• 에너지공학
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• 제3권2호
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• pp.130-150
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• 1994

Coal-water mixture(CWM) fuel has attracted much attention as a substitute fuel for oil by which high economics and short-term commercialization might be realized in comparison with other coal conversion technologies. There are many factors that affect the CWM combustibility, such as the physical properties of CWM, the performance of atomizer and burner, operating conditions, capacity and load of the boiler, etc. Particularly, atomization quality is extremely critical to achieving acceptable carbon conversion efficiency of CWM fuel and maintaining the flame stability, because the coal particles in the CWM droplets burn as agglomerates. This paper presents the R&D results about the CWM atomization characteristics, including the significance of CWM atomization the R&D results about the CWM atomization characteristics, including the significance of CWM atomization quality, the atomization and combustion mechanism, the type of CWM atomizer, size and size distribution of CWM droplets and some factors that influence the atomization performance.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.78.1-78.1
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• 2011

분포지역과 매장량이 한정되어 있는 석유에 비하여 석탄은 가채년수가 길고 세계 전역에 널리 분포되어 있으므로 향후 안정적인 에너지 공급으로 각광받고 있다. 석탄을 이용하여 CWM을 제조하는 기술은 석유에 비하여 저장, 수송, 분진 비산등의 문제점을 개선하여 위하여 1980년대부터 석탄 물 혼 합연료(Coal-Water Mixture)의 기술개발을 위한 연구가 진행되었다. 이는 미분탄(유연탄)에 30%정도의 물과 약간의 첨가제를 혼합하여 유체화하여 수송성은 액체연료와 같고 연소성은 석탄의 성상을 갖는 특징을 가지게 된다. 본 연구에서는 당센터에서 보유하고 있는 습식 분류층 가스화장치에 적용하기 위한 CWM(Coal Water Mixture)제조 특성을 연구하였다. 습식 석탄 가스화기에 사용되는 CWM은 미분되어진 석탄과 물, 첨가제를 일정비율로 혼합하여 사용하게 된다. 이때 공급되어지는 미분의 입도와 분쇄 형태에 따른 입자 형태, 입자의 분포에 따라서 CWM의 특성이 각각 다르게 나타나게 된다. 이때 만들어진 CWM의 농도와 점도 특성에 따라서 버너의 성능 및 가스화기 운전 조건등에 많은 영향을 미치게 된다. 습식 석탄 가스화에 적용된 예정인 대상탄을 대상으로 하여 석탄분쇄 형태에 따른 CWM의 제조 특성을 실험하였다.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 1998년도 추계 학술발표회 논문집
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• pp.84-89
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• 1998

• 산업공학
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• 제4권2호
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• pp.67-72
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• 1991

CWM(Coal Water Mixture) is a mixed fuel that consists of coal, water and additives. The main advantages of CWM are reducing the oil consumption and the air pollution materials such as flyash, dirt, and $SO_x$. This paper presented a case study for the economic feasibility analysis of changing an existing coal-oil power plant to a CWM power plant. The economic analysis of changing a coal-oil power plant to a CWM power plant was based on the total annual incremental costs of two power plants. We found that this project was economically and environmentally acceptable.

• 대한기계학회논문집
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• 제14권5호
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• pp.1211-1221
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• 1990

본 연구에서는 CWM을 이류체 미립화기(twin-fluid atomizer)로 미립화 시켜 미립화에 크게 영향을 미치는 인자들로 믿어지는 공기분사압력, 부하도(loading), 미 분탄의 크기 그리고 CWM 방울 채집위치의 변화가 CWM 방울크기 분포와 CWM 방울안 미 분탄 존재유무에 미치는 영향을 연구의 목적으로 하였다.

• 유변학
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• 제10권3호
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• pp.131-136
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• 1998

아역청탄을 이용하여 제조된 CWM(Coal-Water Mixture)연료의 유변학적 특성을 측 정함으로써 음이온 계면활성제 Temol-N, 안정제 Xanthan 및 전해질 등의 첨가제에 대한 성능을 평가하고 최적첨가조성을 결정하였다. 계면확성제의 흡착으로 인해 석탄입자는 음전 하를 띠게 되었고 표면에 전기이중층이 생성되었다. 전기 이중층의 전기적 반발력이 입자의 응집을 막았고 CWA 슬러리의 점도를 감소시켰다. 또한 Xanthan과 NaOH의 첨가로 인해 분산안정성 및 침강안정성이 향상되는 것을 관찰하였다. CWM에서 석탄입자가 차지하는 부 피비를 무게비로 전환하여 표현하고 분산계에서 입자의 부피비에 따른 점도변화를 예측하는 실험식인 Krieger-Dougherty 식과 Frankel-Acrivos 식에 적용하였다. 점도 실험값을 가지 고 식의 변수들을 결정해 본결과 CWM이 나타내는 점도의 석탄함량에 따른 변화를 위 식 들이 비교적 정확시 나타내 주는 것을 확인하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.115.2-115.2
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• 2010

