온실가스 배출의 이해 - 화학분야(암모니아생산)

암모니아 생산

가. 암모니아 배출 특성

• 특유한 자극적인 냄세가 나는 무색의 기체
• 질소화합물을 제조하는데 가장 중요한 물질
• 비료, 열처리, 종이 펄프화, 질산과 질산염 제조, 질산에스테르, 니트로화합물, 폭발물 및 냉각제와 같은
  다양한 종류의 제품생산에 사용
• 암모니아 생산에는 질소와 수소가 원료로 공급
    - 질소는 액화공기의 증류나 공기를 연소하는 산화방법을 이용하여 공기중의 산소를 제거하고 나머지 질소를 회수하는 방법으로 제조
• 대부분의 암모니아는 천연가스(CH4)에서 생산
• CO2는 암모니아 제조원료 중의 탄화수소(H2CO3)를 H2로 쪼개는 과정에서 발생
• 암모니아 생산 공정의 CO2 발생 메커니즘

      - 0.88CH4 + 1.6 air + 1.24H2O → 0.88CO2 + N2 + 3H2

• 암모니아 합성

      - N2 + 3H2 → 2NH3

 

나. 암모니아 생산 공정의 이해

• 수소제조 공정과 변성공정에서 주로 CO2 발생
• 납사와 부탄, 산소, 천연가스 등의 원료를 개질하여 CO, CO2, H2를 생산하며 질소와 수소의 결합으로 암모니아를 생산
• 촉매를 활용한 수증기 개질방법으로 암모니아 생산공정은 7단계로 나뉨.

       - 천연가스 탈황 → 수증기 1차 개질 → 공기로 2차 개질 → 일산화탄소의 전환 → 이산화탄소 제거

       → 메탄화 → 암모니아 합성

 

다. 주요 배출시설의 이해

• 암모니아 생산시설 : '화학비료 및 질소화합물 제조시설' 중 암모니아 생산시설

 

라. 물질 에너지 수지 이해

 1) 암모니아 생산시설의 물질 수지

  가) Input

• 원료 : 납사, 수소, 공기
• 에너지 : 스팀, 천연가스, 폐가스
• 기타 첨가제 : Na3PO4, H2SO4, NaOH

  나) Output

• 제품 : 암모니아  
• 온실가스 배출 : CO2  
• 기타 : NOX, 먼지, 폐기물 등 
• 에너지(회수) : 스팀, 응축수, 부생가스

   다) 배출량 산정 방법론(tier 1~3)

---

 

반응형

마. 최적실용화기술(BAT) 이해

• 40bar 이상의 고압 주 개질기의 이용
• 저 녹스 버너의 사용
• 2차 개질에서 스토이치메트릭 이론에 따른 공기량(스토이치메트릭 이론에 따른 H/N 비율)
• 저 에너지를 이용한 CO2 제거 시스템
• 열교환기의 개선
• 건축과 금속학적 기준의 한계성 내에서 원료의 혼합과 공정용 공급공기의 예열을 통해 개질 공정의 연소에 필요한 에너지를 줄이고 합성가스의 압축에 필요한 에너지를 줄임
• 2차 개질공정 후에 축열된 열과 과열 증기에너지를 사용
• 탄소비율에 따라 스팀 사용량을 줄인 고온 변환 반응기의 개선된 설계기술을 적용
• 높은 변환율을 가지며 작은 크기의 촉매를 사용할 수 있는 암모니아 컨버터의 설계를 사용한 공정
• 암모니아 합성공정으로 부터 생선된 열에너지를 축열시키는 효율을 보장하며 암모니아 합성의 연결공정에서 열에너지를 추출하여 고압스팀이 필요한 공정에서 사용
• 고효율 암모니아 응축 및 냉각 시스템에 적용

 

---