• 제목/요약/키워드: Coal Gasification

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석탄 가스화 용융 슬래그를 혼합잔골재로 활용한 매스 콘크리트 수화열 저감 (Reduction of Hydration Heat of Mass Concrete Using Coal Gasification Slag as Mixed Fine Aggregates)

  • 한민철;김종;최일경;한준희
    • 한국건축시공학회지
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    • 제21권6호
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    • pp.551-562
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    • 2021
  • 본 연구에서는 IGCC에서 발생하는 부산물인 CGS를 콘크리트용 혼합 잔골재로써 효율적으로 활용하는 방안을 제시하기 위하여 플라이애시 치환 매스 콘크리트의 수화열 저감 효과를 확보하기 위한 방안으로 CGS 기반 혼합 잔골재와 플라이애시 치환에 따른 수화열 저감 특성 분석 및 해석을 실시 하고자 한다. 따라서, 매스 콘크리트의 수화열 저감을 위하여 활용되는 플라이애시 기반 저발열 결합재에 CGS를 잔골재로 치환하여 최적의 조합으로 FA 30% 및 CGS를 잔골재로 50% 치환할 경우 저발열 결합재 FA를 단일 치환한 경우보다 복합상승 효과에 따라 수화열 저감 성능이 더 크게 나타났다. 따라서 산업부산물인 CGS 골재 조합에 플라이애시를 복합 치환한 분체-골재조합 재료 시스템은 매스 콘크리트 수화열 저감 공법의 효율적인 대안으로서 활용이 기대된다.

콘크리트용 잔골재로서 석탄가스화복합발전 슬래그의 활용성 검토 - 화학적 특성을 중심으로 - (A Study on the Coal Gasification Slag as Fine Aggregate for Concrete - Focus on Chemical Properties -)

  • 현승용;한준희;이영준;신용섭;한민철;한천구
    • 한국건축시공학회:학술대회논문집
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    • 한국건축시공학회 2018년도 춘계 학술논문 발표대회
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    • pp.191-192
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    • 2018
  • This study is a fundamental study to utilize CGS from the IGCC as a fine aggregate for concrete. According to the study, the chemical composition of KS F 2527 was reviewed. The results showed that the KS F 2527 standard was generally satisfied, but the content of the sulfur trioxide(SO3) exceeded the limit set by the molten slag. The possibility was found to be a fine metal based on chemicals other than sulfur trioxide(SO3).

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콘크리트용 잔골재로서 석탄가스화복합발전 슬래그의 활용성 검토 - 물리적 성질 및 유해물질 함유량 특성을 중심으로 - (A Study on the Coal Gasification Slag as Fine Aggregate for Concrete - Focus on Physical Properties and hazardous materials content characteristics -)

  • 현승용;한준희;이재진;신용섭;한민철;한천구
    • 한국건축시공학회:학술대회논문집
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    • 한국건축시공학회 2018년도 춘계 학술논문 발표대회
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    • pp.56-57
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    • 2018
  • This study is a fundamental consideration for using CGS from the IGCC as a fine aggregate for concrete. For the review, the physical properties and hazardous materials content of KS F 2527 were considered. The results showed that KS F 2527 standard was generally satisfied, making it possible to confirm the possibility that it is a fine metal considering its physical properties and hazardous materials content characteristics.

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개방형 수식모델링 툴을 이용한 IGCC 플랜트 공정모사 (Process Modeling of IGCC Power Plant using Open-Equation Modeling Framework)

  • 김시문;주용진;김미영;이중원
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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    • pp.113.1-113.1
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    • 2010
  • IGCC(Integrated Coal Gasification and Combined Cycle) plants can be among the most advanced and environmental systems for electric energy generation from various feed stocks and is becoming more and more popular in new power generation fields. In this work, the performance of IGCC plants employing Shell gasification technology and a GE 7FB gas turbine engine was simulated using IPSEpro open-equation modeling environment for different operating conditions. Performance analyses and comparisons of all operating cases were performed based on the design cases. Discussions were focused on gas composition, syngas production rate and overall performance. The validation of key steady-state performance values calculated from the process models were compared with values from the provided heat and material balances for Shell coal gasification technology. The key values included in the validation included the inlet coal flow rate; the mass flow rate, heating value, and composition of major gas species (CO, H2, CH4, H2O, CO2, H2S, N2, Ar) for the syngas exiting the gasifier island; and the HP and MP steam flows exiting the gasifier island.

