• 대한기계학회논문집B
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• 제35권9호
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• pp.939-946
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• 2011

석탄은 고정탄소분, 휘발분, 수분, 회로 구성되며, 연소시 회성분과 소량의 고정탄소분이 남게 된다. 석탄 화력 발전소에서는 석탄연소 후 나오는 잔여물(고정탄소분, 회)를 통칭하여 석탄회 라고 부르고 있다. 현재 발전소에서는 정제회(LOI함량 6%미만)는 경량골재의 원료로 재활용해 수익을 창출하고 있으나, LOI함량이 높은 회는 재활용이 불가능해 땅에 매립하고 있다. 이에 따라 환경적인 부담금을 줄이고 정제회 판매의 수익을 올리기 위해 회성분의 LIO감량은 필수적이다. 본 연구에서는TGA(Thermo-gravime- tric analysis)와 DTF(Drop tube furnce) 실험을 통해 석탄과 석탄회 연소를 위한 실험적인 상수 값을 결정하였다. 500MW급 표준화력발전 보일러를 모델링하고, 전산해석을 위해 격자를 형성시키고 적절한 해석 모델을 선정하였으며, 석탄회 재연소 시뮬레이션을 수행하여 석탄회 투입시 보일러 내부의 온도 및 유동을 모사하였다. 보일러 내부 석탄 입자와 회입자의 이동 궤적을 통해 가능한 높은 버너 위치에서 석탄회를 투입하는 것이 적절함을 나타내었다. 또한 실제 설치 가능한 D버너에서 6ton/h로 공급시에 기존의 보일러에 큰 영향을 주지 않으며 재연소 가능함을 알 수 있다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제21권6호
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• pp.553-560
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• 2010

The characteristics of syngas-oxyfuel combustion has been investigated experimentally in the present study. Experimental measurements were conducted to aid a fundamental design of a syngas-oxyfuel combustor with a double coaxial burner configuration. To examine the effects of different syngas fuels on combustion characteristics, various fuel types are utilized such as commercial coal gases (Texaco, Shell), COG (cokes oven gas), and $CH_4$ as a main component of natural gas. $CO_2$ was added to the four fuel types as a diluent gas to reduce the flame temperature. The flame images and emission characteristics of NOx and CO were examined for various equivalence ratio and $CO_2$ dilution ratio. The results show that CO emission was rapidly increased as equivalence ratio approached the stoichiometry condition by reducing the amount of oxygen. As the $CO_2$ dilution increased, CO emission increased while NOx emission decreased due to reduced flame temperature. When the syngas-oxyfuel combustor is operated with 20~40% of $CO_2$ dilution ratio, the CO and NOx emission levels were kept below 50 ppm and 25 ppm, respectively, with a high concentration of $CO_2$ over 95 vol.% in exhaust gases.

• 한국자원리싸이클링학회:학술대회논문집
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• 한국자원리싸이클링학회 2004년도 춘계임시총회 및 제23회 학술대회
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• pp.109-113
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• 2004

본 연구에서는 현재 농촌 지역에서 광범위하게 사용되고 있으나 거의 재활용이 안 되어 방치상태에 있는 농업용 폐비닐을 이용하여 시멘트 제조를 위한 고형 연료를 제작할 수 있는 이동식 장치를 개발하려 하였다. 이를 위해 재생연료의 연소 특성 및 2차 오염 발생여부에 대해 조사했으며, 1cm 이하 알갱이 형태의 고형 연료를 제조 가능한 이동식 장치를 개발하였다. 또한 기존의 시멘트 예열탑에서의 투입 방식에서 벗어나, main burner에 적용기술 개발을 통해, NOx 및 O2 발생량의 감소가 나타났고, 0.5ton/hour 투입 시, 0.2-0.3ton/hour 정도 Coal량이 감소하는 연료 단가 절감 효과를 얻을 수 있었다.

