• Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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• 2001.11a
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• pp.57-62
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• 2001

본 연구에서는 검증된 BSU 3톤/일급 석탄가스화공정에 대해 개발된 동적모델을 폐유가스화 공정모텔에 적용하였다. 대상공정에 포함된 조작변수들의 변동에 따른 주요 공정변수인 산소/폐유비를 3% 계단증가시킨 결과, 폐유가스화기의 압력은 15분의 시상수를 보이며 최종적으로 2.4%가 증가된 정상상태에 도달하였고, 온도는 초기 1분 이내에 약 3.2%의 급격한 증가를 보인 후 최종적으로 4.1% 증가된 정상상태에 도달하였다. 그리고 생성가스의 조성은 이산화탄소가 6% 증가되었고, 일산화탄소와 수소는 각각 2% 및 8% 감소된 새로운 정상상태에 도달하였다. 이러한 결과를 토대로 폐유가스화기의 부하변동에 따른 주요 공정변수들의 변동경향 및 신뢰성 있는 동적모사 결과를 얻고, 개발된 모델에 cascade 및 ratio 방식의온도, 압력 제어로직을 설계하여 실공정 적용실험을 통한 전산모사결과 및 안정된 운전특성을 검증할 수 있는 기초를 마련하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.115.2-115.2
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• 2010

최근 유가 상승 및 에너지 확보, 경질 원유 생산량 및 부존량 감소로 인하여 대체 석유자원의 개발에 대한 연구 및 관심이 급증하고 있다. 기존의 연소 방식이 아닌 연료를 청정 가스로 전환하여 이용하는 가스화 기술 개발이 진행되고 있다. 석탄은 매장량이 세계적으로 풍부 할뿐만 아니라, 지역적으로도 편재되어 있지 않은 에너지원인 석탄을 활용하는 새로운 발전기술로 환경보전성이 우수하며, 효율이 기존의 발전 시스템보다 뛰어난 에너지 이용기술로 각광받는 분야이다. 석탄 슬러리는 분쇄한 석탄을 믹서를 사용하여 소량의 계면활성제를 첨가하여 제조한다. CWM 제조용 석탄은 대체로 고유수분 5%이하, 회분 10%이하의 석탄이 추천되고 있으며, 수분이나 회분량, 산소함량, 입자의 세공율이 증가할수록 고농도화에 불리한 것으로 나타나고 있다. 연료적 가치를 향상시키기 위해서는 물의 함량을 적게, 즉 석탄의 농도를 증가시키는 것이 중요하다. 일반적인 CWM 규격으로는 석탄농도 65% 이상이 바람직한 것으로 보고되고 있다. 석탄가스화에 연료로 사용되는 CWM의 연료성상 및 미립화 정도, 제조 조건 등에 따라 많은 차이가 발생한다. 본 실험에서는 1.0T/D급 습식 분류층가스화기에서 이용할 CWM의 제조를 위하여 소형 믹서를 이용하여 석탄의 농도에 따른 점도 변화와 석탄의 분쇄입자 크기에 따른 점도 변화, 계면활성제와 첨가제의 농도에 따른 점도 특성을 실험하였다.

• Journal of the Korean Institute of Gas
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• v.27 no.1
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• pp.1-12
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• 2023

Coal gasification is a process of incomplete coal combustion to produce a syngas composed of hydrogen and carbon monoxide. It is one of methods to utilize coal cleanly because the process does not emits nitrogen oxides or sulfur oxides and particulate matters. In addition, chemicals can be produced using syngas. Coal gasification is classified as IGCC (Integrated Gasification Combined Cycle), Plasma coal gasification and UCG (Underground Coal Gasification). Recently, WGS (Water Gas Shift) reactor and carbon capture system have been combined to gasifier to produce hydrogen from coal. In this study, the coal gasification and method of hydrogen production from syngas was summarized, and the hydrogen production from coal gasification project was investigated.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.11a
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• pp.132.2-132.2
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• 2010

