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작성일 2015-12-02 조회수 1364
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니즈정보_마이크로파 기술 - 석탄광 메탄의 탈산소화

○ 지구 대기 중에 풍부한 온실가스 가운데 하나인 메탄은 지구 온난화 지수가 이산화탄소의 28배이고, 메탄 농도의 폭발 범위는 5~10%이므로 지구온난화 문제를 해결하기 위해 메탄의 단순 환경 배출보다는 재활용이 요구되고 있다. 여기서, 지구 온난화 지수(global warming potential)란 온난화를 초래하는 가스(예: 이산화탄소, 메탄, 오존)가 지구 온난화에 얼마나 영향을 미치는지를 측정하는 지수를 가리킨다.

 

○ 탄층 및 탄층을 둘러싼 암석 내에 분포하고 있는 메탄가스와 공기의 혼합물인 저농도 석탄 광산 메탄가스(CMM: coal mine methane)는 비재래 가스의 하나이다. 보통 이러한 CMM의 구성성분은 다음과 같다: 메탄 농도 30~50mol%, 산소 농도 10mol%, 나머지는 질소. 이러한 CMM 내 저농도 메탄을 재활용하기 위해 산소 제거 즉 탈산소화(deoxygenation) 공정 또는 매탄 농축 공정이 반드시 필요하다.

 

○ 마이크로파 가열에서는 전통적 가열에 비해 광범위한 반응들을 쉽고 빠르게 일으키므로 에너지 및 시간을 절약시킨다. 비재래 에너지원인 마이크로파 조사(irradiation)는 표본에 침투할 수 있기 때문에, 재래식 가열에 비해 열전도 시간을 크게 단축시킨다.

 

? 마이크로파 가열 기술의 장점은 다음과 같다: 가열의 균일성; 가열의 선택성; 가열의 급속성; 고 효율; 비용-효과성. 마이크로파 가열 기술은 고온 야금(pyrometallurgical) 산업 분야에서 활용되고 있다. 이 기술에서는 마이크로파 흡수제(absorber), 환원제(reducing agent)로 다양한 종류의 탄소(예: 코크스, 고체 탄소)를 사용하고 있다.

 

○ 국내 현황 및 향후 연구 개발 동향 : CMM의 탈산소화 공정에 쓰이는 마이크로파 가열 기술과 관련하여, 국내에서 연구가 알려진 바 없다. 그러나 유사한 분야인 석탄층 메탄가스(CBM; coalbed methane)의 추출 기술로 수압 파쇄 기술이 2014년[동아대]에 연구되었다. 향후에는 CMM 내 저농도 메탄가스를 농축하는 유망 기술인 마이크로파 가열 CMM 탈산소화 공정이 적절한 마이크로파 고체 탄소 흡수제의 선정과 함께 연구되어야 한다.

 

http://www.reseat.re.kr/tech/artView.st?C_OBJECT_INDEX=80523&sel=C_OSUBJECT&page=1&SOC_CD=SOC0026&TOPIC_CD=N44

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