• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2005년도 제17회 워크샵 및 추계학술대회
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• pp.414-422
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• 2005

유럽에서 RDF기술 확산 동향과 국가별 RDF사용 현황, 각국의 RDF품질표준 및 최근 유럽공통RDF품질표준화 추진현황을 소개하고 RDF사용처별 경제성분석 내용을 소개하였다. 소각로, 시멘트공장 및 석탄화력발전소에서 RDF를 사용할 경우에 열회수량은 시멘트공장이 다소 높게 나타났고 손익평가(cost benefit balance)는 석탄화력발전소가 가장 높게 나타났다. 국내에서 가동 중인 20MW급 순환유동층 석탄화력발전보일러에서 폐플라스틱고형연료(RPF)를 혼합연소하는 기술과 염화수소 및 다이옥신 측정내용을 소개하였다. 전염소량 0.4$\sim$0.6% RPF를 2.5%혼소 시 염화수소는 10ppmv 정도로 분석되었고 다이옥신은 0.003ng-TEQ/$Sm^3$으로 거의 검출이 되지 않았다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제40권1호
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• pp.31-37
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• 2016

최근 바이오매스와 석탄의 혼소 기술이 화력 발전의 주요한 연소 기술 중 하나로 떠오르고 있다. 그러나 혼소는 실제 발전용 보일러 적용시 많은 검증들을 필요로 한다. 본 연구에서는 바이오매스 혼소시 연소 특성을 알아보기 위해 열중량 분석기(Thermogravimetric analyzer, TGA)와 하향분류층 반응기(Drop tube furnace, DTF)를 사용하였으며, TGA의 TG/DTG 분석을 통한 반응성과 DTF를 이용한 UBC를 측정하여 연소 특성을 분석하였다. 특히 석탄과 바이오매스 혼소율(Biomass blending ratio) 및 바이오매스 입자 크기 변화에 따른 특성을 분석하였다. 그 결과, 바이오매스의 혼소율이 증가함에 따라 산소 부족으로 인한 반응 특성이 나타났으며, 이는 바이오매스가 가진 초기의 빠른 연소 특성 때문이다. 또한, 본 연구 결과를 통해 바이오매스의 최적 혼소 조건(UBC 발생량 기준)은 5%로 나타났으며, 산소 부화 조건은 바이오매스 혼소시 발생하는 산소 부족 현상을 저감시켜 미연분 상승을 완화시켜줄 수 있다.

• 에너지공학
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• 제21권1호
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• pp.68-74
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• 2012

국내 석탄화력발전소의 아역청탄과 역청탄의 혼소는 일반화되어 있으며 아역청탄의 비율이 무게 기준으로 50%가 넘는 경우도 있다. 저급탄인 아역청탄의 혼소 비율이 높아짐에 따라 연소 부산물인 비회에서 미연물질이 다량 발생하고 있으며 이는 콘크리트 혼화제로서의 비회 재활용을 가로막는 중요한 인자로 작용하고 있다. 본 연구에서는 아역청탄 혼소율이 높은 국내 500MW 표준 석탄화력발전소에서 미연물질이 포함된 비회를 입수하여 이에 대한 분석을 수행하였다. 이러한 미연물질은 석탄의 열분해 생성물인 검댕(soot)인 것으로 나타났으며 실제 석탄화력발전소에서 사용하고 있는 석탄과 혼탄의 성상 데이터와 CPD모델을 사용하여 혼탄별 검댕(soot)의 발생가능성을 분석하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.185.2-185.2
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• 2011

