• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.106.1-106.1
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• 2010

석탄가스화기술은 매장량이 풍부하여 안정적인 공급이 보장되는 석탄을 이용함과 동시에 환경오염물질 감소라는 사회적 요구조건을 충족시키면서 화학제품, 석탄-가스화, 석탄-디젤화, 연료전지, 복합발전 등 다양한 분야에 응용이 가능한 장점이 있다. 특히 석탄가스화복합기술(Intergrated Coal Gasification Combined Cycle, IGCC)은 석탄을 고온, 고압하에서 가스화시켜 일산화탄소(CO), 수소($H_2$)가 주성분인 합성가스를 제조, 정제 후 가스터빈 및 증기터빈을 복합으로 구동하여 전기를 생산하는 친환경 차세대 발전기술로 주목을 받고 있다. 현재 IGCC 기술은 세계적으로 볼 때 상용화단계에 있고, 우리나라의 경우 한국형 IGCC 기술의 확보를 위한 연구사업이 진행중에 있다. 본 연구는 IGCC 발전플랜트의 발전효율을 결정하는 가장 중요한 부분이라 할 수 있는 가스화반응기의 모델링 기술을 개발하는 목적으로 진행되었다. 본 연구에서는 석탄가스화 반응기에서 발생하는 석탄의 휘발화와 Char의 표면반응 그리고 기상에서의 가스화반응등의 현상을 전산유체역학(Computational Fluid Dynamics)을 이용하여 모델링하는 방법론이 연구되었다. 해석을 위한 형상은 해석에 소요되는 시간을 줄이고, 형상이 해석결과에 미치는 영향을 줄이고자 2차원으로 구성하였다. 해석을 위한 수학적모델으로는 난류모델, 가스화반응모델, Lagrangian particle tracking, Char reaction 등을 포함하였고, 해석을 위한 Solver는 Fluent를 이용하였다. 모델링결과에 의해 예측되는 합성가스의 조성을 상용급 IGCC 가스화기의 운전결과와 비교해 본 결과 본 연구에서 설정한 모델로 예측되는 온도 및 가스농도가 실험치와 유사하게 나타남을 알 수 있었고 이를 통하여 본 연구에서 설정한 모델링방법이 적절함을 알 수 있었다.

• Explosives and Blasting
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• v.21 no.1
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• pp.85-94
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• 2003

발파후에 2차연소 또는 폭발(이하, 2차연소라 한다. )이 일어났다는 사실은 폭약이 폭발후에 어떤 가연성가스가 발생하고 그 가연성가스가 잔존하는 폭발열 또는 기타의 점화원에 의해 연소되었음을 의미한다. 폭약이 폭발하였을 때, 발생 가능한 가연성물질은 유리탄소, 일산화탄소, 수소 등으로 추정할 수 있는데 실험결과에서는 가연성물질의 주성분이 수소인 것으로 나타났다. 본 연구에서는 에멀존계 함수폭약이 산소평형, 알루미늄함량, 알루미늄형태와 크기 그리고 포장지의 두께에 따라 수소가 발생되는 양을 가스크로마토그라피를 이용하여 측정하였다. 상기의 열거한 요인들은 모두 수소발생량과 관계가 있는데, 이중에서도 가장 중요한 요인은 산소평형과 알루미늄의 함량인 것으로 나타났다. 한 예로 알루미늄이 15%가 포함되고 산소평형이 -10인 에멀존계 함수폭약은 폭발후에 19.4%의 수소를 함유하고 있는 후가스를 발생시켰으며 이 가스를 포집하여 공기중에 방출시키면서 성냥불을 가까이 하였더니 연소가 되었다. 따라서 에너지를 높이기 위하여 알루미늄의 함량을 높이고 산소평형을 지나치게 마이너스로 설계한다면, 2차연소는 언제든지 발생할 가능성이 있다고 판단된다. 알루미늄의 함량을 가능한 적게, 산소평형을 가능한 0에 가깝게 설계해야 만이 2차연소 현상을 방지할 수 있을 것이며 ㄸ한 최적의 설계뿐만이 아니라 정확한 제조와 품질검사도 2차연소 현상을 방지하는데 중요한 몫을 할 것으로 판단된다.

• The Magazine for Energy Service Companies
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• s.41
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• pp.24-25
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• 2006

소형가스엔진 열병합전기의 국산화를 위해 에너지기술연구원과 공동으로 연구개발에 착수했던 보국전기공업(주) (대표 곽기영)이 마침내 국내최초 국산화에 성공했다. 이번 소형가스엔진 열병합발전기의 개발은 국내 열병합시장을 잠시하고 있는 수입품을 대체하고 국산화 시대를 여는 견인차 역할을 할 것으로 기대된다.

