• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 1996년도 추계학술발표회 논문집
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• pp.150-156
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• 1996

본 연구에서는 Alaska Usibelli 아역청탄이 사용되는 실린더형 석탄 가스화기내에서 석탄의 입자크기가 반응성 유동장과 주요 생성물의 농도분포에 미치는 영향을 고찰하기 위하여 미분탄 입자의 크기를 40$mu extrm{m}$, 60$\mu\textrm{m}$, 100$\mu\textrm{m}$, 120$\mu\textrm{m}$ 및 140$\mu\textrm{m}$로 각각 나누어 전산모사를 수행하였다. 모사결과, 가스화기 내에서 석탄의 입자크기가 가스화 생성물의 농도와 유동장에 커다란 영향을 미침을 알 수 있었다. 입자의 크기가 100$\mu\textrm{m}$일 때 가스화기 출구에서 주 생성물인 CO와 H2가 초대로 생성되고 이때 이들의 평균 몰분율은 각각 0.62, 0.16(dry basis, inert free)으로 예측되었다.

• 플랜트 저널
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• 제15권3호
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• pp.29-34
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• 2019

본 연구에서는 정격 합성가스 생산량이 54.33 kg/s인 태안 IGCC 발전소 가스화기를 대상으로 가스화기 산소부하가 일정한 운전조건에서 석탄 공급량을 고정하고 증기 주입량을 변화시킬 때 증기 주입량이 합성가스 생산량에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 증기 주입량은 가스화기 운전지침서의 증기 주입량 0.28 kg/s 및 0.32 kg/s 까지 변동하며 운전하였고, 최대 합성가스 평균 생산량은 가스화기 산소부하 80 % 및 90 %에서 증기 주입량 0.14 kg/s 및 0.15 kg/s 일 때 측정되었다. 이 연구를 통해 증기 주입량 조정만으로 합성가스 생산량이 변화 하고, 증기 주입량 증가시 합성가스 생산량은 증가하다가 다시 감소하는 특성을 확인 할 수 있었다. 추가 석탄 공급 없이 증기 주입만으로 합성가스 생산량을 증가 시킬 수 있고, 석탄의 성분 및 조성에 따라 가스화기의 합성가스 생산량이 다른 특성을 가지고 있는 것으로 사료되는 바, 시험에서 사용된 카보원 석탄을 사용하는 가스화기는 산소부하 80% ~ 90 %에서 운전시 석탄 버너 당 증기 주입량을 약 0.14 kg/s 에서 운전하는 것이 추천된다.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 1995년도 추계학술발표회 초록집
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• pp.5-14
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• 1995

본 연구는 석탄가스화기내의 비반응 유동장에 대한 연구로서, 순수유동장 및 미분탄입자를 포함한 이상유동장에 대한 전산해석을 수행하였다. 가스화기내의 물리적 현상을 기술하는 Navier-Stokes 방정식을 유한차분법에 의하여 해석하고 그 결과를 나타내었다. 특히 선회유동의 영향에 의한 미분탄입자의 거동 및 재순환영역의 특성에 대하여 상세히 고찰하였다. 해석결과에 의하면 가스화기내에서는 몇개의 재순환영역이 형성됨을 알 수 있었다. 비반응유동장의 해석결과이지만, 선회유동은 화염안정화에 긍정적인 영향을 줄 수 있을 것으로 추측되는 결과를 보였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.852-855
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• 2009

고압 미분탄 공급 기술은 건식 석탄가스화기 시스템의 안정적인 연속운전을 위한 핵심이 되는 기술로서, 본 연구에서는 스크류피더 방식 및 기류수송 방식의 pilot급 고압 미분탄 공급장치를 이용한 미분탄 공급량 제어 기술 개발을 진행하였다. 그리고, 일반적으로 dense phase 형태로 다량의 미분탄을 공급하는 기류수송 방식 고압 미분탄 공급장치에서 가스화기로 공급되는 미분탄의 공급량을 감소시키기 위하여 다공 chamber를 통하여 가압 질소를 공급할 경우, 차압이 증가함에 따라 미분탄의 공급량이 증가하기는 하지만 lean 또는 medium phase 형태로 미분탄 공급량 제어가 가능함을 확인할 수 있었다.

