• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제20권4호
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• pp.352-359
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• 2009

KEPRI is developing a Korean type coal-gasification system and the scale is 20 ton/day. Prior to this pilot plant, a 1 ton/day class gasification system will be used for pre-testing of several coal types. This paper introduces the configuration and design conditions of this 1 ton/day class system, presenting the gas/coal ratio, oxygen/coal ratio, cold gas efficiency, CFD analysis of gasifier, and others. The existing combustion furnace for residual oil was retrofitted as a coal gasifier and a vertical and down-flow type burner was manufactured. Ash removal is carried out through a water quencher and a scrubber following the quencher, and the sulfur is removed by adsorption in the activated carbon tower. The gas produced from the gasifier is burned at the flare stack. In this paper, the results of design conditions and initial operation conditions of I ton/day gasification system are compared together.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제21권5호
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• pp.470-477
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• 2010

The IGCC (Integrated gasification combined cycle) is known for one of the highest efficiency and the lowest emitting coal fueled power generating technologies. As the core technology of this system is the gasifier to make the efficiency and the continuous operation time increase, the research about different coal's gasification has been conducted. Our research group had set-up the coal gasifier for the pilot test to study the effect of different coals-Shenhua and Adaro coal- on gasification characteristics. Gasification conditions like temperature and pressure were controlled at a fixed condition and coal feed rate was also controlled 30 kg/h to retain the constant experimental condition. Through this study we found effects of coal composition and $O_2$/coal ratio on the cold gas efficiency, carbon conversion rate. The compounds of coal like carbon and ash make the performance of gasifier change. And carbon conversion rate was decreased with reduced $O_2$/coal ratio. The optical $O_2$/coal ratio is 0.8 for the highest cold gas efficiency approximately. At those operating conditions, the higher coal has the C/H ratio, the lower syn-gas has the $H_2$/CO ratio.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.113.1-113.1
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• 2010

IGCC(Integrated Coal Gasification and Combined Cycle) plants can be among the most advanced and environmental systems for electric energy generation from various feed stocks and is becoming more and more popular in new power generation fields. In this work, the performance of IGCC plants employing Shell gasification technology and a GE 7FB gas turbine engine was simulated using IPSEpro open-equation modeling environment for different operating conditions. Performance analyses and comparisons of all operating cases were performed based on the design cases. Discussions were focused on gas composition, syngas production rate and overall performance. The validation of key steady-state performance values calculated from the process models were compared with values from the provided heat and material balances for Shell coal gasification technology. The key values included in the validation included the inlet coal flow rate; the mass flow rate, heating value, and composition of major gas species (CO, H2, CH4, H2O, CO2, H2S, N2, Ar) for the syngas exiting the gasifier island; and the HP and MP steam flows exiting the gasifier island.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.78.2-78.2
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• 2011

To achieve the required higher efficiency and lower emission performance, Korea's 300 MW IGCC RDD&D (Research Development, Demonstration and Dissemination) project was launched in December 2006 under the leadership of the Korea Electric Power Corporation (KEPCO), with the support of the Korea Ministry of Knowledge Economy. Our research group, KEPCO Research Institute had set-up the a coal gasifier for the pilot test and conducted many experiments for parametric study in this project. Our group focused visualization of pulverized coal injection pattern in the gasifier. Through this study we found that two types of coal burners having different oxygen supply angles can be a source changing gasification condition like temperature.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제21권5호
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• pp.442-451
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• 2010

This paper describes the calculation method to obtain the product composition of coal pyrolysis at high pressure and high temperature. The products of coal pyrolysis should be determined for the coal gasifier simulation, and this is the first step of the coal gasifier simulation. The pyrolysis product distribution greatly affects the coal gasifier efficiency such as carbon conversion, cold gas efficiency and the syngas composition at the outlet of the gasifier. The present calculation method is based on the coal ultimate/proximate analysis and several correlations among gasifier pressure, coal properties and pyrolysis products. The calculated products for 5 coals have been compared with those from the commercial pyrolysis model.

• 에너지공학
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• 제24권3호
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• pp.150-163
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• 2015

