• 제목/요약/키워드: 석탄기

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석탄가스 정제를 위한 safety filter 제작용 내식 합금의 평가 (Evaluaton of Corrosion-resistant Alloys for Safety Metal Filter of IGCC System)

  • 박영철;최주홍
    • 에너지공학
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    • 제10권2호
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    • pp.132-139
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    • 2001
  • 석탄가스화 복합발전의 집진 공정에 사용하기 위한 금속제 safety filter의 재질 선정을 위하여 황화수소 가스 분위기에서 합금강의 부식 특성을 규명하였다. 사용 합금강은 SUS 310, SUS 316, Inconel 600과 Hastelloy X이다. 전기로 내에 설치된 지름 50mm의 qualtz 튜브 반응기에서 부식실험이 행하여졌다. 40$0^{\circ}C$부터 $700^{\circ}C$까지의 등은 조건에서 실험이 행하여졌고, 분위기 가스의 영향을 보기 위하여 H$_2$S 가스를 함유한 $N_2$(dry), $N_2$(saturation), $CO_2$(dry), 그리고 석탄가스 분위기에서 실험하였다. 부식 생성물을 파악하기 위하여 X-ray 회절기와 주사전자현미경 분석이 함께 이루어졌다. 1.7% H$_2$S, $600^{\circ}C$ 이하 온도 조건에서는 니켈계 내식강 중 Hastelloy X와 철계 내식강 중 SUS 310 등 고크롬 합금강이 IGCC 용 필터 소재 금속으로서 높은 내부식성을 나타내었다. 0.3%~4.99% 황화수소 농도 범위에서 황화수소 농도 변화에 따라서 SUS 310의 경우 3~237mg/d$m^2$.day, Inconel 600의 경우 4~660mg/d$m^2$.day로 부식속도는 크게 증가되었다. 50$0^{\circ}C$, 석탄가스 분위기에서 부식속도는 SUS 310은 45mg/d$m^2$.day, SUS 316은 110mg/d$m^2$.day, Inconel 600은 576mg/d$m^2$.day, 그리고 Hastelloy X 는 140mg/d$m^2$.day로서 합금강 시편 중 SUS 310 합금강이 가장 우수한 내식성을 나타내었다. 부식 표면에는 황화니켈, 황화철 피막이 형성되었다.

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습식 석탄 가스화 장치에서 버너노즐에 따른 미립화 특성 (Atomization characteristics of burner nozzle for entrained flow gasifier)

  • 라호원;이재구;최영찬;윤상준;손영일;홍재창
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.353-355
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    • 2008
  • 최근 석탄 가스화 기술은 화석연료인 석탄을 기존의 공해물질 발생을 90%이상 줄이면서 고효율로 활용할 수 있는 방법으로 각광받고 있다. 본 연구는 습식 석탄 가스화기에서 가스화의 핵심적인 요소인 버너의 분무 관계 분야에 대한 분무 특성 및 무화성능을 높일 수 있는 분무기의 구조 및 운전 조건 등을 제시 할 목적으로 분무 시 내부를 관찰 할 수 있는 아크릴을 이용하여 내부 혼합식 버너를 제작하였다. 미립화 특성을 파악하기 위하여 $O_2$/Fuel Ratio 및 버너의 내부 혼합 방식, 분사각도, 각 분사 높이에 따른 미립화 특성을 관찰하였으며, 입도 분석은 심파텍사의 입도 분석기를 이용하여 측정하였다. 내부 혼합식 버너의 입도는 분사 각도와 $O_2$/Fuel Ratio에 따라서 변화하는 경향을 나타냈으며, 공급되어지는 Fuel은 석탄 슬러리와 물을 이용하여 각각의 입도를 측정하였다. slurry의 공급량이 고정된 상태에서 산소 공급량이 증가함에 따라 미립화도는 증가하는 경향을 나타내었으며, 슬러리 공급량과 산소 공급량이 동일한 경우 버너의 분사 각도에 따라 미립화도가 다르게 나타나는 특성을 관찰하였다.

