석탄 운반 가스로 CO2 가스를 사용하는 것과 질소를 사용하는 것의 장점은 무엇인가요?
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한 보도에 따르면, 특정 화학비료 회사의 SHELL 분말 가스화 장치는 원래 합성암모니아를 주요 생산 제품으로 설계되었으며, 석탄을 운반하는 데 질소가 사용되었습니다. 그러나 이 방식으로 생산된 에틸렌글리콜의 순도가 생산 요구 기준에 미치지 못해, 공장의 생산 능력 향상에 걸림돌이 되고 있습니다.이 프로젝트는 기존의 분말가스화 설비의 질소를 이용한 분말 공급 시스템을 부분적으로 개조하여 CO2 가스를 이용해 분말을 공급함으로써, 생산능력을 향상시키고 경제적 이익을 창출하는 것을 목표로 합니다. 여기서 질문 좀 드리고 싶은데, 석탄 운반용 가스로 CO2를 사용하는 것과 질소를 사용하는 것의 장점은 무엇인가요?
후베이 화학비료 공장인가요? 가스력에 의한 운반 수단으로서 CO2를 사용하는 것이 N2를 사용하는 것보다 유리한 점은, N2와 H2가 반응하여 암모니아질 화합물이 생성되는 현상이 없다는 것입니다. 이는 하류 단계에서의 저온 메탄올 세척 및 가스 정화에 있어서 유리합니다. 단점은, 원가스 내의 유효 기체 함량이 상대적으로 낮다는 것입니다
맞아요, 뉴스에서 보도한 것도 바로 이 공장입니다. 원리는 암모니아질 화합물을 생성하지 않아서 가스의 순도를 높이는 것이에요
주로 후속 제품을 고려해야 하며, 원료로 질소를 사용하는 경우에는 질소를 사용하는 것이 가장 좋습니다. 만약 질소가 이후에 불활성 기체가 되는 경우에는 이산화탄소를 사용해야 합니다. 하지만 처음 시스템을 가동할 때에는 반드시 이산화탄소를 생산하거나 공급할 수 있는 장치가 필요합니다.
장점은 분명히 CO2를 사용하는 것이 좋습니다. CO2를 운반 가스로 사용하면 유효 가스의 수율을 높일 수 있으며, 방출되는 가스의 양도 적어져 유효 가스의 손실도 줄어듭니다.마찬가지로 CO2 감축에 기여합니다
합성암모니아에는 질소가 사용되고, 메탄올 제조 시에는 CO2가 사용됩니다. 이때 C + CO2 → CO가 되며, CO2 + H2 → CO + H2O가 됩니다. 이러한 과정은 탄소의 전환율을 높이는 데 도움이 됩니다. 하지만 CO2를 운반 가스로 사용할 경우, CO2는 저온에서 메탄올로부터 분리된 것이기 때문에 반드시 수분을 함유하고 있습니다. 그래서 석탄 공급 라인의 가열 상태가 좋지 않으면 막힘이 발생하거나 설비가 정지될 수 있습니다
질소의 가격은 비싼 편이지만, 이산화탄소를 사용하면 자체 생산·자체 판매가 가능할 뿐만 아니라 유효 가스 생산량도 높일 수 있으며, 적어도 이산화탄소의 생성을 줄일 수 있습니다.하지만 일반적으로는 운전 시 질소를 사용하고, 이후 저온 메탄올 세정 공정이 정상화되면 이산화탄소로 전환합니다. 질소가 추가되면 질소와 수소의 반응이 발생하기 마련이므로, 저온 메탄올 세정 공정의 입구에서 암모니아를 처리하는 데 있어 더 높은 기준이 요구됩니다.
이렇게 하면 처리에 필요한 에너지를 줄이고, 암모니아질 화합물의 배출량도 감소시킬 수 있습니다
그렇게 말할 수 있지만, 이산화탄소에도 6층에서 언급한 것처럼 단점이 있습니다.
하지만 CO2를 운반 가스로 사용할 경우, CO2는 저온 메탄올 세척 과정을 거치기 때문에 분명히 수분이 포함되어 있습니다. 그래서 석탄 공급 라인의 가열 상태가 불안정해지고, 막힘이 발생하여 설비가 정지될 수 있습니다. 그렇다면 라인에 탈수 장치를 추가하는 것은 어떨까요?