알칼리 촉진제 성능 측정의 새로운 전환점: 도입 방식의 단순화를 통한 탐구

• Published in: Clean Technology, 30(1) Vol. 30; no. 1; pp. 62 - 67
• Main Authors: 윤원중(Wonjoong Yoon), 이지연(Jiyeon Lee), 김재훈(Jaehoon Kim)
• Format: Journal Article
• Language: Korean
• Published: 한국청정기술학회 2024
• Subjects: 화학공학; CO₂ 전환; 촉진제 도입 방법; 알칼리 금속 효과; CO₂ conversion; Promoter adoption method; Alkali-metal effect; CO_2
• ISSN: 1598-9712; 2288-0690
• DOI: 10.7464/ksct.2024.30.1.62

In this study, an alkali metal Na was introduced into iron-based catalysts used in the carbon dioxide-based Fischer-Tropsch process by wet impregnation and physical mixing methods to compare their performance. The as-prepared catalysts were evaluated for reactivity at 3.5 MPa, 330 ℃, feed ratio of H2/CO2 = 3 with a space velocity of 4,000 mL h-1 gcat-1. Comparing the two catalysts, it was found that Na was uniformly distributed throughout the catalyst when wet-impregnated, but Na for physically mixed catalyst was relatively located on the surface of the catalyst. In addition, the wet-impregnated catalyst showed higher liquid hydrocarbon (C5+) yield and lower CO selectivity. In conclusion, the effect of Na distribution in the catalyst on the reaction was identified and can be controlled by the introduction method. 본 연구에서는 이산화탄소를 기반으로한 피셔-트롭시 반응에 사용되는 철계 촉매에 알칼리 금속인 Na를 함침 및 물리적 혼합 방식으로 도입하여 각각의 성능을 비교하였다. 제조된 촉매는 3.5 MPa, 330 ℃, H2/CO2 = 3의 가스 조성비에서 공간속도 4,000 mL h-1 gcat-1 조건으로 반응성을 평가하였다. 두 가지 촉매를 비교한 결과 Na를 함침한 경우 Na가 촉매 전체에 균일하게 분산되어 있지만 물리적 방법으로 혼합한 촉매는 상대적으로 표면에 위치하였다. 또한 Na를 함침한 촉매가 더 높은 액체 탄화수소(C5+) 수율과 낮은 CO 선택도를 보였다. 결론적으로 촉매 내의 Na 분포가 반응에 미치는 영향을 파악하였으며 도입 방식을 통해 이를 조절할 수 있음을 확인하였다.