• Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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• 1995.05a
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• pp.146-149
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• 1995

석탄 가스화 복합발전 시스템(IGCC)에서 집진은 가스 터빈의 입자에 의한 마모와 침식으로부터의 보호와 분진 배출의 환경 규제를 만족하기 위한 필수 공정이다. 특히 고온고압에서 집진이 수행되면 시스템의 열효율 향상은 물론 가스정제 시스템을 간단히 함으로써 건설비와 운전비의 절감에도 큰 효과를 거둘 수 있다. 석탄 가스화 공정에서 평균 입경이 2 - 3$\mu\textrm{m}$의 입자가 10g/m이상으로 발생되는 농도를 10mg/m이하로 처리하기 위하여 많은 집진 시스템이 제안되고 있지만 IGCC에 도입하기 위한 집진시스템으로서 세라믹 캔들 필터가 제일 타당하다. 세라믹 캔들 필터로 절데 집진 일경이 5$\mu\textrm{m}$이하이고 전체 집진 효율을 99.6% 이상 수행할 수 있다. 세라믹 필터를 이용한 상용화 개발 현황은 현재 세계적으로 bench급, pilot급, 그리고 상용화급 IGCC공정에 도입되어 그 성능이 검정되고 있으며 본 시스템의 내구성과 안정성이 상용화에 충족한 것으로 판명되고 있다. 본 연구에서는 고온고압용 세라믹 필터 집진시스템을 개발하기 위하여 제작된 bench급 집진 공정 및 세라믹 필터설계의 기술적 문제점을 소개하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.48 no.2
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• pp.129-139
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• 2010

Coal gasification process, which had developed originally to convert coal from hydrogen and carbon monoxide, has used and developed in many countries because of environmental advantages such as carbon dioxide storage, decrease of pollutants and so on. Generally entrained-flow gasification process using pulverized coal under $75{\mu}m$ is used in Integrated Gas Combined Cycle(IGCC) because of easy scale up and high efficiency of energy conversion. Especially entrained-flow gasifers with coal water slurry have been used in many applications due to its fully developed technologies. In this paper, several technologies for coal-water slurry gasification that involves slurry preparation, burner, gasifier, slag melting and numerical simulation for plant design and operation were investigated. Entrained-flow gasification with coal water slurry can be used for synfuel production, SNG, chemicals as well as IGCC. To develop hybrid gasification process and use different types of coal, it is necessary to develop new technologies that will increase efficiency of the process.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.52 no.6
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• pp.796-806
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• 2014

The key for the commercial deployment of IGCC power plants or chemical (methanol, dimethyl ether, etc.) production plants based on coal gasification is their economic advantage over plants producing electricity or chemicals from crude oil or natural gas. The better economy of coal gasification based plants can be obtained by co-production of electricity and chemicals. In this study, we carried out the economic feasibility analysis on the process of co-producing electricity and DME (dimethyl ether) using coal gasification. The plant's capacity was 250 MW electric and DME production of 300,000 ton per year. Assuming that the sales price of DME is 500,000 won/ton, the production cost of electricity is in the range of 33~58% of 150.69 won/kwh which is the average of SMP (system marginal price) in 2013, Korea. At present, the sales price of DME in China is approximately 900,000 won/ton. Therefore, there are more potential for lowering the price of co-produced electricity when comparing that from IGCC only. Since the co-production system can not only use the coal gasifier and the gas purification process as a common facility but also can control production rates of electricity and DME depending on the market demand, the production cost of electricity and DME can be significantly reduced compared to the process of producing electricity or DME separately.

• Journal of Energy Engineering
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• v.6 no.2
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• pp.176-187
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• 1997

As a way to evaluate the performance of IGCC (Integrated Gasification Combined Cycle) processes, heating values of coal gas as well as plant efficiency were compared for different rank coals and coal feeding methods by employing the static process simulation technique. Performance of the process was compared with coal rank that was varied by three assorted bituminous coals and also by three subbituminous coals, in addition to the two types of feeding techniques, i.e., dry-feeding and slurry-feeding, that are utilized in entrained-bed coal gasifiers. For the verification of the simulation technique, simulated results were compared first with the actual pilot plant data published from Shell and Texaco. The simulation technique was, then, applied to other coals. Result from tests varying coal rank exhibits the trend of improving both heating content of the product gas and plant efficiency with increasing carbon content in coal. The effect of coal rank is more sensitive in slurry-feeding cases compared to the dry-feeding cases. In particular, considering notably lower values in gas heating value and plant efficiency calculated in the slurry-feeding case that uses a subbituminous coal, limited utilization of the slurry-feeding method for subbituminous coals can be expected. From the plant efficiency point of view, dry-feeding method resulted in higher simulated efficiency values by maximum 3% for subbituminous coals and ca. l% for bituminous coals.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.11a
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• pp.71.1-71.1
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• 2011