1900년대 이후 산업발전에 따른 인구의 도시 집중화로 인한 하수량 증가에 따라 하수슬러지 발생량이 점차 증가하게 되면서 하수슬러지 처리에 관한 문제 등이 제기되기 시작하였다. 국내의 경우 2003년 하수슬러지의 매립이 금지된 후, 발생슬러지 대부분을 해양투기 등을 통해 처리하여왔다. 2009년 기준으로 국내에서 발생되는 하수슬러지량과 처리 분포를 살펴보면 전국 433개소 하수처리장에서 1일 평균 8,295톤(3,028천톤/년)이 발생되고 있으며, 이 중 47%가 해양투기 되고 있는 실정이다. 그러나 해양투기마저도 런던협약'96의정서 가입으로 2012년부터 금지됨에 따라 국내에서는 슬러지처리 및 재활용 방안과 관련한 연구개발이 활발히 진행되고 있는 중이다. 하수슬러지 처리 및 재활용기술의 경우 다양한 공법 등이 개발 중에 있으나 설비의 불안정 및 높은 투자비 등으로 인해 아직까지 상용화 된 설비 등은 많지 않은 실정이다. 이에 따라 본 연구에서는 POSCO 건설에서 개발한 슬러지 연료화 기술을 통해 생산된 슬러지 탄을 석탄 화력발전소 등에 석탄 보조연료로 활용할 수 있는 방안을 강구하여 상용화 가능한 혼소 기술을 개발하고자 하였다. 슬러지탄(발열량 3.000kcal 이상)을 석탄 화력발전소 보일러에 일정 비율로 혼소하여 슬러지탄의 품질평가, 중금속 용출시험 및 함량분석, 잔재물의 중금속 용출시험 등을 실시하였으며, 그 결과 모든 시험항목에서 연료화 관련 법적기준을 만족하는 것으로 나타났다. 슬러지탄을 화력발전소에 혼소하여 사용할 경우, 2012년부터 시행예정인 RPS(Renewable Portfolio Standard)법 대응 및 석탄사용량 저감 등을 통한 $CO_2$ 저감으로 저탄소 녹색성장의 자원순환사회를 구축하는 데 이바지 할 것으로 판단된다.

• 한국가스학회지
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• 제19권6호
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• pp.28-33
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• 2015

2012년 7월부터 우리나라 천연가스 열량에 대한 기준이 기존의 표준열량제에서 열량범위제로 변경되면서 가정이나 산업체로 공급되는 가스 열량 변화가 가스기기 성능에 미치는 영향을 규명하고자 하는 노력이 이루어지고 있다. 특히 천연가스를 주 연료로 사용하는 열병합 발전용 엔진의 경우 이러한 열량 변화에 의해 엔진 성능 전반에 걸쳐 영향이 있을 것으로 예상된다. 따라서 이번 연구에서는 열량범위제를 고려한 CNG 열량 변화가 디젤-CNG 혼소엔진의 효율 및 연소특성에 미치는 영향에 대해 조사하였다. CNG 모사 연료의 발열량은 $10,400kcal/Nm^3$에서 $9,400kcal/Nm^3$까지 질소 가스를 CNG에 희석하는 방식으로 변경을 하였다. 우선 디젤연료의 분사시기와 혼소율을 80%로 고정한 조건에서 가스연료의 발열량 변화가 엔진 효율 및 출력 변화에 미치는 영향을 살펴보았으며, 열방출율 및 연소압력 등의 변화를 측정하였다. 실험 결과로부터 가스 열량이 낮아질수록 엔진 출력과 효율이 모두 감소함을 알 수 있었으며, 점화지연시간과 연소기간은 가스 열량 감소에 관계없이 일정하게 유지되는 반면 최대연소압력은 낮아짐을 볼 수 있었다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제26권4호
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• pp.369-376
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• 2015

Recently KEPCO, KOGAS and other institutions are jointly conducting an R&D for the development and demonstration of the power generation system based on a natural gas/diesel engine on an island. As a preliminary study, co-combustion in the dual fuel engine, which is expected to produce a few mega-watts of electricity, was modeled and calculated using computational fluid dynamics (CFD). The applied key assumptions are 2-dimensional axisymmetric, transient and static volume chemical reaction. Based on the selected blending ratio, which is the key operating condition, natural gas is substituted instead of diesel fuel (basis of high heating value). Results showed that as the blending ratio increases, the reaction rate of the combustion increases and thus maximum temperature is reached more rapidly. For the optimal performance, various geometric or operational studies will further be conducted.

• 한국표면공학회지
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• 제52권5호
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• pp.251-257
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• 2019

Fe-9Cr-2W steels were corroded at $600-800^{\circ}C$ for up to 100 hr in ($Na_2SO_4-K_2SO_4-Fe_2O_3$)-($CO_2-0.3%SO_2-6%O_2$) mixed gas. The poor condition samples formed thick oxide scales that consisted primarily of $Fe_2O_3$ as the major oxide and $Fe_3O_4$, FeO as the minor one through preferential oxidation of Fe. Fe-9Cr-2W steels corroded fast, forming thick and non-protective scale. The scale divided into the outer and inner layer, which consisted of the outer Fe-O layer and the inner (Fe,Cr)-O layer containing some (Fe,Cr)-S.

