석탄가스화공정

요약 고온의 '수증기와 산소' 혹은 '수증기와 공기'에 석탄을 주입하여 반응시켜서 기체 연료를 생성물로 얻는 공정이다. 총괄반응으로는 석탄의 건조, 열분해, 고체탄소의 연소 및 가스화 반응으로 이루어진다.

총괄반응으로는 의 건조, , 고체탄소의 연소 및 가스화반응으로 구성되며 이는 다음과 같이 나열될 수 있다.

     




 3.가스화 C＋H₂O ↔ CO＋H₂ ΔH＝31.4 kcal/mol
         C＋CO₂ ↔ 2CO ΔH＝38.2 kcal/mol
         C＋2H₂O ↔ CO₂＋2H₂ ΔH＝18.2 kcal/mol
         CO＋H₂O ↔ CO₂＋H₂ ΔH＝－9.8 kcal/mol
         C＋2H₄ ↔ CH₂ ΔH＝－17.9 kcal/mol
         CO＋3H₂ ↔ CH₄＋H₂O ΔH＝－49.0 kcal/mol

 4.연소반응 C＋O₂ ↔ CO₂ ΔH＝－97.0 kcal/mol
           2C＋O₂ ↔ 2CO ΔH＝－58.8 kcal/mol

석탄은 가연성 물질의 주성분이 탄소이지만 그 밖에 ·산소 · ·황 등의 구성원소들이 복잡한 화학구조로 이루어진 화합물로 지역 및 생성시기에 따라 성격의 차이가 있으며, 일반적인 관점에서 휘발성분이 많고 반응성이 좋은 저급 석탄(low rank coal:bituminous, subbituminous, lignite)이 원료 석탄으로 사용된다. 이와 같이 석탄가스화반응은 건조, 열분해를 포함한 발열반응과 연소반응을 포함한 흡열반응의 조합으로 이루어진다. 그러므로 열공급방식, 의 선택, 기체와 고체반응물의 접촉방식, 결과적으로 나타나는 생성기체의 등에 따라 석탄가스화방식이 특징지워진다. 수소는 클린에너지(clean energy)이자 석유 의 하나로서 대폭적인 수요량 증대가 예상된다. 세계적으로 골고루 분포된 석탄을 가스화하여 수소 제조기술을 확립하는 것은 수소의 저가(低價) ·대량 공급을 가능하게 할 수 있다.