• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 1994년도 춘계학술발표회 초록집
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• pp.39-46
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• 1994

석탄이용공정에서 처음단계로 일어나는 열분해단계에 대한 석탄등급(Rank)의 영향을 고찰키 위해 Thermogravimetry/Mass Spectrometry 장치를 고안하여 실험하였다. 미국 아르곤국립연구소의 8개 표준석탄에 대하여 실험한 결과, 석탄내 각 성분들에 따라 석탄등급의 영향이 크게 차이남을 발견하였다. 따라서, 석탄내 각 성분들의 kinetic 변수들은 석탄등급에 무관하다는 기존의 가정은 석탄열분해반응의 상세모사시 적용할 수 없음이 실험적으로 확인되었다.

• 공업화학
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• 제28권3호
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• pp.313-317
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• 2017

지속적인 에너지 수요의 증가로 인하여 저등급 석탄이 새로운 에너지 자원으로서 인정받고 있다. 그러나 저등급 석탄의 높은 수분 함량으로 인하여 저등급 석탄의 이용 효율은 기존의 석탄 이용 플랜트들에서 이용하기에 부족하다. 따라서 저등급 석탄의 수분 함량을 낮추는 건조 공정이 요구되고 있다. 비록 다양한 건조 실험들이 진행되었으나, 고압조건에서의 건조 특성은 크게 연구되지 않았다. 이에 본 연구에서는 높은 수분 함량을 지닌 저등급 석탄(수분 함량: 21.5 wt%)의 급속 건조 특성을 가압 마이크로 상승관을 이용하여 고찰하였다. 압력(1-40 bar), 건조 온도($200-600^{\circ}C$), 마이크로 상승관 길이(2-6 m) 등의 운전 조건 변화에 따른 저등급 석탄의 건조 특성을 분석하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제46권3호
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• pp.443-450
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• 2008

고유가 대응방안으로 저등급 석탄의 효과적인 활용기술에 대해 고찰하였다. 현재 산업체에서 사용하는 석탄 중에 갈탄과 아역청탄이 저등급 석탄에 속하며 매장량이 풍부하고 세계적으로 고르게 분포되어 있지만 높은 수분 함량과 자연발화 가능성으로 인해 활용이 많이 되지 않고 있다. 본 논문에서는 저등급 석탄으로부터 화학적 정제기술을 이용하여 초청정석탄을 제조하는 기술에 대하여 고찰하였다. 회분 제거기술인 UCC 공정과 가연성분 추출기술인 Hyper Coal 공정을 비교하였다. 회분 제거기술인 UCC(Ultra Clean Coal) 공정은 Hyper Coal 공정에 비해 단순하다는 장점이 있지만 생성물의 회분 농도가 0.1% 이상으로 높다. 가연성분 추출 기술인 Hyper Coal 공정은 용매추출과 이온제거공정 등 구성은 복잡하지만 회분이 200ppm 이하로 생성된다. 초청정석탄은 오일과 동일 등급의 초 청정연료로써 산업용 석유를 대체하고 장기적으로는 IGCC와 IGFC, 그리고 차세대 고도연소기술의 연료로 활용될 수 있을 것이다.

• 에너지공학
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• 제23권2호
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• pp.1-6
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• 2014

저등급석탄을 효율적으로 활용하기 위한 고품위화 기술에 대한 연구를 수행하였다. 저등급석탄을 건조시켜 고발열량 석탄으로 제조하는 과정에서 자연발화에 대한 안정화를 위해 중질유를 분무 코팅하는 방법을 적용하였다. 수분 30wt% 이상의 저등급석탄을 고품위화하여 6,000 kcal/kg 이상의 고발열량 석탄을 제조하였으며, 중질유 분무 코팅을 통해 자연발화에 대한 안정성을 확인하였다. 중질유 분무 코팅의 방법은 석탄을 건조시킨 후 분무 코팅하는 것이 가장 적절한 것으로 나타났으며, 자연발화에 대한 충분한 안정성을 갖기 위해서는 중질유를 2wt% 이상 석탄 표면에 흡착시켜야 하는 것으로 나타 났다.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2014년도 제49회 KOSCO SYMPOSIUM 초록집
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• pp.47-49
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• 2014

발전소에서 설계 규격을 벗어나는 저등급 석탄을 사용하기 시작하면서, 보일러에서의 연소특성을 예측하기 어려운 다양한 성질의 석탄이 들어오게 되어 각종 연소 문제가 증가하고 있다. 이 중 약 점결 특성을 가지는 저등급 석탄의 사용은 대형 클링커로 인한 보일러 하부의 튜브 손상 사고, 재열증기온도 상승으로 인한 출력감발 등의 문제를 발생시켰다. 또한 현재 개발 중인 무회분석탄 역시 점결 특성을 가지고 있는 것으로 알려져 있어 보일러 내부의 다양한 문제를 일으킬 것으로 예상되고 있다. 발전소에서는 강점결탄 수입 규제를 위해 CSN(Crucible Swelling Number)를 이용하여 제철용으로 사용되는 강점결 석탄의 도입을 규제해왔으나, 발전소 운영에 악 영향을 미치는 약 점결탄에 대한 규제 및 대응으로는 그 효과가 미미한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 석탄의 점결 특성 중 팽창 특성을 분석할 수 있는 Microdilatometer와 TGA를 이용한 연소반응성 분석을 통해 석탄의 점결 특성이 연소반응성에 미치는 영향을 분석하였다.

