• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2018년도 제58차 하계학술대회논문집 26권2호
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• pp.51-52
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• 2018

화력발전용 순환유동층 보일러는 환경오염의 주요인인 질소산화물(NOx)과 황산화물(SOx)의 배출량이 적은 친환경 화력발전용 보일러로 화력발전 업계에서 각광받고 있는 추세이다. 그러나 순환유동층 보일러의 연료인 유동매체는 미분탄과 같이 작지만 단단한 고체이므로 유동매체의 타격으로 인해 워터월(waterwall) 튜브의 마모는 물론 누설까지 야기할 수 있다. 순환유동층 보일러 튜브에서 누설된 증기는 보일러 내부에 클링커(Clinker)를 발생시키고 이는 순환유동층 보일러 튜브 표면에 응고되어 열전도율을 감소시킬 뿐만 아니라 보일러 운전정지의 원인이 된다. 따라서 본 논문에서는 음향방출 센서를 이용하여 화력발전용 순환유동층 보일러 튜브의 누설 위치를 추정하는 방법을 제안한다. 제안 방법에서는 매질의 분자단위 이동에 의해 발생되는 탄성파를 감지할 수 있는 음향방출 센서를 이용하고, 보일러 워터월 튜브의 멤브레인 용접부와 비용접부(seamless)의 감쇠율을 고려한 위치별 센서 감도 추정 알고리즘을 통해 워터월 튜브의 위치별 진폭 크기를 히트맵으로 표현할 수 있다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제22권5호
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• pp.119-126
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• 2018

최근 화력발전소에서는 순환유동층 연소방식의 발전소가 증가하는 추세이다. 순환유동층 보일러애시는 탈황 효과를 위해 석회석을 첨가함에 따라 애시 중에 포함되는 CaO, $SO_3$성분이 증가하여 일반적인 플라이애시 보다 free-CaO 함량이 높다. 또한 순환유동층 보일러애시는 기존의 플라이애시와 다르게 자기수경성 특성과, 높은 free-CaO함량에 의해 물과 만나면 높은 반응성을 갖는다. 본 연구는 순환유동층 보일러애시의 자기수경성 특성을 이용하여, 시멘트를 대체할 수 있는 비소성 결합재로써 활용 가능성에 대해 분석하였다. 순환유동층 보일러 애시의 함량에 따른 역학적 및 수화특성에 대해 검토하였다. 또한 석고의 종류 및 함유량에 따른 순환유동층 보일러애시 활용 비소성 결합재에 대한 압축강도 및 미세구조에 미치는 영향을 분석하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.207.2-207.2
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• 2010

자원자원의 절약과 재활용 촉진에 관한 법률에 폐기물 고형연료에 관한 조항 등 폐기물 고형연료에 관한 제반 규정이 도임된 2006년 이후 폐기물 고형연료 에너지화에 대한 관심이 크게 대두되고 정부 및 산업계의 사업추진이 활발하게 진행되어 오고 있다. 본 연구는 국내에서 최초로 RDF를 전용으로 연소하는 pilot plant급 순환유동층 보일러를 제작 건설하고 RDF 연료를 연소하여 성능특성과 운전특성을 연구 분석한 것이다. 연구 과정에서 8ton/h급 순환유동층 보일러를 독자적으로 설계하고 건설하였으며, 건설 전 과정을 연구진이 감리하고 관리하였다. 보일러의 스팀사양은 $450^{\circ}C$와 38ata로 하였다. 또한 시운전 및 정상운전을 위한 운전체계를 자체적으로 수립하였다. 설치된 보일러는 장시간의 운전과 반복 실험을 통해 상용 규모 보일러의 설계 자료를 확보하였다. 운전특성을 파악하기 위하여 국내에서 생산되는 RPF와 RDF 각 일종을 입수하여 연소실험을 수행하고 그 특성 자료를 비교하였다. 폐기물 고형연료는 순환유동층 보일러에서 뛰어난 연소 특성을 나타내었으며 배연특성도 양호하였다. 성형된 RDF는 장기간의 운전에서도 안정적인 연소특성을 나타내었다. 다만 HCl의 배출 특성은 환경 규제치를 넘어 섰으며 별도의 배가스 처리기술을 적용하여 환경기준을 맞출 수 있었다. 본 연구 결과를 토대로 60ton/h급 상용규모 RDF 전용 순환유동층 보일러를 설계하였다. 보일러의 용량은 10MWe 발전과 12ton/h 증기 공급에 적합한 규모로 산업체나 지역난방용 열병합 보일러에 적합한 사양이다.

