• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제22권6호
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• pp.913-924
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• 2011

A steady-state analysis has been conducted to predict the behavior of the slag layer in the entrained-flow slagging coal gasifier. The analysis takes into consideration the composition dependent slag properties such as density, viscosity, heat capacity, thermal conductivity, and temperature of critical viscosity. The amount of added flux to the design coal and the variation of syngas temperature inside the gasifier have been adopted as calculation parameters. The predicted results are the local thickness of the molten and the solid slag layers, and the slag viscosity and the velocity distribution across the molten slag layer along the gasifier wall near the slag tap.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2008년도 추계학술대회 논문집
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• pp.234-237
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• 2008

분류층 가스화기에서 가스화기 운전 온도는 슬래그의 원활한 배출과 가스화기 성능 등에 영향을 미친다. 가스화기 운전온도는 또한, 석탄 및 산소 소비량에도 영향을 미쳐 궁극적으로는 가스화 플랜트의 주요 설비 용량을 결정하는 주요 요인중의 하나이다. 가스화기 운전 온도가 일정수준 이상으로 증가할 경우 냉가스 효율이 저하되고 가스화 성능에 약 영향을 미친다. 본 논문에서는 Coal 및 Flux 공급장치, 슬래그 배출장치 당의 구성을 설명하고 Flux 투입량에 따른 슬래그 Tcv, 가스화기 성능 등을 예측하였다. 또한, 300MW IGCC 실증 가스화플랜트 엔지니어링을 위한 예비단계로 석회석 투입에 따른 Flux 공급장치를 포함한 Feeding 설비 용량, 슬래그처리설비 용량, 가스화기 내부 및 출구 적정온도를 예측하였다.

• 청정기술
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• 제20권3호
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• pp.218-225
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• 2014

석탄의 가스화는 촉매 도입 시 온순 조건에서 가능하나, 석탄 내 회분에 의한 비활성화에 의해 반복적인 촉매 활용이 힘들다. 이에 본 연구에서는 삼화 원탄에서 회분을 제거하여 삼화 무회분탄(ash-free coal, AFC)을 제조한 후 가스화 반응성을 원탄과 비교하여 알아보았다. 우선 원탄을 대상으로 고정층 반응기에서 수증기 공급량, 공간 속도(space velocity), 온도 및 촉매를 변수로서 가스화 조건을 결정하였다. 고체상 혼합법으로 다양한 촉매 도입 시, 유동성을 갖는 $K_2CO_3$가 가장 높은 활성을 보였다. 무회분탄은 원탄보다 낮은 반응성을 보였으며, 이는 용매(1-methylnaphthalene, 1-MN)를 이용한 고온 추출 및 건조 공정 중에 소모된 산소 기능기 함량과 증가된 탄화도(carbonization)에 기인한다. $K_2CO_3$ 가 혼합된 무회분탄의 반응성은 급격히 증가하여 낮은 온도 ($700^{\circ}C$)에서도 높은 전환율을 보였다. 이때 $H_2/CO$와 $CO_2/CO$ 비율도 증가하는데, 이는 촉매에 의해 수성가스전환(water-gas shift) 반응이 활성화됨에 기인한다. 본 연구에서는 무회분탄의 저온 촉매 가스화 반응을 통해 석탄 가스화 공정의 경제성이 개선될 수 있음을 확인하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제47권6호
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• pp.710-714
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• 2009

본 연구에서는 석탄가스의 환원도와 석탄가스에 함유된 $H_2O/H_2S$ 농도변화에 따른 세 가지 종류의 아연계 탈황제의 반응성능을 회분식 유동층반응기에서 분석하였다. 가스화에서 생성되는 가스의 조성은 환원도가 각각 다른 KRW(Kellogg-Rust-Westinghouse) 공기이용 가스 조성, Shell 산소이용 가스 조성, 고등기술연구원의 가스 조성을 기준으로 모사가스를 이용하여 입구의 $H_2O$와 $H_2S$ 농도를 변화시켜 실험을 수행하였다. $H_2O$의 농도는 5부터 30%까지 $H_2S$의 농도는 0.5에서 2%로 변화시켜 탈황성능을 분석하였다. 실험 결과 $H_2O$의 농도가 증가할수록 탈황성능이 감소하고 입구의 $H_2S$ 농도가 증가할수록 탈황반응기 후단의 $H_2S$ 농도 역시 증가하였다. 모든 조건에서 환원도에 따른 탈황성능 변화는 없었으며 탈황성능은 최저 99.5%로 건식탈황제를 이용하여 99% 이상의 $H_2S$ 제거 성능을 보이는 것을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제25권7호
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• pp.895-904
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• 2001