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토양중 석탄회(石炭灰) 시용이 수수의 생육에 미치는 영향 (Effects of Fly Ash Application to Soil on Growth of Sorghum)

  • 김재정
    • 한국토양비료학회지
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    • 제28권4호
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    • pp.334-339
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    • 1995
  • 석탄회의 농업적 활용 방안을 모색하기 위하여 포트에 수수를 재배하였다. 토양은 무연탄회와 유연탄회로 각각 0, 6, 12, 18, 24% 처리되었다. 생육시기중 초장과 줄기의 마디수는 무처리 보다 석탄회처리에서 그리고, 무연탄회보다 유연탄회처리에서 효과가 더 좋았다. 석탄회처리는 24%까지 수수의 생육에 좋은 영향을 미쳤다. 성숙기의 고엽화(枯葉化)율은 석탄회처리에서 현저히 심하였고 석탄회의 농도가 증가할수록 그 율이 증대되었다. 줄기와 잎을 포함한 전수확량은 무처리보다 석탄회처리에서 그리고, 무연탄회보다 유연탄회처리에서 더 높았다. 알곡수량은 무처리보다 석탄회처리에서 그리고, 무연탄회보다 유연탄회처리에서 효과가 더 좋았다. 일반적으로 석탄회처리는 12%까지 수량이 증가되었다. 수수 생육은 pH가 높은 토양에서 왕성하므로 유연탄회 처리는 권장될 수 있다.

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석탄회(石炭灰)(Fly ash) 시용(施用)이 배추의 수량(收量) 및 토양특성(土壤特性)에 미치는 영향(影響) (Effect of Fly Ash on the Yield of Chinese Cabbage and Chemical Properties of Soil)

  • 김복진;백준호;김영석
    • 한국토양비료학회지
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    • 제30권2호
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    • pp.161-167
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    • 1997
  • 석탄 화력발전소에서 생산되는 석탄회를 비료자원 및 토양 개량제로 활용하기 위한 기초자료를 얻기 위해서 배추를 공시작물로 하여 석탄회(유연탄회, 무연탄회)를 수준별(5%, 10%, 15%)로 시용하고 배추의 생육 및 수량, 식물체중 무기성분 함량, 토양의 이화학적 성질에 미치는 영향 등을 조사한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 석탄회의 화학적 조성은 알칼리성 물질로서 규소와 알루미늄을 75%($SiO_2$:50.3-54.7%, $Al_2O_3$:21.9-25.3%)이상 함유하고 있어 규산염광물과 유사한 특성을 지니며, 작물생육에 필요한 여러 가지 다량원소(인산, 가리, 석회, 고토) 및 미량원소(붕소, 동, 아연, 철, 망간)를 함유하고 있었으며, 인산, 석회, 고토 등은 유연탄회에서, 가리, 붕소 함량등은 무연탄회에서 높았다. 2. 배추의 생체수량은 무시용구인 대조구보다 석탄회 시용으로 유의한 수량 증가를 보였으며, 석탄회 종류별로 볼 때 유연탄회는 최고 시용수준인 15%, 무연탄회는 시용수준 10%에서 최고수량을 보였으나 유연탄회 및 무연탄회 공히 시용수준간에는 유의한 수량차이가 없었다. 3. 수확기 식물체중 대부분의 무기성분 함량은 석탄회 시용으로 감소하였으나, 붕소 함량만은 증가하였다. 석탄회 종류별로 보면 유연탄회 시용량에 따라 질소, 인산, 석회 등이, 무연탄회의 경우에는 질소, 인산 등이 증가하였다. 4. 토양중 무기성분 함량은 대조구에 비해 유연탄회 시용으로 토양의 pH와 인산, 석회, 고토, 아연, 동 및 붕소 함량이, 무연탄회 시용은 토양의 pH와 인산 및 붕소 함량이 높은것으로 보아 토양산도의 교정효과와 함께 이들 성분에 대한 잔효가 기대된다. 5. 수확기 식물체중 크롬, 카드뮴, 납 등의 함량과 시험후 토양중 카드뮴 함량은 유연탄회나 무연탄회의 시용에 관계없이 흔적으로 나타났으나, 크롬 및 납 등의 함량은 유연탄회 및 무연탄회 모두 미량으로 함유되어 있었다.

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습식 가스화 장치에서 버너 형태에 따른 가스화 특성 (Gasification characteristics of entrained flow gasifier)

  • 라호원;이재구;최영찬;윤상준;손영일;홍재창
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2008년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.250-253
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    • 2008
  • 최근 석탄 가스화 기술은 화석연료인 석탄을 기존의 공해물질 발생을 90%이상 줄이면서 고효율로 활용할 수 있는 방법으로 각광받고 있다. 본 연구는 당 센터에서 보유하고 있는 습식 석탄 가스화기의 성능 향상을 위하여 버너의 형태에 따른 미립화 특성을 파악하였으며, 가스화기의 버너로 적용하여 가스화 특성 실험을 실시하였다. 미립화 특성을 파악하기 위하여 개발되어진 3가지 형태의 버너를 Cold Test장치를 이용하여 $O_2$/Fuel Ratio 및 버너의 내부 혼합 방식, 분사각도에 따른 미립화 특성을 관찰하였으며, 입도 분석은 심파텍사의 입도 분석기를 이용하여 측정하였다. 실험 결과 이중혼합식 버너가 미립화 특성이 가장 우수하게 나타났으며, 외부혼합식 버너와 환형 버너의 경우 비슷한 미립화 특성을 나타내었다. 가스화기에 적용하여 실험한 결과 미립화 특성이 우수하게 나타나는 경우 가스화 특성 또한 우수하게 나타남을 확인하였다.

