TGA에 의한 유.무연탄의 연소특성과 활성화에너지 비교

Combustion Characteristics and Activation Energy From Thermogravimetric Analysis of Bituminous and Anthracite Coal

국내 석탄화력발전소에서 사용되고 있는 3종류의 유연탄 및 무연탄에 대해 입자 크기와 CaCO$_3$ 주입에 따른 TGA 분석을 수행하고 활성화에너지를 구하였다. 유연탄의 무게감량 시작온도는 360-38$0^{\circ}C$로 무연탄의 570~$600^{\circ}C$보다 20$0^{\circ}C$정도 낮았다. 유연탄의 활성화에너지는 입도 및 탄종에 따라 14~20kcal/mole 범위이고 무연탄은 37~55 kcal/mole로서 무연탄이 유연탄보다 활성화에너지가 매우 높았다. 석탄의 입도크기가 작아질수록 활성화에너지는 감소하였고 무게감량율과 활성화에너지값은 상관관계가 있었다. 유 무연탄의 유황분대 CaCO$_3$비율을 1:1로 주입시 유연탄은 활성화에너지 변화가 작았으나 무연탄의 경우 1~23 kcal/mole 정도로 활성화에너지가 감소하였다.

This study is to determined the activation energy from TGA experimental data for the bituminous and anthracite coals of three kinds which are being used in the domestic coal-fired power plants. TGA experimental data indicate that the weight loss temperature of bituminous coal is 200$^{\circ}C$ higher than that of anthracite coal. Activation energy of bituminous coal is in the range of 14∼20 Kcal/mole compared with 37∼55 Kcal/mole of anthracite coal. A reduction of particle size of coals results in the decrease of activation energy and activation energy has a good correlation with the weight loss percent of coal in the TGA experiment. Addition of CaCO$_3$ on anthracite coal caused to decrease the activation energy of 1∼23 Kcal/mole while activation energy of bituminous coal do not change significantly.