• 청정기술
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• 제20권3호
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• pp.321-329
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• 2014

본 연구에서는 고수분 저등급 석탄을 저수분 석탄으로 만들기 위하여 실험실 규모의 회분식 스팀 유동층 건조기를 사용하여 수분이 약 26%함유된 인도네시아산 저등급 석탄을 5% 이하로 건조하였다. 일반적으로 이산화탄소 포집 및 저장기술(carbon capture and storage, CCS)은 $CO_2$를 재생하는 공정에서 $100{\sim}150^{\circ}C$의 스팀과 $CO_2$혼합가스를 배출한다. 이때 배출되는 가스의 열을 사용하여 저등급 석탄을 건조하는 것이 본 연구의 최종 목적이다. 이를 위하여 본 연구에서는 건조의 열원으로 스팀을 사용하고, 유동화 가스는 $CO_2$를 사용하여 저등급 석탄을 건조하였다. 연구에 사용한 스팀의 유량은 0.3~1.1 kg/hr, 온도는 $100~130^{\circ}C$, 석탄의 층높이는 9~25 cm로 변화시켰다. 건조 후 석탄의 특성 변화는 공업분석, 발열량분석 그리고 입자크기 분석을 통하여 확인하였다. 변수 실험을 수행한 결과 원탄의 건조속도는 스팀의 유량과 온도가 증가함에 따라 증가하였고, 층높이가 감소할수록 건조속도가 증가하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제53권2호
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• pp.231-235
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• 2015

저등급석탄을 건조하고 무결합제로 성형하는 경우에 대한 조건별 특성 연구를 수행하였다. 인도네시아 산 두 종류의 저등급석탄을 전기오븐에서 건조시킨 후 성형에 사용하였으며, 석탄의 수분별, 입도별, 성형압력별, 보관일수별로 압축강도를 측정하여 성형특성을 비교하였다. 석탄의 수분별로는 10~15 wt%에서 가장 높은 강도를 나타내었으며, 석탄의 종류에 따라 가장 높은 강도를 갖는 수분 함량의 차이가 있었다. 석탄의 입도는 적을수록 높은 강도를 나타내며 입도가 증가할수록 수렴하는 경향을 나타내었다. 성형압력이 높아질수록 성형 강도가 높게 나타났으나, 약 300 kN 이상에서는 크게 차이를 보이지 않았다. 보관일수별로는 약 일주일 동안 강도가 급격히 감소한 후 수렴하는 경향을 보였다. 이상의 결과는 저등급석탄의 산지에서 고품위화시킨 석탄을 국내 반입하는 경우에 대한 성형석탄 제조 및 관리의 지침으로 활용될 수 있다.

• 에너지공학
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• 제12권3호
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• pp.231-240
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• 2003

국내 발전용으로 수입되는 5개 석탄 촤의 이산화탄소 가스화 반응성을 전압력 0.5∼2.0 MPa, 반응온도 850∼100$0^{\circ}C$의 범위에서 가압열중량분석기를 사용하여 고찰하였다. 석탄 등급, 촤의 초기 물성, 그리고 압력이 반응속도에 미치는 영향을 평가하였다. 낮은 등급의 석탄 촤의 반응성이 높은 등급의 석탄 촤보다 좋았으며 이는 촤의 기공구조와 반응 표면적의 항으로 설명되었다. 기공특성 데이터중 대/중간 기공이 반응성에 미치는 영향이 켰으며 이는 반응가스가 촤 표면적으로 확산하는 통로를 제공하기 때문인 것으로 보인다. $CO_2$ 분압 0.18∼0.495 MPa 범위에서 촤의 반응속도는 분압에 비례하였으며 반응 차수는 약 0.4∼0.7의 범위에 있었다. 반응속도에 대한 전압력의 영향은 작은 것으로 나타났으며 미반응핵 모델에 근거한 5개 촤의 반응성 지수를 구하였다.

• 청정기술
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• 제19권4호
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• pp.469-475
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• 2013

본 연구에서는 팜 잔사유를 이용하여 고품위화된 저등급 석탄의 건조 안정화 특성을 알아보았다. 인도네시아 저등급 석탄인 에코탄을 사용하였고, 팜지방산증류물(palm fatty acid distillate, PFAD)을 혼합시킨 후 $107^{\circ}C$ 질소분위기에서 건조하였으며 그 후에 안정화 특성을 평가하였다. 교차점온도(crossing-point temperature, CPT) 측정을 통해 자연발화 경향을 확인하였으며, 저온산화 실험을 통해 $CO_2$, CO 가스 배출량은 건조석탄보다 고품위 석탄이 감소하는 것을 확인하였다. 수분 재흡착 실험을 통해 고품위 석탄이 대기방치와 항온항습 분위기에서 수분 재흡착이 줄어드는 것을 확인하였다. 고품위화된 석탄은 PFAD의 표면코팅을 통해 안정화 되며, 함량이 증가할수록 안정화도가 높아졌다.

• 청정기술
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• 제19권1호
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• pp.38-43
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• 2013

저등급 석탄의 건조 후 안정화하기 위한 방법으로 탄화수소의 기상흡착에 대한 연구를 수행하였다. 밀폐된 5 L의 데시케이터 용기에 건조 석탄과 안정화제를 넣고 주어진 온도에서 일정 시간 동안 유지시킨 후 석탄의 표면 특성과 자연발화 경향을 살펴보았다. 기상흡착 후 건조 석탄의 표면적은 미세기공을 중심으로 감소하였다. 흡착시간과 온도가 증가할수록 안정화 석탄의 자연발화 경향은 감소하는 것으로 나타났다. 안정화제의 종류에 따른 자연발화 경향은 큰 차이를 보이지 않았다. 분석 결과에 의하면 석탄의 0.5 wt% 이하인 소량 흡착으로 안정화 효과를 나타내는 것이 확인되었으며, 저온에서 기상흡착에 의한 안정화 현상은 저분자량의 탄화수소 흡착에 의한 것으로 나타났다.