화기 온도 증가에 따른 메탄농도의 감소폭은 온도가 높을수록 컸으며, 메탄농도와 가스화기 온도간에는 가스화기 온도를 유추할 수 있는 상관관계가 있었다.