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시설재배논에 석탄회,석고,패각시용이 토양화학성과 배추의 생육에 미치는 영향 (Effects of Fly Ash,Gypsum,and Shell on the Chemical Properties of Soil and Growth of Chinese Cabbage in Plastic Film Housed Paddy)

  • 하호성;강위금;이협;이용복
    • 한국환경농학회지
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    • 제17권1호
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    • pp.65-69
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    • 1998
  • 토양반응이 산성이고 칼슘함량이 낮은 식양질 논에서 토양개량제인 석탄회와 석고, 패각을 석탄회80, 패각4, 석탄회56+석고24, 석탄회40+석고24+패각0.8톤/ha 시용하여 시설 봄배추를 재배했을 때, 이들의 토양개량 및 작물중수 효과를 검토하였다. 전반적으로 석탄회,석고,패각 시용은 토양화학성을 개선하였다. 개량제 중 석탄회 단용구에서는 토양의 산도중화능이 우수하였고 유효인산과 치환성 칼리 및 붕소의 증가와 아연의 감소가 뚜렷하였다. 석탄회+석고+패각 혼용구에서는 토양산도의 중화와 함께 마그네슘의 증가와 철, 망간의 감소가 뚜렷하였다. 배추 수확기 토양에서의 세균수/진균수와 (세균수+방선균수)/진균수 비는 석탄회 단용구에서 가장 높았다. 그리고, 개량제시용에 따른 배추의 생육은 초기에만 알카리장해로 부진하였고 중기 이후에는 대조구와 달리 칼슘결핍 없이 증수된 경향이었다. 처리별 증수효과는 대조구 수량 135.3t/ha을 기준으로 석탄회+석고+패각 혼용구에서 23%, 석탄회+석고 혼용구에서 21%, 석탄회 단용구에서 19%, 패각 단용구에서 18%였다. 수확된 배추체내 N, P, K, Ca, Mg, Fe, Mn, Zn, B, 환원당, 비타민-C는 석탄회 단용구와 석탄회+석고+패각 혼용구에서 높았다.

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Experimental Study on Oil Separation from Fry-dried Low-rank Coal

  • Ohm, Tea-In;Chae, Jong-Seong;Lim, Jae-Ho;Moon, Seung-Hyun
    • 청정기술
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    • 제19권1호
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    • pp.30-37
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    • 2013
  • 본 연구에서는 함수율 32.3 wt%인 저등급 석탄을 유중증발 건조한 후 고속 원심분리 장치에서 기름을 분리하여 연료 특성을 분석하였으며, 유중증발 건조시간이 6, 10분일 때 석탄의 함수율은 각각 5.0, 4.2 wt%까지 감소하였다. 유중증발 건조 후 석탄의 고위발열량은 11,442.0 kJ/kg-wet에서 27,816.0 kJ/kg-wet로 증가하였다. 유중증발 건조한 석탄을 상온에서 원심분리장치로 기름을 분리한 석탄의 기름 함량은 15.0 wt%이나 건조 석탄을 80, 100, $120^{\circ}C$로 재가열하여 기름을 원심분리하면 각각 9.7, 9.3, 8.5 wt%로 줄어들었으며 석탄 직경별 기름 함량차이는 미약하였다. 원심분리 장치에서 회수한 기름은 유중증발 건조용 기름으로 재사용한다. 저등급 석탄을 대상으로 열중량분석(thermogravimetric analysis, TGA)을 수행한 결과, 건조 후 $120^{\circ}C$로 재가열한 석탄은 석탄입자 크기에 따른 무게변화는 거의 없었으며 이것은 원심분리 장치 성능이 석탄입자의 크기에는 영향을 받지 않기 때문이다. 또한, 미분열중량 분석(derivative thermogravimetry, DTG)을 수행한 결과에 의하면 원시료 석탄은 $400^{\circ}C$에서 휘발분이 가스화되면서 피크가 나타났고 유중증발 건조한 석탄의 경우 $350^{\circ}C$에서 1차 피크, $400^{\circ}C$에서 2차 피크가 발생하였다. 1차 피크는 유중증발 건조과정 중에 석탄내부의 수분과 치환된 기름 때문으로 사료되었다. 또한, $80^{\circ}C$, $100^{\circ}C$, $120^{\circ}C$로 재가열하여 기름을 분리한 석탄시료들의 피크가 기름을 분리하지 않은 석탄의 피크보다 작은 것은 원심분리 장치에 의해 기름이 일정량 분리되었기 때문이다.