• The Magazine for Energy Service Companies
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• s.46
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• pp.64-65
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• 2007

고등기술연구원 플랜트엔지니어링센터에서는 10년이상 축적된 기반기술과 연구 설비를 환경 및 에너지 분야의 다양한 플랜트에 적용하고 있으며, 고부가가치 창출물 목표로 대기업 및 중소기업을 지원하고 있다. 석탄과 중질잔사유 등 다양한 원료의 가스화와 액화기술 개발 및 열분해/가스화 용융기술의 광범위한 적용을 통하여 생활/산업 폐기물을 환경에 적합하게 처리할 수 있는 공정기술 개발을 하고 있다. 또한 플랜트의 설계/건설/시운전까지 종합한 turn-key서비스를 제공하고 있다. 뿐만 아니라 차세대에너지원인 수소제조를 위한 고온 수전해 전극개발 및 지구온난화 가스를 저감하는 촉매와 공정기술계발, 환경에너지 분야에 대한중소기업 기술지원에도 중점을 두고 있다. 고온고압의 석탄가스화 연구로부터 축적된 가스화용융에 대한 기반기술을 하수슬러지 및 생활폐기물 처리에 성공적으로 적용하여,2003년 1뭘과 12월에 환경부 신기술을 각각 지정 받은 바 있다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.11a
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• pp.130.1-130.1
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• 2010

미국과 유럽에서는 이미 10여 년 전부터 250MW급 이상의 대용량 석탄IGCC 플랜트를 상업운전 하고 있으며, 일본과 중국을 비롯한 아시아에서도 대용량 플랜트를 시운전하고 있거나 건설 중에 있다. 한국에서는 제4차 전력수급계획에 의거 태안화력 부지 내에 300MW급 IGCC 플랜트 건설을 추진 중이며, 두산중공업은 '10년 상반기에 IGCC 가스화 플랜트에 대한 FEED 설계 (Front-Eng Engineering Design)를 완료하였다. 그 과정 중 설계조건에 의한 기본 엔지니어링 사항과 석탄 가스화 플랜트에 대한 성능예측 결과를 본 연구에서 소개한다. 가스화 플랜트의 엔지니어링은 가스화 블록과 가스정제 블록으로 구분하여 수행하였다. Process Data를 이용하여 PFD Development, P&ID Generation, Equipment Specification 개발, HAZOP 수행, Architecture Engineering 등의 순으로 FEED 설계를 진행하였다. BOD (Basis of Design)를 기준으로 운전조건별 Heat & Mass Balance와 Process Flow를 재검토하고 각 기기별 운전개념을 반영하여 P&ID를 개발하였다. 그리고 배관, 전기 및 제어에 대한 각종 Diagram 개발과 HSE (Health, Safety and Environment) 관련 설계를 수행하였다. IGCC 1호기의 엔지니어링 수행과 함께 Next 호기 자체설계 역량 확보를 위해 두산중공업은 'DIGITs'로 명명된 개념기본설계 Tool을 개발하고 있다. DIGITs는 공정모델링, 단위기기 개념설계, 공정구성 (Process Configuration) 및 종합 Database Package 형태로 구성된다. DIGITs에 의한 계산 결과 공정사 Process Data 기준시 가스화 블록 출구에서 Syngas HHV와 Syngas 현열은 각각 약 $636MW_{th}$와 약 $18MW_{th}$로, Plant 설계조건 $630MW_{th}$를 만족하는 것으로 예측되었다. 향후 DIGITs는 가스정제 블록 및 주변 BOP 설비 등과 연계한 종합 개념기본설계 Tool로써 개발 진행 중이다.

• Proceedings of the Korea Institute of Fire Science and Engineering Conference
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• 2012.04a
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• pp.349-352
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• 2012

본 연구에서는 주택화재가 발생할 경우, 건축용 외장재로부터 발생하는 유해성 가스를 분석하고자 주택화재재연실험을 수행하였다. 실험 방법으로는 스티로폼, 우레탄폼, 글라스울 소재의 샌드위치 패널을 대상으로 KS F 2271 규격을 이용한 실험용 생쥐의 생체반응을 실험하였으며, NES 713을 이용한 독성가스에 대한 분석을 실시하였다. 샌드위치패널에서 발생하는 대표적인 유해성 가스는 시안화수소와 일산화탄소이며, 그 중에서 가장 유독한 것은 시안화수소로서 2차 세계대전 당시 유대인 학살에 사용된 독가스인데 시안화수소를 사람이 흡인한 경우 750ppm 이상이면 즉사하며, 375ppm 이상이면 30분 내에 사망하는 것으로 알려져 있다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2011.05a
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• pp.77-78
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• 2011

