가스화 프로세스는 고급 및 저등급 석탄이나 바이오 폐기물 혹은 쓰레기를 사용하더라도 연료를 직접 연소시키는 것보다 환경친화적이라는 장점이 있다.

이때 합성가스(Syngas)는 탄소로 이뤄진 고체연료의 가스화와 천연가스의 리포밍(열이나 촉매의 작용을 통해 탄화수소의 구조를 변화시켜 가솔린의 품질을 높이는 프로세스)을 통해 생산된다. 생산된 합성가스는 에너지를 생산하거나 부가가치 제품인 연료나 화학제품을 생산하는 데 유용하게 사용될 수 있다.

일반적으로 합성가스의 성분은 어떤 방법으로 생산되느냐에 따라 크게 달라지는데, 조성비의 정확한 분석은 합성가스가 사용되는 프로세스를 최적화하기 위해서는 반드시 확인해야 하는 필수 사항이다.

	▲ CVRP는 수분 및 미세 입자, 고온으로 인해 더 이상 분석작 업에서 장애를 겪지 않게 됐다.

가공되기 전의 합성가스 성분을 정확히 샘플링하고 측정하기 위해서는 여러 어려움이 있는데, 이 대부분은 미세 입자와 포화증기를 포함한 고온의 프로세스 때문이다. 이러한 경우 레이저를 이용한 광학 분석기기가 신뢰도 높은 성분 분석을 위한 적합한 솔루션이 될 수 있다.

CVR Partners(CVRP)는 캔자스 소재의 석유 코크스(Petroleum Coke)의 가스화를 통해 암모니아를 생산하고 있다. 이들은 북미지역에서 유일한 질소 비료 공장으로, 우레아질산암모늄(UAN) 생산 프로세스의 중요한 원료인 수소를 생성하기 위해 석유코크스를 가스화시키는 프로세스를 운영하고 있다.

이 공장에서 생산되는 암모늄양은 미국 우레아질산암모늄의 총 연간 수요 중 약 5%를 충족시키고 있다. CVRP는 코크스 가스화 시스템에 질량 분석계를 설치해 합성가스 성분을 분석하고자 했지만, 아쉽게도 다량의 수분을 포함한 프로세스와 주변 샘플링 시스템의 오류로 인해 정확도가 떨어졌기 때문에 사용을 중지해야 하는 상황에 부딪혔다.

그러나 2013년에 카이저옵티컬시스템즈(Kaiser Optical Systems : KOSI)가 공급한 Optograf 제품과 OptoDRS 샘플링 인터페이스를 함께 설치한 후 CVRP는 수분 및 미세 입자, 그리고 고온으로 인한 분석작업에서의 장애를 더 이상 겪지 않게 됐다. 이는 기존에는 불가능했던 가스화 프로세스의 실시간 모니터링이 Optog raf Base Unit를 통해서는 가능해졌기 때문이다.

최근에 CVRP는 Optograf 시스템을 모두 업그레이드했으며, 이로 인해 효율적인 공정 제어와 실시간 모니터링이 가능해졌다. CVRP의 생산공장은 Optograf 제품을 설치 및 사용함으로써 투자대비 높은 효과로 인한 프로세스 최적화, 비숙련자의 손쉬운 운용 및 인건비 감소로 인한 공장 유지보수 비용 절감, 실시간 성분 분석으로 인한 높은 안정성과 신뢰도 있는 분석 등의 긍정적인 변화를 경험할 수 있었다.

한국엔드레스하우저 제공

FA Journal 편 집 국 (fa@infothe.com)

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