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ISSN : 1225-0112(Print)
ISSN : 2288-4505(Online)
Applied Chemistry for Engineering Vol.15 No.7 pp.720-727
DOI :

Research Papers : Preparation and Characteristics of Catalytic Pellets for CO2 Hydrogenation

Sung Chul Lee

Abstract

Fe-K/v-Al2O3has been reported to show excellent capability of CO2hydrogenation. However, there are several problems to be solved for further industrial application. Especially, the forming of catalyst is one of the major problems encountered in the industrial aplication of iron based catalyst. In order to improve the strength of catalysts as they are formed, there is no doubt about the need for adding binder. The organic and inorganic binders, which were PVA, PEG, alumina type and silica type binders, were added during catalyst preparation. In the case of using organic binders, the catalytic properties change a little, in contrast to that of catalyst without binder. In the case of iron based catalysts with inorganic binders, however, the structural changes of catalysts are observed. It is found that Fe-K/v-Al2O3with alumina binder has excellent of CO2hydrogenation, whereas Fe-K/v-Al2O3with silica binder shows dramatically decreased capability compared with those of other catalyst. It is theoretically calculated the pressure drop in the packed reactor and the resistance of internal diffusion with the pellet size.

연구논문 : 이산화탄소 수소화 반응을 위한 촉매 성형체의 제조 및 촉매 특성

이성철,김동진

초록

이산화탄소 수소화 반응에 우수한 성능을 보이는 철을 기반으로 하는 Fe-K/v-Al2O3촉매의 양산 기반을 구축하기 위하여 촉매 성형체에 관한 연구를 수행하였다. 이때 촉매의 강도와 반응물의 세공 확산 및 흡착 성능을 제고하기 위한 기초 소재로서의 성형체를 제조하기 위해 유기 바인더인 polyvinylalcohol (PVA)과 polyethyleneglycol (PEG)을 사용하였으며 무기 바인더로는 알루미나 계열과 실리카 계열 바인더를 사용하였다. 이때 제조된 촉매의 성분은 바인더의 종류를 제외하고 모든 성분과 제조 방법을 동일하게하였다. 유기 바인더의 경우 촉매 표면의 변화에 큰 영향을 주지 않았으나 무기 바인더의 경우 촉매 표면 물성에 상당한 차이가 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 또한 각각의 성형체에 이산화탄소 수소화 반응을 수행하였을 경우 유기 바인더가 첨가된 촉매의 경우 첨가되어지지 않은 촉매와 유사한 활성 결과가 나타났으며, 알루미나 계열 바인더를 첨가하였을 경우 이산화탄소 전환율이 가장 우수하게 나타났다. 그러나, 실리카 바인더가 첨가되었을 경우 이산화탄소 전환율이 급격히 감소하였다. 마지막으로 성형체의 입자 크기에 따른 반응기 내의 입력 강하 현상 및 내부 확산 저항의 난이도 등을 이론적으로 고찰하여 보았다.

Figure

Table