가스화 기술은 석탄, 중질잔사유, 펫코크, 등의 저급 화석연료를 고효율 및 고청정으로 활용할 수 있는 대표적인 차세대 화석연료 활용기술로서 관련 시장은 지속적으로 그리고 급속도로 팽창하고 있다. 수년전만 하더라도 기존 미분탄 활용 기술에 비하여 대용량화 및 이용률 등의 한계가 지적되어 왔으나 최근에는 이러한 한계들이 대부분 극복되고 있으며, 미래에는 가스터빈 또는 산소제조를 위한 이온전달 멤브레인 등의 관련 기술의 지속적인 발전으로 인하여 보다 경쟁력이 있는 기술이 될 것으로 예상된다. 초기에는 미국과 유럽에서 기술 개발 및 시장을 주도하여 왔으며 최근에는 중국이 매우 빠른 속도로 대용량화 기술 개발을 완료하여 자국에서 시장 확대 및 외국으로의 진출을 노리고 있다. 특히 석탄가스화 기술은 이산화탄소 포집 기술을 포함할 경우 매우 매력적인 기술이며, 우리나라와 같이 천연가스 가격이 비싼 나라에서는 석탄가스화에 의한 천연가스 생산 플랜트가 지금도 충분한 경제성을 가진다는 점 등을 고려하면 석탄가스화 기술은 지속적으로 관심을 가져야 하는 기술이다. 이에 본고에서는 가스화 기술에 관한 세계 최대의 컨퍼런스인 2014 가스화 기술 컨퍼런스에서의 자료와 최신 자료들을 활용하여 주요 기술 보유 업체들의 최근의 기술개발 및 상업화 동향을 살펴보았다.

• 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.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.698-698
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• 2009

화력발전이 많은 비중을 차지하는 전력생산 산업은 온실가스($CO_2$)의 최대 배출 원으로 알려져 있으며 증가하는 전력 수요 뿐 만 아니라 다가오는 기후변화협약에 대응하기 위하여 $CO_2$ 회수 및 공정 개선에 관한 연구가 많이 수행되고 있다. 특히 현재 연구되고 있는 전력분야의 대표적인 $CO_2$ 회수기술은 연소 후 포집(Post-combustion capture), 순산소 연소(Oxy-fuel combustion), 연소전 탈탄소화(Pre-combustion) 3가지로 구분된다. 이중 연소전 탈탄소화 기술은 석탄가스화복합발전(IGCC) 기술과 연계하여 $CO_2$를 회수할 수 있는 방법으로 가스화 된 석탄가스에 Water-Gas Shift 반응과, $CO_2$ 분리로 얻어진 탈 탄소 연료를 통해서 전력을 생산한다. 이 기술의 핵심은 생성된 $CO_2/H_2$ 복합가스로부터 $CO_2$를 분리하는 공정으로 차세대 회수 기술로는 Membrance Reactor, SOFC, Oxygen Ion Transfer Membrane(OTM), 그리고 가스 하이드레이트가 있다. 이중 가스 하이드레이트는 $CO_2$의 회수 뿐 만 아니라 처리 기술에도 적용 가능하지만 우리나라에는 이에 관한 기술이 전무한 형편이다. 본 연구에서는 가스 하이드레이트 형성원리를 이용하여 정온 정압 조건에서 $CO_2/H_2$ 하이드레이트를 제조하였으며 특히, 하이드레이트 형성 촉진제인 THF(Tetrahydrofuran)를 첨가하여 THF 농도에 따른 상평형 및 속도론 실험을 수행 하였다. 이러한 연구는 연소전 탄소화 기술에서의 $CO_2$ 회수 분리에 대한 핵심 연구임과 동시에 탄소배출권 규제에 실질적인 기여를 할 수 있을 것으로 사료된다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제32권2호
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• pp.133-140
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• 2008

A reduced chemical kinetic mechanism is developed in order to predict the flame phenomena in premixed $CO/H_2/Air$ flames at atmospheric pressure, aimed at studying the coal gas combustion for the IGCC applications. The reduced mechanism is systematically derived from a full chemical kinetic mechanism involving 11 reacting species and 66 elementary reactions. This mechanism consists of four global steps, and is capable of explicitly calculating the concentration of 7 non-steady species and implicitly predicting the concentration of 3 steady state species. The fuel blend contains two fuels with distinct thermochemical properties, whose contribution to the radical pool in the flame is different. The flame speeds predicted by the reduced mechanism are in good agreement with those by the full mechanism and experimental results. In addition, the concentration profiles of species and temperature are also in good agreement with those by the full mechanism.

• 자원리싸이클링
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• 제25권5호
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• pp.14-27
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• 2016

청정석탄기술 중 하나인 석탄가스화 복합발전기술의 이론적 고찰 및 주요단위공정에 사용되는 고온건식 탈황제의 연구 및 기술개발 동향을 조사하였다. 고온건식 탈황제 개발의 중요한 요소는 반응성, 내구성 및 내마모성에 있으며, 탈황제 종류는 칼슘계, 아연계, 망간계, 철계, 구리계 등이 있다. 현재 고온건식 탈황제의 경우 선진국을 중심으로 아연계 탈황제 제조기술이 가장 상용화 단계에 있으며, 국내에서도 다양한 지지체를 사용하여 가격이 저렴하고 성능이 우수한 아연계 및 비아연계 고온건식 탈황제의 상용화를 위한 연구개발이 진행 중에 있다.