저비용, 고효율, 안정적 수급이 가능한 전력 에너지원이 요구되면서 석탄이 새로운 에너지원으로 급부상하게 됨에 따라 차세대 친환경 석탄화력 발전기술인 IGCC (Integrated Gasification Combined Cycle) 발전 시스템 의 개발이 필요하게 되었다. 석탄가스화 공정(IGCC: integrated coal gasification combined cycle)은 석탄을 가스화한 후 이를 이용하여 복합발전소를 운전하는 발전기술로서 석탄을 고온, 고압아래에서 수소와 일산화탄소를 주성분으로 한 합성가스로 전환한 뒤 합성가스 중에 포함 된 분진과 황 화합물 등 유해물질을 제거하고 천연가스와 유사한 수준으로 정제하여 전기를 생산하는 친환경 발전 기술이다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2008.05a
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• pp.243-246
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• 2008

목질계 바이오매스 가스화 발전에 있어서는 가스화 가스중에 함유되어있는 타르를 가능한 한 가연성 가스로 전환하여 냉가스효율을 향상시키는 것 및 잔유하는 타르는 후단기기에 악영향을 초래할 우려가 있기 때문에 타르를 저감 제거하는 것이 바람직하다. 본 연구에서는 공기 수증기를 사용하여 타르개질 프로세스의 개선을 위해서 타르에서 가스성분으로의 전환에 관한 개질 실험을 실시하여 Wood chip 타르의 열분해 개질 생성물 거동에 대하여 검토하였다. Wood chip 열분해로 생성된 타르의 원소분석 및 $^1H$ NMR분석의 결과로 타르를 치환기를 가지지 않는 방향족, alkyl-기를 가지는 방향족, 산소 함유 방향족, 지방족의 4개로 분류하였다. 개질제에 의해 경질 타르, 중질 타르 모두 감소하였다. 개질 공기는 타르를 연소시키지만 그 속도는 가연성 가스와 경합하고 $900^{\circ}C$에서는 타르의 연소는 나타나지 않았다. alkyl-기를 가지는 방향족은 메탄과 치환기를 가지지 않는 방향족으로 전환되고, 치환기를 가지지 않는 방향족은 수소와 soot로 전환되고, 산소 함유 방향족은 일산화탄소와 치환기를 가지지 않는 방향족으로 전환되는 것을 알았다. 또한, 개질제에 의해alkyl-기를 가지는 방향족, 치환기를 가지지 않는 방향족, 산소 함유방향족 모두가 일산화탄소,이산화탄소로 전환되는 것을 알았다.

• Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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• 2003.05a
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• pp.497-502
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• 2003

청정석탄이용기술개발의(CCT : Clean Coal Technology) 일환으로 차세대 발전방식으로 유력시되고 있는 기술인 석탄가스화발전기술(IGCC), 석탄가스화 연료전지(IGFC)등에서 고온건식탈황은 필수요소기술이다. 고온건식탈황기술의 핵심기술은 탈황제개발고 공정기술개발로 나누어 볼 수 있다. 탈황제개발은 국내고유 탈황제개발 연구가 진행 중에 있고 유동층과 고속유동층에 적합한 탈황제를 kg단위로 성형하여 공정개발에서 반응특성 실험을 하였다.(중략)

• LP가스
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• s.105
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• pp.43-50
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• 2006

연료로서의 DME 디메틸에테르(화학식 CH -O-CH ,DME)는 당초 가정용 캔 스프레이 등 분사 약제인 프레온의 대체 물질로 사용되기 시작했다. 그 후 양호한 압축 착화성이나 무연 연소하는 성질을 가지는 등 디젤 엔진의 연로로서 LP 가스와 동등한 증기압을 가져 LP가스의 대체연료로서 현재 전 세계에서 활발히 연구개발이 이뤄지고 있다. DME의 재료는 천연가스, 석탄, 바이오매스 등 다양한 자원에서 제조가 가능한데 이들로부터 합성가스(CO,H )를 추출.합성해 제조한다. 이것은 경제규모에 미달하는 부존자원의 유효한 이용이나 자원의 다양화에도 연결되기 때문에 차세대 연료로서 주목받고 있다. 천연가스로부터 저가로 대량 생산이 가능한 직적법이나 메탄올을 탈수해 제조하는 간접법 등 제조 기술도 확립되어 있다.