• 플랜트 저널
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• 제14권2호
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• pp.33-38
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• 2018

본 연구에서는 순환유동층보일러의 베드가 과열되어 층 물질의 소결이 발생하고 노 내 유동물질에 의해 보일러튜브가 마모 되는 것을 최소화하기 위하여, 노 하부 베드의 층 물질량 조정을 통한 베드 온도 변화를 실험적으로 연구하였다. 실험은 300MW급 순환유동층보일러인 여수화력 2호기를 대상으로 하였으며 터빈출력, 석탄소비량, 공기량 등을 고정한 상태에서 층 물질 양을 감소시켜 베드 압력을 설계값 4.5KPa에서 2.5KPa까지 감소시켰다. 결론적으로 층 물질 양을 적정하게 줄이면 베드 온도가 저하 되나, 지속적으로 저하되지 않는 것을 확인 하였으며, 베드 압력 3.0KPa, 즉 베드 물질량 110 톤을 변곡점으로 하여 베드 온도는 상승하기 시작하였다. 층 물질량이 충분히 많은 상태에서, 층 물질량이 감소되면 베드 온도는 저하되며, 층 물질량이 적정량 보다 적으면 노 내 유동물질의 순환량 감소로 베드 온도는 상승함을 알 수 있었다. 또한 유동층보일러에서 베드 온도 변화는 단순히 층 물질의 양 뿐만 아니라, 보일러 용량 및 연료의 성상 등에 따라 변화 추이가 매우 다양하게 나타난다는 것을 알 수 있었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.186.2-186.2
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• 2011

RDF 연료의 열이용은 2003 폐플라스틱 고형연료 사용에 관한 고시가 나온이후 생산과 이용이 꾸준히 증가하는 추세이며 최근에는 원주, 대구, 부산 등 각 지역의 RDF 생산시설 구축 및 열병합 보일러 건설사업의 추진으로 더욱 활발하게 진행되고 있다. 본 연구는 순환유동층 시범 연소로에서 RDF를 전용으로 연소하여 그 연소특성을 고찰하고 상용 보일러 설계를 위한 연소자료를 축적하는 데 있다. 본 연구는 실험을 위하여 자체로 건설한 순환유동층 보일러에서 수행하였다. 연소 연구에서는 연소특성과 더불어, 환경기술과 연소로의 부식방지에 관한 기술을 고찰하였다. 보일러의 스팀사양은 $300^{\circ}C$와 15ata 이상으로 하였다. 설치된 보일러는 장시간의 운전과 반복 실험을 통해 상용 규모 보일러의 설계에 적용할 연소자료를 확보하였다. 또한 연료특성을 파악하기 위하여 국내에서 생산되는 RPF와 RDF 각 일종을 입수하여 성분을 분석하고 그 특성 자료를 비교하였다. RDF는 순환유동층 보일러에서 뛰어난 연소 효율을 나타내었으며 배연특성도 연소하는 동안 일정하게 배출되었다. 온도나 압력등 연소 변수는 RDF는 연소실험 동한 안정적인 값을 나타내었다. 대부분의 배연물질은 환경기준을 충족할 수 있었다. 다만 HCl의 배출 특성은 환경 규제치를 넘어 섰으며 별도의 배가스 처리기술을 적용하여 환경기준을 맞출 수 있었다.

• 자원리싸이클링
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• 제15권1호
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• pp.58-65
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• 2006

폐플라스틱과 건조 슬러지를 원료로 제조한 RDF (Refused Plastic Fuel)를 순환유동층 보일러에서 연소 하는 새로운 개념의 기술이 개발 중이다. 연소시험을 통해 RDF의 연소특성과 배연특성을 연구하여 설계 자료를 확보하였다. 연소성은 양호하였으며 중요한 공해물질인 HCl 발생은 150ppm 미만으로 나타났다. 기존의 석탄용 순환유동층 보일러와 RDF 전용 순환유동층 보일러의 차이점을 분석하고 순환유동층 RDF 전용 보일러 공정의 개념 설계를 수행하였다.