Flow fields, temperature distributions, and particle trajectories in a 2-stage entrained-flow gasifier are calculated using a CFD code, FLUENT. Realizable k-$\xi$ model is used as a turbulent model. Because of swirling flow there appear recirculation regions near the burners. The characteristics of flow fields and temperature distributions in the gasifier are dependent on the swirl number of the system. Mean residence time of the particles in the reductor is inversely proportional to particle size, particle density and swirl number. As the swirl number is increasing, the particles injected from the combustor burners approach the wall near the combustor burners, which prevents the particles from entering the reductor and thus attatching the reductor wall. If the lower combustor burner angle is larger than the higher combustor burner angle for a given swirl number, the particles may move toward the reductor and cause ash/slag deposition problem.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 2003년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.545-550
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• 2003

한국에너지기술연구원에서는 국내에서 개발된 연소배가스 처리기술의 상용화를 위한 실증용 설비구축 사업이 2002년부터 2005년까지 4년 동안 정부의 지원으로 추진 중에 있다. 본 사업은 시간당 1.0톤의 석탄 연소가 가능한 순환 유동층 연소보일러 및 부대 장치를 이용하여, 10,000 Nm$^3$/hr의 연소 배가스를 공급할 수 있는 설비와 개방형 실험실을 구축함과 동시에 전문가 집단에 의한 기술지원체계를 확립하는 것이 최종 목표이다.(중략)

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 1994년도 춘계학술발표회 초록집
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• pp.28-38
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• 1994

분류층 가스화기 설계를 위한 일차연구로서 가스화기 이차공기 주입방법에 따른 비반응 난류장에 대한 수치해석을 검사체적에 기초한 유한차분방법을 이용하여 수행하였다. 압력과 속도의 연계문제는 SIMPLEC 알고리즘을, 레이놀즈 전단력은 k-$\varepsilon$ 난류모델을 사용하였다. 입자궤적 계산은 공기역학적 항력만을 고려하였으며 비선형적인 공기저항력에 의한 난류변동상관모델은 고려치 않았다. 이차공기 주입방법(parallel injection과 nonparallel 3$0^{\circ}C$ injection)에 따른 수치해석을 수행하여 Ar tracer의 질량분율에 대한 실험자료와 비교하여 만족할 만한 결과를 얻었으며 이차공기의 주입각 및 기타 제반변수에 따른 유동장 변화를 분석하였다.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2006년도 제33회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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• pp.36-41
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• 2006

A simplified model of plastic layer and internal gas pressure In a coke oven is presented. We calculate internal gas pressure using presented model. And results are compared with calculated results using experimental data. Results show the difference of internal gas pressure by coal composition. The model is used to show that the permeability at the resolidification end of the plastic layer is a key determinant of the magnitude of the internal gas pressure.

• 한국가스학회지
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• 제20권3호
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• pp.1-11
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• 2016

수압파쇄된 석탄층 메탄가스(coalbed methaen, CBM) 수평정의 생산거동을 예측하고 궁극가채매장량(estimated ultimate recovery, EUR)을 산출하기 위해 감퇴곡선분석, 유동영역분석, 유동물질평형분석을 활용하여 CBM 생산자료를 분석하였다. 가상의 생산자료를 발생시키기 위해 미국의 아팔라치안 분지(Appalachian basin)의 CBM 물성자료를 기반으로 저류층 모델을 구축하였다. 생산자료 분석 결과, 약 6~16년간 천이유동이 발생하였으며, 그 후에 경계지배 유동이 발생하였다. 천이유동 구간의 자료를 활용하여 생산자료 분석을 시행할 경우 예측된 생산자료와 가상의 생산자료 간의 큰 오차가 발생하였으며, 생산거동 예측이 불가함을 확인하였다. 경계지배유동의 생산자료 분석 결과, 1년 이상의 자료를 가지고 있을 때 EUR 오차율 5%이내에서 생산거동 예측이 가능한 것으로 확인되었다.

• 에너지공학
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• 제6권1호
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• pp.96-103
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• 1997

0.5~1.0톤/일 용량의 BSU급 분류층 가스화기에서 중국산 Datong탄에 대한 석탄가스화 특성실험을 하였다. 가스화기의 반응온도는 1300~155$0^{\circ}C$를 유지하였으며, 실험에 사용된 슬러리농도는 62.5wt% ($H_2O$/Coal=0.6)였다. 산소 및 슬러리는 버너에 주입되기전 예일을 실시하였으며 $O_2$/Coal의 공급비는 0.8~l.2를 유지하였다. 또한 슬러리의 점도를 낮추고 유동성을 향상시키기 위하여 첨가제로서 CWM 1002와 NaOH를 각각 0.3%와 0.05% 추가하였다. 석탄가스화 실험에서 측정된 생성기체는 주로 수소, 일산화탄소 및 이산화탄소로 구성되어 있으며 미량의 메탄도 생성되었다. 생성된 가스는 반응온도가 증가함에 따라 H$_2$와 CO의 생성량은 증가하는 반면 $CO_2$의 양은 감소하였다. 산소의 공급량이 증가함에 따라 $CO_2$의 생성량은 지속적으로 증가하고 CO 및 H$_2$의 생성량은 $O_2$/Coal의 비가 약 0.9에서 최대치를 나타낸 후 감소하였으며, 생성가스 발열량은 1700~2400 kcal/N㎥을 나타내었다.