Applied Chemistry for Engineering (공업화학)

The Korean Society of Industrial and Engineering Chemistry (한국공업화학회)
권호 표지

Steam Gasification Characteristics of Oil Sand Coke in a Lab-Scale Fixed Bed Gasifier

실험실 규모의 고정층 가스화기에서 오일샌드 코크스의 수증기 가스화 특성

  • Yoon, Sang Jun (Gasification Research Center, Korea Institute of Energy Research) ;
  • Choi, Young-Chan (Gasification Research Center, Korea Institute of Energy Research) ;
  • Lee, See-Hoon (Gasification Research Center, Korea Institute of Energy Research) ;
  • Lee, Jae Goo (Gasification Research Center, Korea Institute of Energy Research)
  • 윤상준 (한국에너지기술연구원 가스화연구센터) ;
  • 최영찬 (한국에너지기술연구원 가스화연구센터) ;
  • 이시훈 (한국에너지기술연구원 가스화연구센터) ;
  • 이재구 (한국에너지기술연구원 가스화연구센터)
  • Received : 2008.10.23
  • Accepted : 2008.12.01
  • Published : 2009.02.10
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Abstract

Utilization and interest of unconventional fuel and process residue such as oil sand and its residue, oil sand coke, have been increased because of the continuous rise of fuel price and conventional fuel availability. In this study, the gasification of oil sand coke produced from coking process of oil sand was performed to utilize as an energy resource using lab-scale fixed bed gasification system. The combustion characteristics of oil sand bitumen and oil sand coke were investigated by using TGA and lab-scale gasification system was applied to reveal the characteristics of produced syngas composition with oxygen/fuel ratio, temperature and steam injection rate. Oil sand coke shows a high carbon content, heating value and sulfur content and low ash content and reactivity. In case of oil sand coke gasification, generally with increasing temperature, the amount of steam introduced and decreasing oxygen injection rate, $H_2$ content in product gas increased while the $CO_2$ content decreased. The calorific value of syngas shows about $2100kcal/Nm^3$ and this result indicates that the oil sand coke can be used as a resource of hydrogen and fuel.

지속적인 연료비용의 상승 및 가채매장량의 한계로 인하여 비재래형 연료 및 공정 부산물의 연료적 가치에 대한 관심이 증가하고 있으며, 그중 대표적인 것이 오일샌드 및 이의 부산물인 코크스의 이용기술이다. 본 연구에서는 오일샌드 코킹 공정에서 발생되는 오일샌드 코크스의 에너지화 이용을 위하여 실험실 규모의 고정층 가스화 시스템을 이용한 연구를 수행하였다. TGA를 이용하여 오일샌드 역청 및 코크스의 연소 반응특성을 확인하였으며, 실험실 규모의 가스 화기를 이용하여 산소/연료 비율, 온도 및 스팀주입량에 따른 가스화 후 생성되는 합성가스의 특성을 파악하였다. 오일샌드 코크스는 높은 탄소함량, 발열량 및 황 함량 특성을 보인 반면 낮은 회재함량과 반응성의 특성을 보였다. 오일샌드 코크스 가스화의 경우 일반적으로 온도, 스팀주입량 증가 및 산소주입량 감소에 따라 $H_2$ 생성량은 증가하였으며 $CO_2$ 생성량은 감소하는 경향을 보였다. 합성가스 발열량은 $2100kcal/Nm^3$ 정도의 값을 보여 오일샌드 코크스의 수소원료 및 연료로서 이용 가능성을 확인하였다.

Keywords

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