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1[온실가스관리기사 필기] 17년 2회차
온실가스ㆍ에너지 목표관리 운영 등에 관한 지침상 촉매를 활용한 수증기 개질 방법으로 암모니아를 생산 시 거치는 7단계의 각 공정에 관한 설명으로 옳은 것은?
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탈황공정 : 중질유분에 포함되어 있는 황을 촉매(Co-Mo계 촉매 또는 Co-Mo계 촉매와 ZnO 촉매)를 사용하여 제거한다.
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공기 1차 개질 : 저온의 공기와 혼합된 납사 또는 천연가스를 철촉매를 이용하여 분해하여 NH 를 생산한다.
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2차 개질 : 1차 개질에 이어 저온의 수증기가 주입되어 메탄을 생성한다.
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일산화탄소의 전환(변성공정) : 개질공정을 거친 공정가스 중 CO2와 H2는 금속촉매(Fe-Ni계)가 포함된 스팀과 반응하여 CO를 생산한다.
해설
수증기 개질법에 의한 암모니아 생산의 첫 단계인 탈황공정은 원료(납사·천연가스 등)에 포함된 황 화합물을 코발트-몰리브덴(Co-Mo)계 촉매로 수소화 처리해 황화수소로 전환한 뒤, ZnO 촉매(흡착제)로 흡착·제거하여 후단 개질 촉매의 피독을 방지하는 과정이다.
1차 개질은 니켈 촉매 하에서 고온의 수증기를 이용해 납사·천연가스를 분해하는 공정이지 저온의 공기로 NH₃를 직접 만드는 과정이 아니고(철계 촉매는 개질이 아니라 암모니아 합성 단계에서 쓰인다), 2차 개질은 공기(산소)를 주입해 잔여 메탄을 추가로 분해하는 공정이지 메탄을 새로 생성하는 과정이 아니다. 또한 변성(전환)공정은 개질가스 중 일산화탄소(CO)가 수증기와 반응해 CO₂와 H₂를 생성하는 반응이므로, CO₂와 H₂가 반응해 CO를 만든다는 설명은 반응 방향이 뒤바뀐 것이다.
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