석탄가스에 함유된 $H_2O/H_2S$ 농도가 유동층반응기에서 아연계 건식탈황제의 성능에 미치는 영향 (The Effect of $H_2O/H_2S$ Concentration in the Coal Gas on the Desulfurization Performance of Zn-Based Sorbents in a Fluidized-Bed Reactor)

  • 박영철;조성호;진경태;이승용;이창근
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.871-872
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    • 2009
  • 본 연구에서는 석탄가스에 함유된 $H_2O/H_2S$ 농도변화에 따른 세가지 종류의 아연계 탈황제의 반응성능을 회분식 유동층반응기에서 분석하였다. 가스화에서 생성되는 가스의 조성은 모사가스를 이용하여 입구의 $H_2O$$H_2S$ 농도를 변화시켜 실험을 수행하였다. $H_2O$의 농도는 5%부터 30%까지 $H_2S$의 농도는 0.5%에서 2%로 변화시켜 탈황성능을 분석하였다. 실험 결과 $H_2O$의 농도가 증가할수록 탈황성능이 감소하였다. 입구의 $H_2S$ 농도가 증가할수록 탈황반응기 후단의 $H_2S$ 농도 역시 증가하였으나, 탈황성능은 최저 99.5%로 건식탈황제를 이용하여 99% 이상의 $H_2S$ 제거 성능을 보이는 것을 확인하였다.

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철산화 박테리아 Thiobacillus ferrooxidans를 이용한 충전탑 반응기에서의 석탄의 생물학적 탈황 (Microbial Desulfurization of Coal by Iron-Oxidizing Bacteria Thiobacillus ferrooxidans in packed beds)

  • 류희욱
    • KSBB Journal
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    • 제14권1호
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    • pp.124-130
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    • 1999
  • 아적장에서의 석탄의 탈황 가능성을 조사하기 위하여 Thiobacllus ferrooxidans를 이용한 탈황특성을 연구하였다. 배지의 배수를 고려할 때 야적장에서 미생물 탈황공정을 적용하기 위해서는 석탄입자 크기가 1mm 이상이어야 하고, 균일한 입자분포가 요구됨을 확인하였다. 1~2mm의 입자층과 2~4mm의 입자층에서의 약 70일 동안에 24%와 42%의 pyrite를 제거할 수 있었다. 두 석탄 입자층의 탈황속도는 각락 248mg S/kg coal.day (5,638mg S/kg pyritic-S.day)와 803mg S/kg coal.day(6,805mg S/kg pyritic-S,day)로 현탁배양의 약 15~25%로 낮았다. 석탄층에 액체배지를 순환하지 않고 단지 T.ferrooxidans의 접종만으로도 석탄의 표층부에서는 탈황이 가능하였다. 석탄을 야적장 등에 장기간 보관하는 동안에 고유황 석탄으로부터 미생물 탈황공정을 응용하여 부분적인 pyritic sulfur의 제거가 가능한 것을 알 수 있었다.

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석탄 물성에 따른 직접탄소 연료전지의 전기화학 반응 특성 연구 (A Study on the Effect of Coal Properties on the Electrochemical Reactions in the Direct Carbon Fuel Cell System)

  • 안성율;엄성용;이영훈;문철언;성연모;최경민;김덕줄
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제36권10호
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    • pp.1033-1041
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    • 2012
  • 본 논문에서는 석탄의 물리적 화학적 구조에 의한 직접탄소 연료전지 내부의 전기화학 반응 특성의 변화에 대하여 연구하였다. 석탄의 구조, 표면적 및 기공체적, 작용기의 분포 등을 분석하기 위하여 다양한 분석 기법(TGA, XRD, BET, XPS)을 사용하였다. 석탄 내부에 존재하는 탄소의 강력한 결정구조는 연료의 비표면적 및 기공크기를 축소시켜 고 전류밀도 영역에서 급격한 포텐셜의 감소를 초래한다. 표면에 분포하는 작용기는 저전류 밀도 영역에서의 전기화학 반응에 영향을 미치며, 제한 전류밀도 및 최대 전력밀도는 전체 탄소의 양과 밀접한 상관관계를 가지고 있다는 것을 확인할 수 있었다. 전해질의 물질전달 향상 및 작동온도에 의한 영향도 논하였다.