석석탄가스화 기술은 고온, 고압 조건에서 미분탄과 산소의 가스화 반응에 의해 CO와 $H_2$가 주성분인 합성가스를 제조하는 기술로서 차세대 화력발전 뿐만아니라 다양한 화학원료 제조를 위한 분야에서 각광을 받고 있다. 또한, 가스화 기술은 향후 CCS기술, CTL(Coal To Liquid, 석탄액화)기술, SNG(Synthetic Natural Gas, 합성천연가스)생산, 수소생산, 각종 화학원료 생산 등과 연계가 가능한 미래 석탄이용 분야의 핵심 기술이라 할 수 있다. 따라서, 고등기술연구원에서는 이러한 석탄가스화를 통해 양질의 합성가스를 제조하기 위한 기술 개발의 일환으로 pilot급 고온, 고압 건식 분류층 가스화기, 기류수송 방식의 미분탄공급장치, 수냉자켓 구조의 합성가스 냉각장치, 합성가스 중 분진제거를 위한 금속필터 장착 집진장치 등을 연계하여 20기압의 고압 조건에서 장시간 연속운전을 진행하였다. 본 연구에서는 미분탄 공급을 위하여 상부공급 버너를 적용하였고 석탄가스화기는 $1,300{\sim}1,350^{\circ}C$ 정도의 온도에서 운전을 진행하였으며 미분탄을 75 kg/h의 조건에서 연속적으로 공급하였다. 그리고, 이러한 조건에서 5.5일 정도의 연속운전을 진행하는 동안 CO 44~48%, $H_2$ 20~21%, $CO_2$ 4~5% 조성의 석탄 합성가스를 $200Nm^3/h$ 안정적으로 제조할 수 있었다.

• Journal of the Korean Institute of Gas
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• v.10 no.3 s.32
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• pp.1-6
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• 2006

This paper presents the applicability of low caloric synthetic gas from coal gasification to a gas engine system and small sized generator. A commercial LPG engine is modified to use the low caloric synthetic gas from coal gasification as the gas engine fuel. The modification is focused on the fuel supplying system, which includes air flowrate adjusting orifice, gas mixer, vaporizer, preheater, regulators, and fuel tank. From the results of engine performance data, we have demonstrated that the engine modified by using the coal gasification gas is well operated from idle to wide open throttle conditions although the engine power is somewhat reduced relative to LPG fueled engine. And we have also demonstrated that the generator is well operated with various loads.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.05a
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• pp.76.2-76.2
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• 2011

석탄으로부터 합성석유를 생산하는 상용기술을 도입하여 건설하고 이와 더불어 원천기술 개발을 위한 국산화 기술 개발을 병행하여 향후 고유가 시대를 대비한 국가 에너지 안보 확립과 국내 기술 개발의 가속화를 추구해야 할 필요성이 대두되고 있다. 본 타당성 조사는 3종류의 석탄(호주 Wyong탄, 인도네시아 NTC탄, 인도네시아 KBB탄)으로부터 가스화에 의하여 합성석유스를 생산하는 공정에 대한 타당성 조사(Feasibility Study, FS)를 Class 5(하한 -50~-20%, 상한 30~100%)의 정확도로 수행하는 것을 내용으로 하고 있다. 플랜트의 규모는 합성석유 기준으로 20,000배럴/일이다. 플랜트의 건설을 위해서 광양제철소 슬래그처리장 내 12만평 부지에 조성 중인 포스코 SNG 생산공장 부지의 일부를 사용하는 것을 기준으로 하였다. 일반적으로 석탄의 종류에 따라서 가스화기의 종류 및 성능이 결정된다. 본 타당성 조사 연구에서 선정된 3종류의 석탄의 조성, 발열량, 회분 함량 등의 특성을 고려하여 각각의 석탄에 적합한 현존하는 상용급 가스화기를 선정하였다. 해당 석탄이 가스화기 종류에 따라 적절한 전처리 과정(건조, 분쇄, 슬러리화)을 거친 후 가스화기에 공급되는 것을 가정하여 석탄의 원소분석 조성, 발열량, 회분함량, 회분조성, 회 용융점 등의 변수에 따라서 각각 해당 가스화기에서 가스화되었을 때의 생성되는 합성가스의 조건을 시뮬레이션을 통하여 얻었다. 가스화기 시뮬레이션 결과를 토대로 합성석유 및 합성천연가스 생산을 위한 공정의 물질수지식 및 에너지수지식이 계산되었으며 이로부터 각 공정에서 발생되는 부생성물과 폐기물에 대한 양이 결정되고 이를 처리하는 방안 등도 제시되었다. 실증시설은 20,000배럴/일 규모의 CTL 및 전기 병산 시설이 적합하다. 더 큰 규모 공장은 투자비가 너무 커서 유가 또는 석탄가 변동에 따라 사업의 수익성이 크게 변하여 위험도가 큰 단점이 있기 때문이다. CTL 공장에 전기 병산이 추천되는 이유는 산소생산공장(APU), 압축 등 석탄전환공장에는 자체적인 전기수요가 막대하여 따로 스팀터빈용 발전소를 운영하므로 이를 효율적으로 대체하고자 하기 때문이다. 즉, 석탄가스화에 의해 기름을 최대한 만들고 미반응가스는 가스터빈 및 스팀터빈의 복합발전에 의해 고효율로 전기를 생산하면 최소의 비용으로 최대한 전기를 생산하여 자체소비 전력을 충당하고 남는 전기는 판매하여 수익률을 높일 수 있다.

• Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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• 1993.05a
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• pp.132-139
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• 1993

석탄가스화 공정과 복합발전 사이클을 결합한 IGCC 발전 시스템은 기존의 석탄연소 발전방식에 비해 열효율이나 공해배출 문제 등에서 월등히 우수한 특성을 가지므로 차세대 발전개념으로 크게 각광받고 있다. 이러한 이유로 선진공업국들은 70년대 석유 파동이래 IGCC 기술을 중점 개발하여 왔고, 머지않아 상업화에 도달할 전망이다. 국내적으로도 전기수요량의 급격한 증가와 엄격한 환경규제 등의 현실적 요인으로 인해 IGCC 발전에 관심이 집중되고 있으며, 이와 더불어 우리실정에 맞는 IGCC 공정기술의 개발이 시급한 실정이다.

• Journal of Energy Engineering
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• v.24 no.3
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• pp.150-163
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• 2015

Gasification technology is one of the representative next-generation fossil fuel utilization technologies, converting low grade fossil fuels such as coal, heavy residue oil, pet-coke into highly clean and efficient energy sources. Accordingly, related market demand for gasification technology is ever increasing steadily and rapidly. A few years ago, conventional pulverized coal utilization technology had an edge over the gasification technology but the most significant technical barrier of limited capacity and availability has been largely overcome nowadays. Futhermore, it will be more competitive in the future with the advancement of related technologies such as gas turbine, ion transfer membrane and so on. China has recently completed a commercialization-capable large-scale coal gasification technology for its domestic market expansion and foreign export, rapidly becoming a newcomer in the field and competing with existing US and EU technical leadership at comparable terms. Techno-economic aspect deserves intensive attention and steady R&D efforts need to continue in organized, considering that gasification technology is quite attractive combined with $CO_2$ capture process and coal to SNG plant is economically viable in Korea where natural gas is very expensive. In the present paper, recent technology development and commercialization trend of many leading companies with coal gasification expertise have been reviewed with significant portion of literature cited from the recently held '2014 Gasification Technology Conference'.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2008.05a
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• pp.356-359
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• 2008

본 연구는 국내 고유의 가스화기 모델 개발의 목적으로 진행되었으며 다종의 가스화기 형상을 제안하고 전산해석을 이용한 비교검토를 통하여 국내 고유의 가스화기 개념설계에 활용하고자 하였다. 우선 downflow형 가스화기 3종과 upflow형 가스화기 3종에 대한 형상을 제시하고 cold flow 해석을 통한 가스화기내 유동특성과 체류시간등을 비교하였다. 또한 고유모델로의 개발에 적합한 형상을 고려하여upflow형 2종 및 downflow형 1종 등 총 3종을 선택하여 가스화 반응을 포함시킨 hot flow 해석을 진행하고 온도분포, CO 및 $H_2$의 가스농도분포를 비교하였다. 검토 결과 기존에 연구되어왔던 석탄가스기 형태인 upflow형 가스화기 하부에 산소공급노즐을 설치하는 경우 기존에 확보된 기술을 적용함을 물론 슬랙화효율을 높이는데도 잇점이 있을 것으로 판단되었다.