기후변화협약 등으로 인하여 기존 화력발전기술보다 효율이 높고 온실가스 발생을 줄일 수 있는 고효율 청정석탄 이용기술에 대한 사회적 요구가 높아짐에 따라 석탄 가스화와 관련된 기술 개발이 확대되고 있다. 석탄을 가스화하면 CO와 $H_2$가 주성분으로 구성된 합성가스를 얻을 수 있는데, 이를 청정가스연료로 사용하기 위해서는 합성가스에 포함된 분진의 제거가 필수적이다. 대부분의 석탄가스화 공정에서는 캔들형 필터를 사용한 여과식 집진시스템을 적용하여 합성가스에 포함된 분진을 제거하고 있다. 본 연구에서도 Pilot급 석탄 가스화기에서 제조된 합성가스에 포함된 분진 제거를 위하여 고온/고압 집진시스템을 구축하였으며, 다양한 운전조건과 필터 종류에 따른 집진시스템의 운전특성 파악을 수행하였다. 연구결과 석탄 합성가스를 안정적으로 정제 하기위한 집진시스템의 중요한 운전 기준과 방법을 도출할 수 있었으며, 이렇게 도출된 운전 기준과 방법은 용량이 증대된 집진시스템의 연속운전을 진행하여 향후 실증할 예정이다.

• Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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• 2003.05a
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• pp.497-502
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• 2003

청정석탄이용기술개발의(CCT : Clean Coal Technology) 일환으로 차세대 발전방식으로 유력시되고 있는 기술인 석탄가스화발전기술(IGCC), 석탄가스화 연료전지(IGFC)등에서 고온건식탈황은 필수요소기술이다. 고온건식탈황기술의 핵심기술은 탈황제개발고 공정기술개발로 나누어 볼 수 있다. 탈황제개발은 국내고유 탈황제개발 연구가 진행 중에 있고 유동층과 고속유동층에 적합한 탈황제를 kg단위로 성형하여 공정개발에서 반응특성 실험을 하였다.(중략)

• Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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• 2002.11a
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• pp.147-152
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• 2002

본 연구에서는 검증된 Bench급 석탄 가스화 공정에 대하여 개발된 동적모사 프로그램을 중잔유 가스화 공정 모델에 적용하여 가스화 성능에 크게 영향을 미치는 주요변수, 즉 시료 투입비, 산소 공급비, steam 공급비 및 압력조절밸브 열림궤도의 영향을 파악하고, 공정변수들의 동특성을 해석하였다. 가스화기의 부하변동에 따른 주요 공정 변수들의 변동경향 및 시상수에 대한 신뢰성 있는 모사결과를 얻을 수 있었으며, 개발된 모델을 사용하여 중잔유 가스화 공정설계를 위한 기초 자료를 마련하였다.

• Journal of Energy Engineering
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• v.4 no.2
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• pp.253-260
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• 1995

본 연구는 현재 아주대학교 구내에 건설중인 3T/D 석탄가스화 실증실험장치의 엔지니어링 설계자료 및 실험장치 각 부분의 사양을 종합화하여 최적의 설계조건을 도출하고 향후 스케일 업에 따른 장치변화 및 관련변수를 예측할 수 있는 공정모델을 개발하는데 그 목적이 있다. 모델은 3T/D 석탄가스화 장치와 같이 가스화기부분, 산화제 및 연료의 주입부분, 생성가스의 냉각부, 가스화기 예열부분 및 회분처리부로 구성된다. 개발된 모델에 의해 부분별 대체가능성을 평가하여 최적 조합형태를 제시하였고 결과의 타당성을 입증하기 위해 실제 플랜트의 설계자료와 프로그램에 의한 결과를 비교하였다. 또한 스케일 업 결과 변화폭이 가장 큰 부분은 냉각기의 길이가 냉각수 유입량 증대에 따라 급겨히 변화되어 냉각수 유입을 위한 냉각수 분산장치의 교체가 필요한 것으로 판단되었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2007.11a
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• pp.453-456
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• 2007