• 에너지공학
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• 제2권3호
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• pp.276-284
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• 1993

분류층 가스화기를 대상으로하여 석탄가스화 복합발전 시스템을 위한 가스화반응 모델링을 수행하였다. 가스화기 내에서의 가스화반응은 화학평형상태에 있다고 가정하여 Gibbs 자유에너지 최소화법을 이용하였다. 물질수지와 열수지를 동시에 고려한 모델링 결과와 실제 가스화기 실험자료를 비교하여 모델의 신뢰성을 확인하였다. 이를 토대로 가스화기에 공급되는 산화제의 양이 평형조성에 미치는 영향과 가스화기의 온도, 그리고 석탄종류가 가스화반응에 미치는 영향에 대해 알아보았다.

• 에너지공학
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• 제22권2호
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• pp.96-104
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• 2013

석탄가스화 기술은 청정석탄에너지 기술 중에서 아주 중요한 대안으로 인식되고 있으며, 이에 전 세계적으로 차세대 석탄가스화기라고 할 수 있는 고효율 저비용 석탄가스화기를 개발하고 있다. 본 연구에서도 이러한 목적의 달성을 위하여 저비용으로 구현이 가능한 컴팩트 석탄가스화기를 개발하고 있으며, 다수개의 공급부로 이루어진 일체형 이중선회형 버너를 개발하였다. 개발된 버너의 가스화 운전조건을 확보하기 위하여 미분탄 분배기와 함께 기존의 석탄가스화기 몸체에 설치하여 가스화 실험을 수행하였다. 인도네시아산 아역청탄인 ABK 탄을 사용하여 1.5톤/일의 파일럿 규모로 $6.4{\sim}7.2kg/cm^2$, $1170{\sim}1300^{\circ}C$ 조건에서 운전을 수행하였다. 우선 성능평가보다는 안정적인 가스화기 운전조건을 확보하는데 중점을 두었다. 그 결과, 안정적인 운전조건에서 탄소전환율은 84.0%, 냉가스 효율 52.1%를 확보할 수 있었다.

• 에너지공학
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• 제4권3호
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• pp.331-337
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• 1995

석탄가스화 복합발전 시스템은 고효율 및 우수한 환경보전성으로 인하여 차세대 화력발전 시스템으로 각광받고 있다. 본 연구는 석탄가스화기내의 비반응 유동장에 대한 연구로서, 순수유동장 및 미분탄입자를 포함한 이상유동장에 대한 전산해석을 수행하였다. 가스화기내의 유동장을 기술하는 Navier-Stokes방정식을 유한차분법에 의하여 해석하고 그 결과를 나타내었다. 특히 선회유동의 영향에 의한 미분탄입자의 거동 및 재순환영역의 특성에 대하여 선회강도의 함수로 고찰하였다. 해석결과에 의하면 가스화기내에서는 며책의 재순환영역이 형성됨을 알 수 있었다. 비반응유동장의 해석결과이지만, 선회유동은 화염안정화에 긍정적인 영향을 줄 수 있을 것으로 추측되는 결과를 보였다.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 1999년도 추계 학술발표회 논문집
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• pp.11-17
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• 1999

기존의 미분탄 화력발전시스템에 비해서 NO$_{x}$, SO$_{x}$, $CO_2$, 분진 등의 대기오염물질을 현저히 줄일 수 있으며 발전효율도 높아서 석탄 사용에 따른 지구의 환경오염 저감과 에너지의 효율적인 이용 측면에서 석탄가스화 복합발전 시스템은 청정석탄 이용기술로 크게 관심을 모으고 있어서 국내외적으로 관련연구가 활발히 진행중이다. 석탄가스화 복합발전은 미분탄을 산소와 함께 고온ㆍ고압의 가스화기에서 가스화하고 이때 발생된 분진 및 유황성분은 각각 집진 및 탈황장치에서 제거하며, 석탄 회분은 용융시켜 슬래그의 형태로 배출하는 방식을 채택하고 있다.(중략)(중략)