최근 유가 상승 및 에너지 확보, 경질 원유 생산량 및 부존량 감소로 인하여 대체 석유자원의 개발에 대한 연구 및 관심이 급증하고 있다. 기존의 연소 방식이 아닌 연료를 청정 가스로 전환하여 이용하는 가스화 기술 개발이 진행되고 있다. 석탄은 매장량이 세계적으로 풍부 할뿐만 아니라, 지역적으로도 편재되어 있지 않은 에너지원인 석탄을 활용하는 새로운 발전기술로 환경보전성이 우수하며, 효율이 기존의 발전 시스템보다 뛰어난 에너지 이용기술로 각광받는 분야이다. 석탄 슬러리는 분쇄한 석탄을 믹서를 사용하여 소량의 계면활성제를 첨가하여 제조한다. CWM 제조용 석탄은 대체로 고유수분 5%이하, 회분 10%이하의 석탄이 추천되고 있으며, 수분이나 회분량, 산소함량, 입자의 세공율이 증가할수록 고농도화에 불리한 것으로 나타나고 있다. 연료적 가치를 향상시키기 위해서는 물의 함량을 적게, 즉 석탄의 농도를 증가시키는 것이 중요하다. 일반적인 CWM 규격으로는 석탄농도 65% 이상이 바람직한 것으로 보고되고 있다. 석탄가스화에 연료로 사용되는 CWM의 연료성상 및 미립화 정도, 제조 조건 등에 따라 많은 차이가 발생한다. 본 실험에서는 1.0T/D급 습식 분류층가스화기에서 이용할 CWM의 제조를 위하여 소형 믹서를 이용하여 석탄의 농도에 따른 점도 변화와 석탄의 분쇄입자 크기에 따른 점도 변화, 계면활성제와 첨가제의 농도에 따른 점도 특성을 실험하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제16권10호
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• pp.1908-1914
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• 1992

본 연구에서는 수용액의 경우에서 마찰저항 감소용 고분자로 큰 효과가 있는 것으로 알려진 Polyacrylamid와 Polyethylene oxide 두 종류의 고분자를 CWM에 첨가하 여 수송할때 이들 고분자의 기계적 퇴화가 마찰저항 감소현상을 나타내는 CWM의 유동 에 미치는 영향과 그 퇴화 경향을 비교하고 CWM의 수송에 적합한 마찰저항 감소용 고 분자를 선정하여 고분자의 퇴화에 따른 유동의 영향을 고찰하는 것을 목적으로 하고 있다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제24권3호
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• pp.402-410
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• 2000

As the combustion process of CWM consists of the water evaporation, the release and combustion of volatile matter, and the combustion of char for every particle, it is more complex than that of existent liquid fuel. Though the many studies on CWM combustion have been carried out by the single droplet using hanging methods or the multiple droplet using atomization methods, any report don't presents definite solution about the effects by the initial water evaporation and combustion of volatile. When CWM is suddenly exposed in the high temperature surroundings, the internal water evaporates and then each droplet builds up pores. Besides, porosity rate changes along the temperature of surroundings, the composition ratio of CWM, and the initial diameter of droplet. In result, because it affects the whole combustion rate, the combustion of CWM has complex mechanism as compared with the combustion of liquid or gas fuel. Therefore, concentrating on porous structure of CWM, this study has proceeded to acquire the basic data on the CWM injection combustion and closely examines the effects of the first stage combustion on the whole combustion by measuring the diameter variations, pore rate, mass fraction burned, and the internal temperature changes of CWM droplet. The results demonstrate that $60{\sim}70%$ of initial mass is reduced during water evaporation and volatile combustion period, and swelling rate, mass faction burned, and density variation are greatly concerned with atomization of CWM etc.

• 에너지공학
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• 제6권1호
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• pp.96-103
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• 1997

0.5~1.0톤/일 용량의 BSU급 분류층 가스화기에서 중국산 Datong탄에 대한 석탄가스화 특성실험을 하였다. 가스화기의 반응온도는 1300~155$0^{\circ}C$를 유지하였으며, 실험에 사용된 슬러리농도는 62.5wt% ($H_2O$/Coal=0.6)였다. 산소 및 슬러리는 버너에 주입되기전 예일을 실시하였으며 $O_2$/Coal의 공급비는 0.8~l.2를 유지하였다. 또한 슬러리의 점도를 낮추고 유동성을 향상시키기 위하여 첨가제로서 CWM 1002와 NaOH를 각각 0.3%와 0.05% 추가하였다. 석탄가스화 실험에서 측정된 생성기체는 주로 수소, 일산화탄소 및 이산화탄소로 구성되어 있으며 미량의 메탄도 생성되었다. 생성된 가스는 반응온도가 증가함에 따라 H$_2$와 CO의 생성량은 증가하는 반면 $CO_2$의 양은 감소하였다. 산소의 공급량이 증가함에 따라 $CO_2$의 생성량은 지속적으로 증가하고 CO 및 H$_2$의 생성량은 $O_2$/Coal의 비가 약 0.9에서 최대치를 나타낸 후 감소하였으며, 생성가스 발열량은 1700~2400 kcal/N㎥을 나타내었다.