Characteristics of Coals Extracted Using Solvent at Mild and High Temperature Conditions

In this study, we compare various physicochemical properties of solvent extracted coals obtained at both mild and high temperature conditions. In order to characterize the extraction behavior, experiments were performed using a sub-bituminous coal (Kideco) and a polar solvent (N-methyl-2-pyrrolidinone, NMP), where the extraction temperature and the effect of solvent recycling were evaluated. As the extraction temperature increased up to $350^{\circ}C$, an extraction yield and a calorific value of the extracted coal increased, while an ash content of the extracted coal decreased. FT-IR results revealed that the surface of the coal extracted at $350^{\circ}C$ was found to contain more amide, aromatic ester, and aliphatic ether groups than that at the lower temperatures. The result of MALDI-TOF/MS analysis confirmed that the smaller molecules with 300~500 m/z were extracted at a mild condition, while the bigger molecules in the range of 500~1500 m/z were extracted at the high temperature.

온순조건과 고온조건에서 용매 추출한 석탄의 특성 비교

본 연구에서는 온순조건에서 용매 추출된 석탄의 물성과 추출특성을 고온조건에서 추출된 석탄의 것과 비교하였다. 석탄의 용매 추출 특성을 알아보기 위해 추출실험에는 아역청탄(Kideco 탄)과 극성 용매인 N-methyl-2-pyrrolidinone (NMP)을 사용하였다. 온순조건과 고온조건에서 석탄의 용매 추출 특성을 알아보기 위해 추출온도 변화, 용매 재사용에 따른 추출 특성 변화에 대한 실험을 하였다. 실험결과 추출온도가 증가할수록 추출수율과 추출탄의 발열량은 증가 하였고, 회분농도는 감소하였다. FT-IR 분석 결과 고온조건($350^{\circ}C$)에서 추출한 추출탄의 표면에 C=O 아미드 결합, 방향족 에테르, 그리고 지방족 에테르 그룹들이 온순조건($150{\sim}300^{\circ}C$)에서 추출한 것에 비해 증가하는 것으로 나타났다. MALDI-TOF/MS 분석 결과 온순조건에서는 300~500 m/z 범위 이하의 작은 분자들이 주로 추출되었고, 고온조건에서는 500~1500 m/z 범위에 걸쳐 상대적으로 큰 분자들까지 추출됨을 확인하였다.