• 에너지공학
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• 제11권2호
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• pp.166-177
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• 2002

본 연구는 화염안정을 위해 약간의 메탄을 첨가한 1차원, Hat, 예혼합, 층류 석탄-공기 화염구조에 관한 연구로서 반응영역을 늘리기 위해 0.3 atm에서 운전되는 저압버너를 사용하였다. 본 연구에서는 가스 온도, 주요가스의 농도, 샘플된 촤의 분석과 화염속도에 대하여 여러 모델들의 해석결과를 실험결과와 서로 비교하였다. 여러 모델중 촤 표면적 지수(S=4)와 휘발성분에 대해 각각의 탈휘발화 속도상수를 적용한 model II $I^{*}$ -d가 실험치와 비교적 일치함을 보여주었다. 샘플된 촤의 분석 결과 입자의 반응이 낮게 예측되어져 촤 표면적지수를 증가시켜야만 했다. 이 지수는 촤의 반응 표면적에 대한 민감도 분석으로부터 얻어진 결과였고 model II $I^{*}$ -d의 화염속도 해석결과는 대부분의 측정치에 근접한 결과를 보여주고 있다. 고체 입자 직경은 열적 지연과 반응표면적을 통하여 탈휘발화율과 촤 산화에 큰 영향을 주며 이는 곧 화염속도에 영향을 주고 있음을 보여주었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제52권5호
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• pp.657-666
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• 2014

석탄가스화 기술은 온실가스 배출이 많은 석탄을 사용하지만 이산화탄소 포집에 유리한 장점이 있어서 차세대 석탄활용 기술로 주목받고 있다. 석탄 또는 펫코크 슬러리를 이용하는 습식 가스화 기술은 건식 기술에 비하여 효율이 낮지만 낮은 건설비와 슬러리 공급 유연성 등의 장점으로 인하여 현재는 물론 미래에도 여전히 매력적인 기술로 인식될 것으로 판단된다. 본 연구에서는 역청탄을 슬러리화한 시료를 사용하고, 기존의 건식 석탄가스화기에 석탄슬러리 공급장치와 슬러리 공급 버너를 연계하여 가스화 실험을 수행하였다. 기존의 분류층 가스화기의 운전온도보다는 비교적 낮은 온도에서 운전을 수행하여 일부의 회재만이 슬랙으로 전환되고 나머지는 비산재로 배출되는 부분 용융형 가스화 운전을 수행하였다. 운전 종료 후 슬랙과 비산재를 포집하여 탄소전환율을 계산하였고, 탄소 질량 정산 방법을 적용하여 가스화 운전 성능을 나타내는 가장 중요한 지표인 냉가스효율을 계산하였다. 탄소전환율과 냉가스효율은 약 98.5% 및 60.4% 수준으로서 파일롯급 플랜트에서의 실험 결과임을 고려하면 비교적 높은 값을 나타내었다. 또한 실험 결과와 화학적 평형상태 계산 결과를 서로 비교하고 에너지 정산을 통하여 실험 결과의 건전성을 확인하였다.

• 플랜트 저널
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• 제9권2호
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• pp.46-50
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• 2013

최근 발전회사들은 연료비 절감 방안으로 석탄화력발전소의 연료로 저열량탄 사용을 확대하고 있다. 하지만, 저열량탄 사용으로 비용절감이라는 장점을 가져오는 반면, 발열량이 낮은 탄종 연소 시 터빈에 공급되는 증기온도보다 높은 온도의 연소가스량 증가로 인한 대류열전달이 증가되어 재열기 온도 상승을 초래하게 되었다. 재열기 온도 상승은 재열기 튜브 피로증가와 발전소 효율 저하요인인 재열저감수 사용의 결과를 가져오게 된다. 따라서 재열기 출구온도와 관계된 운전변수들을 분석하여 재열기 출구온도를 적정하게 유지하여 재열저감수 사용량을 절감할 수 있는 방안에 관하여 논하였다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제23권5호
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• pp.9-17
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• 2009

본 논문은 발전소 보일러 및 제철소 고로의 미분탄 연소방식에 적용이 가능한 유량계 개발에 관한 연구로서 분체의 밀도와 속도로 미분탄의 유량을 측정하는 시스템을 개발하였다. 관에 흐르는 미분탄의 밀도는 관의 표면에 전극을 설치하여 기준극과 측정극사이의 커패시터를 이용하여 측정한다. 속도는 일정 거리에 두 개의 전극을 설치하고 이 전극으로부터 두 개의 파형을 교차 상관관계 알고리즘을 이용하여 계산하였다. 분체의 유량을 측정된 밀도와 속도에 의하여 계산한다. 이 시스템에 설치된 로드셀에 의한 데이터와 개발한 유량 측정 시스템의 데이터를 비교하여 신뢰성을 확인하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제36회 춘계학술대회논문집
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• pp.453-456
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• 2011