• 한국자원리싸이클링학회:학술대회논문집
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• 한국자원리싸이클링학회 2005년도 추계정기총회 및 제26회 학술발표대회 고분자리싸이클링기술 특별심포지엄
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• pp.124-134
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• 2005

폐플라스틱과 건조 슬러지를 원료로 제조한 RDF (Refused Plastic Fuel)를 순환유동층 보일러에서 연소 하는 새로운 개념의 기술이 개발 중이다. 연소시험을 통해 RDF의 연소특성과 배연특성을 연구하여 설계 자료를 확보하였다. 연소성은 양호하였으며 중요한 공해물질인 HCl 발생은 150ppm 미만으로 나타났다. 기존의 석탄용 순환유동층 보일러와 RDF 전용 순환유동층 보일러의 차이점을 분석하고 순환유동층 RDF 전용 보일러 공정의 개념 설계를 수행하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제57권6호
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• pp.853-860
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• 2019

나날이 엄격해지는 환경 규제를 만족시키기 위하여, 고체 입자를 유체처럼 이용하는 순산소 순환유동층 및 초초임계 순환유동층 발전 기술이 전세계에서 개발되고 있다. 순환유동층 발전 공정들에서 미세먼지, 산성비의 주범으로 알려진 황산화물을 저감하는 전통적인 방법은 황산화물과 반응하는 석회석을 보일러 내에 직접 주입하는 것이다. 그러나 보일러 내에 주입된 석회석은 다양한 조업 변수들(온도, 압력, 고체 순환속도, 층밀도, 체류시간 등)의 영향을 받아 탈황 성능이 지속적으로 변화하게 된다. 이에 본 연구에서는 기존에 발표된 탈황 반응 속도식과 순환유동층의 수력학적 특성식들을 결합하여 순환유동층 보일러에서 석회석과 순환유동층 운전 특성들만으로 탈황 효율을 예측하는 식을 개발하였다. 특히 다양한 국내 석회석들의 탈황 반응들로부터 얻어진 실험 결과들을 이용하여 탈황 효율 예측식을 개선하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제22권5호
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• pp.127-132
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• 2018

순환유동층 보일러애시(CFBC ash)는 매년 발생량이 증가하고 있으며, 대부분 활용성이 제한되어 매립, 폐기되고 있는 실정이다. 순환유동층 보일러애시의 화학조성 주성분은 $SiO_2$, CaO, $CaSO_4$로써, 물과 반응하여 시멘트와 유사한 자기수경성을 가지고 있다. 본 연구에서는 순환유동층 보일러애시의 자기수경성을 활용하여, 폴리머 혼입 보수 모르타르를 개발하기 위한 최적배합을 도출하고자 하였다. 폴리머 혼입 보수 보르타르 개발을 위해 순차적으로 3 Case의 배합을 설정하고 기초 물성을 확인하였다. 그 결과, 순환유동층 보일러애시에 실리카흄 10% 혼입과 폴리머 1.0% 혼입, 팽창재 3.5% 혼입에서 최적의 결과를 얻을 수 있었다.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 1999년도 추계 학술발표회 논문집
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• pp.57-60
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• 1999

순환유동층 보일러는 연소로 (상승관: riser)내에 공기를 고속으로 주입하여 비말동반되는 고체입자를 사이클론에서 포집 하여 재주입하는 유동층을 이르는 것으로, 난류유동층(turbulent fluidized bed), 고속유동층(fast fluidized bed) 그리고 희박상 유동(dilute phase flow) 영역에서 조업이 이루어진다. 순환유동층은 비교적 높은 기체 유속에서 조업이 이루어지기 때문에 고체입자의 혼합 및 비산 그리고 재순환이 격렬하게 이루어지고, 기-고체간 접촉효율 및 전열계수가 높아 전체적인 처리량 및 효율이 좋은 장점을 가지고 있다.(중략)