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 추계학술대회 초록집
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• pp.76.1-76.1
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• 2011

석탄 가스화기 내에서 슬래그의 축적에 의한 막힘 현상 등으로 발생 가능한 조업중단을 예방하기 위해 탄의 종류에 따른 슬래그의 유동을 정확히 예측하는 것은 중요하다. 슬래그의 유동은 원료인 석탄의 회 성분 조성 그리고 가스화기 온도의 영향을 크게 받는다. 회가 용융된 형태인 슬래그의 융점 특성을 파악하여 슬래그 거동을 예측하기 위해서는 회를 조성하고 있는 주성분의 비율 뿐 아니라 소량의 성분들도 고려하여야 한다. 또한, 가스화기 조업 조건 중 수증기 분압이 슬래그 점도에 미치는 변화를 파악하여 공정 조건 확립 및 슬래그 계통 제어 로직에 반영 할 수 있다. 따라서, 대표적 열화학 평형계산 프로그램인 Factsage를 이용하여 슬래그 성분의 액상선 온도를 예측해보았다. 슬래그는 회 성분의 조성에 따라 결정 슬래그와 유리 슬래그로 나눌 수 있다. 본 연구에서는 결정 슬래그로는 Alaska Usibelli 탄을, 유리 슬래그로는 Kideco 탄의 조성을 사용하여, 가스화기 조업 조건 중 수증기의 분압에 따라 석탄 슬래그의 형성 및 점도 변화에 직접적인 영향을 미치는 결정 형성에 대한 상관관계를 예측해 보았다. 또한, 슬래그 유동에 영향을 줄 수 있는 요인으로써, 석탄의 품질을 결정하는 인자인 Base/Acid Ratio, Iron in Ash, Calcium in Ash, Silica-to-Alumina Ratio, Inron-to-Calcium Ratio를 달리 변화시켜가며 슬래그 점도 변화에 직접적인 영향을 미치는 결정 형성을 예측하였다. 이 예측결과는 향후 실험 데이터와 비교하여, 슬래그 처리 부분의 모니터링에 기초 자료로 활용될 뿐 아니라, 슬래그점도 측정 시스템의 운전 파라미터를 도출하는데 이용 가능할 것이다.

• NICE (News & Information for Chemical Engineers)
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• 제31권1호
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• pp.48-57
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• 2013

석탄가스화 기술은 석탄의 에너지원으로서의 중요성에 더하여 고효율 고청정 에너지화 기술이라는 측면에서 많은 기술선진국에서 시장 선점을 위하여 다양한 석탄가스화 기술을 개발하고 있다. 초기에는 미국과 유럽을 중심으로 기술개발이 이루어졌으나 최근에는 일본과 중국에서도 상업화 기술을 보유하는 수준에 이르렀다. 특히 중국은 우리나라보다 뒤늦게 기술개발을 시작하여 2000년 이전에만 하여도 석탄가스화 기술의 후진국이었으나 최근에는 ECUST와 TPRI 등이 주도적으로 기술개발을 진행하고 집중적인 연구개발 지원에 힘입어 이제 2,000톤/일급 이상의 가스화기 개발을 완료하고 수십기의 상업용 실적을 보유하는 등으로 비약적인 발전을 이루었다. 반면에 우리나라는 중국보다 이른 시점인 1990년대 초반부터 가스화 기술개발을 시작하여 많은 기술축적을 이루어 미분탄 기류 수송, 슬러리 제조, 탈황 기술 등의 일부 요소기술에서는 세계 수준급의 기술을 확보하고 있으나 연구비의 제한적인 투자로 인하여 규모의 측면에서는 아직 수톤~수십톤/일급 가스화기의 운전 또는 설계 진행 수준에 머무르고 있다. 우리나라의 경우 에너지의 대부분을 수입한다는 측면을 고려할 때에 저가의 에너지원 확보 및 에너지원의 다양성 확보 측면에서 석탄에너지 활용은 필수적이므로 석탄 활용 기술, 특히 석탄가스화 기술 개발에 많은 관심을 기울일 필요성이 아주 강하다고 판단된다.