합성가스를 이용한 충돌제트 버너에서 신장된 예혼합 화염의 열전달 특성에 관한 실험적 연구를 수행하였다. 본 연구에서는 석탄을 가스화하는 과정에서 추출되는 수소와 일산화탄소를 혼합한 합성가스를 연료로 사용하였다. 정체점에서의 열유속은 전체 신장율이 증가함에 따라 증가하다 다시 감소하는 것이 관찰되었다. 또한 정체점에서의 열유속이 노즐로부터 충돌판까지 거리가 증가함에 따라 증가하는 것을 확인하였다. 본 연구는 석탄에서 발생하는 부생가스의 주성분인 수소와 일산화탄소를 실용화하는 연구 중 기초 연구이다.

• 청정기술
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• 제25권1호
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• pp.74-80
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• 2019

하수슬러지의 열화학적 처리는 수분을 제거하여 연료로 사용되는 하수슬러지의 수분 함량을 낮추어 주는 기술이다. 열화학적 처리된 하수슬러지는 열량이 높아지기 때문에 에너지 집약적 과정이라고 할 수 있다. 이러한 공정 중에 소비되는 에너지를 절약하기 위해 하수슬러지의 수열 탄화 공정을 사용하였다. 수열탄화 공정은 하수슬러지를 사전 건조 없이 깨끗한 고체연료로 전환할 수 있다. 본 연구는 수열탄화 하수슬러지와 미분탄 연소 시스템의 혼소 특성을 조사하는 것을 목적으로 한다. 혼소 시 생성되는 유해물질 및 연소 효율의 변화를 측정하는 것을 목적으로 한다. 본 연구에 사용 된 연소 시스템은 $80kW_{th}$급 연소로로서 1기의 선회류 버너가 장착되어 있다. 두 가지의 석탄을 주 연료로 사용하였고, 하수슬러지의 혼소율은 열량 기준 0% ~ 10%까지 진행하였다. 실험 결과 $NO_x$는 400 ~ 600 ppm, $SO_x$는 600 ~ 700 ppm 사이를 유지하였고, CO는 100 ppm 전후로 일정하게 유지되어 안정적인 연소를 확인할 수 있었다. 하수슬러지를 혼소할 경우, 혼소율이 증가할수록 $NO_x$와 $SO_x$의 배출량도 증가하였으나 그 편차가 크지 않았다. 연소 배가스에 포함된 오염 물질 배출은 혼소 비율 보다 주 연료인 석탄의 조성에 의해 크게 영향을 받는 것으로 밝혀졌다.

• 융복합기술연구소 논문집
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• 제6권2호
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• pp.35-40
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• 2016

Ignitor tip is a component of burner to start the burning process in power plant. This is used to ignite the coal to a constant operating state by fuel mixed with air and kerosene. This component is composed of three components so that air and kerosene are mixed in the proper ratio and injected uniformly. Because the parts with the designed shape are manufactured in the machining process, they have to be made of three parts. These parts are designed to have various functions in each part. The mixing part mixes the supplied air and kerosene through the six holes and sends it to the injecting part at the proper ratio. The inject part injects mixed fuel, which is led to have a constant rotational direction in the connecting part, to the burner. And the connecting plate that the mixed fuel could rotate and spray is assembled so that the flame can be injected uniformly. But this part causes problems that are worn by vibration and rotation because it is mechanically assembled between the mixing part and the inject part. In this study, 3D printing method is used to integrate a connecting plate and an inject part to solve this wear problem. The 3D printing method could make this integrated part because the process is carried out layer by layer using a metal powder material. The part manufactured by 3D printing process should perform the post process such as support removal and surface treatment. However, while performing the 3D printing process, the material properties of the metal powders are changed by the laser sintering process. This change in material properties makes the post process difficult. In consideration of these variables, we have studied the optimization of manufacturing process using 3D printing method.