감압 증류 후 생성되는 중질유의 고도화를 위하여 코킹 공정을 거친 후 정유 부산물로 생성되는 열적으로 매우 안정하고, 높은 발열량을 갖는 반면 황, 바나듐 함량이 높은 석유코크스의 효과적인 이용을 위하여 본 연구에서는 가스화 공정을 적용하였다. 1T/D 용량의 분류층 가스화기를 이용하여 유연탄(drayton coal), 석유코크스, 또는 혼합한 경우의 가스화 성능을 알아보았으며, 각각의 경우에 대하여 비교하여 보았다. 높은 열 안정성을 갖는 석유코크스의 효과적인 가스화를 위하여 반응기 내 체류시간 및 버너 노즐 변경에 따른 가스화 성능 개선을 시도하였으며, 이때의 온도, 산소/원료 공급량 조건에 따른 생성가스 성분 및 탄소전환율, 냉가스효율 변화 특성을 알아보았다. 버너 노즐 구경 변경으로 인한 슬러리의 미립화를 통하여 향상된 탄소전환율 및 냉가스효율을 얻을 수 있었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2007.11a
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• pp.433-436
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• 2007

가스화기술은 화석연료에 의한 기존의 화력발전기술을 대체할 수 있는 차세대 발전기술로 여겨지고 있어 전 세계적으로 기술개발은 물론 상용 플랜트를 앞 다투어 도입 건설 중에 있다. 현재 국내에서도 2014년까지 실증플랜트 완공에 매진을 가하고 있는 실정이다. 가스화기술은 온실가스인 이산화탄소를 동시에 감축하면서 전력뿐만 아니라 수소, DME, 화학원료와 같은 2차 고급 에너지원을 생산할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 이 연구에서는 ASPEN plus를 이용하여 다양한 원료 공급에 따른 300 MW급 IGCC 플랜트에 대한 운전 특성을 알아보고자 하였다. 가스화기에 공급되는 원료는 석탄(역청탄), 중질유(납사, 벙커C유) 등으로 구분해 고려하였으며, 가스화 플랜트 해석모델에 대한 성능을 평가하기 위하여 해외에서 운전 중인 상용 IGCC 플랜트에 대한 운전자료와 상대오차로 비교 산출해 검증하였다. 그 다음으로 가스화(gasification)공정, 산가스 제거(acid gas removal)공정, 복합발전 공정(combined cycle)등과 같은 IGCC 플랜트를 구성하고 있는 각각의 단위공정에 대한 운전 특성에 대한 해석결과를 확인하였다. 해석 결과를 바탕으로 가스화기의 냉가스 효율(cold gas efficiency)과 탄소 전환율(carbon conversion), 산가스 제거공정에 대한 이산화탄소 포획 성능과 복합발전에 따른 플랜트 발전량 및 발전 효율(plant net efficiency)을 예측하였다.

• Proceedings of the KSME Conference
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• 2008.11b
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• pp.2953-2961
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• 2008

습식 석탄가스화란 석탄을 물과 혼합한 슬러리 형태(CWM, Coal Water Mixture)로 사용하는 것을 말하며, 분류층 가스화기에 빠르게 적용되었던 이유는 석유류 가스화와 공급방식이 유사하다는 점에서 출발하였다고 볼 수 있다. 1950년도에 사용되어 왔던 석유류 가스화 이용은 1970년 이후로는 유가 상승의 영향으로 석탄가스화로 바뀌게 되었다. 합성가스의 활용공정인 화학물질 제조 또는 복합발전의 운전 압력이 대부분 높기 때문에 가스화 압력을 높게 유지하기 위하여 슬러리 공급 방식이 많이 이용되었다. 슬러리 형태의 석탄 연료는 석유류가스와 시스템을 유사하게 활용할 수 있는 장점이 있으며, 특별히 고압을 필요로 하는 경우에도 비교적 간단한 시스템을 이용하여 공급 가능하다. 본 고에서는 현재까지 한국에너지기술연구원에서 수행된 습식 석탄가스화 기술개발 내용에 대하여 기술하고자 하였다.