• 플랜트 저널
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• 제18권3호
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• pp.28-40
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• 2022

신재생에너지 발전 비중 확대가 예상됨에 따라 공공 발전사업자들은 바이오매스 혼소의 확대 시행을 적극적으로 검토해야 할 필요가 있다. 본 연구에서는 500MW 석탄화력에서 바이오매스 혼소율을 0wt.%에서 5.0wt.%까지 변화하며 미분기 주요 운전 특성을 측정하였다. 먼저, 목질계 바이오매스에 대한 구성성분 분석과 분쇄 특성을 알아보았고, 혼합연료의 부피 증가가 미분기 보울 압력 차이, 모터 전류, 이물질 처리횟수, 출구 온도, 내부 화재횟수에 미치는 영향을 분석하였다. 혼소율 증가에 따라 미분기 보울 압력 차이와 모터 전류, 이물질 처리횟수는 상승함을 확인하였고, 출구 온도는 상승 폭이 미미하였다. 내부 화재횟수는 명확한 상관관계를 찾기 힘드나, 다른 운전인자와 결합하여 발생할 가능성이 크다는 것을 확인하였다.

• 한국가스학회지
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• 제20권6호
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• pp.43-49
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• 2016

전 세계적인 천연가스 저열량화 추세에 따라 우리나라 천연가스 열량 기준이 기존의 표준 열량제에서 보다 유연한 열량범위제로 개선되었다. 이 같은 변화는 가정이나 산업체 전반에 걸쳐 가스기기 성능에 직접적인 영향을 미치기 때문에 이를 규명하고자 하는 연구가 필요하다. 특히 열병합 발전용 엔진으로 사용되는 디젤-CNG 혼소엔진의 경우 도시가스를 주 연료로 사용하기 때문에 발열량 변화는 발전 사업자의 수익성 확보와 연관되는 중요한 사안이다. 따라서 본 연구에서는 열량범위제 내에서 허용하는 CNG 발열량 변화가 디젤-CNG 혼소엔진의 배기특성에 주는 영향에 대해 조사하였다. 도시가스 발열량 변화를 모사하기 위해 열량 범위 상한선인 $10,400kcal/Nm^3$의 CNG 연료에 질소를 희석시켜 발열량을 $10,400kcal/Nm^3$에서 $9,400kcal/Nm^3$까지 변경하였다. 혼소율 80% 조건에서 디젤 연료 분사 시기는 16 CAD BTDC, 분사압력은 110 MPa로 고정하고 엔진회전수 및 토크는 1800 rpm/500 Nm으로 설정하여 시험을 수행하였다. 엔진시험 결과 발열량이 감소할수록 불완전연소가 증가하여 THC, $CH_4$ 및 CO 배출량은 증가하는 반면 NOx 배출량은 감소함을 확인하였다. 그리고 이 같은 결과를 바탕으로 배기 특성 변화에 대해 대응할 수 있는 방안에 대해 고찰하였다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제34권4호
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• pp.818-826
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• 2017

신 재생에너지 보급통계에 의하면 바이오매스 발전실적은 2013년 부터 급증하고 있으며 그 중에서 가장 급격하게 증가한 연료는 Wood pellet으로 2013년 696Gwh, 2014년 2,764Gwh, 2015년에는 2,512Gwh를 발전 하였고 국내 Wood pellet 총 소비량은 2015년 기준 148만톤이며 그 중 발전용으로 소비된 Wood pellet은 108만톤으로 약 73%를 차지하고 있다. 본 연구에서 Wood pellet 소요량을 예측한 결과 국내 발전용으로 필요한 Wood pellet 소요량은 2020년 261만톤, 2025년 685만톤, 2030년 1,139만톤이 필요하며, 최적 바이오매스 발전량 산정을 위하여 바이오매스 발전소에서 국내 생산 Wood pellet 사용량을 50% 사용한다는 가정하에 기 허가 신청된 발전소를 가동하기 위해서는 2021년 226만톤의 Wood pellet이 국내에서 생산되어야 한다는 결론이 도출 되었다.