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Cahn Balance를 이용한 급속 가열방식의 석탄가스화 장치 소개 (An Introduction of an Apparatus for Rapid Heating Coal Gasification)

  • 이중기;이성호;임태훈
    • 공업화학
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    • 제2권4호
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    • pp.393-398
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    • 1991
  • 실제 실험 시간에 따른 시료의 무게변화와 생성가스의 조성 측정을 동시에 진행할 수 있는 실험실 규모의 장치를 칸 발란스를 이용하여 제작하였다. 급속 가열이 가능하도록 텅스텐 할로겐 등을 이용한 복사가열 방식을 채택하였고 시료 접시는 복사열을 충분히 흡수하도록 흑연을 사용하였다. 석탄가스화 실험조건에서 이 흑연이 반응기체와 반응하는 것을 막기위하여 실리콘나이트로 코팅하였고, 시료접시 바로 밑에 위치한 열전쌍에도 같은 방식으로 제작된 흑연 모자를 씌워 복사열 흡수능력이 서로 다른 흑연(시료접시)과 금속체(열전쌍) 사이에서 생길 수 있는 온도 측정의 오차를 최소화 하도록 하였다. 이 장치를 사용한 결과 상온에서 섭씨 800도까지 3 분 이내에 온도상승이 가능하였으며 시료 접시의 무게변화없이 실험중 석탄 시료의 무게 변화와 가스조성을 동시에 측정할 수 있었다.

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철 산화법을 이용한 합성가스내 산성가스 제거 특성 (Acid Gas Removal Characteristics for Syngas using Fe Oxidization Process)

  • 이승종;황상연;유영돈;윤용승
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2007년도 춘계학술대회
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    • pp.804-807
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    • 2007
  • The acid gas removal (AGR) system was designed and installed to remove $H_2S$ in coal syngas in the pilot-scale coal gasification system for producing chemicals like Dimethyl Ether(DME). The syngas from the coal gasification at the rate of $100{\sim120$ $Nm^3$/hr included pollutants such as fly ash. $H_2S$, COS, $NH_3$, etc. The designed temperature and pressure of the AGR system are below 50oC and 8 kg/$cm^2$. Fe-chelate was used as an absorbent. $H_2S$ was stably removed below 0.5 ppm in the AGR system when the concentration of $H_2S$ was $150{\sim}450$ ppm. The pH of Fe-chelate solution was also stably maintained between $8{\sim}9$. FeMgO absorbent was also tested to remove $H_2S$ in the lab-scale AGR system and $H_2S$ was also removed below 0.5 ppm in the initial operation.

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습식분류층 석탄가스화기 수치해석 및 실험적 연구 (Numerical and Experimental Study on the Coal Reaction in an Entrained Flow Gasifier)

  • 김혜숙;최승희;황민정;송우영;신미수;장동순;윤상준;최영찬;이재구
    • 대한환경공학회지
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    • 제32권2호
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    • pp.165-174
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    • 2010
  • 석탄 가스화 반응을 모델링하여 습식분류층 석탄 가스화기의 반응특성에 대한 수치해석적 연구를 수행하였다. 본 연구의 목적은 신뢰성 있는 수치해석기술을 이용하여 가스화 장치의 기본설계와 더불어 최적 운전조건의 설정에 있다. 석탄 가스화 반응은 복사가 관여하는 고체와 기체의 이상 난류반응으로서 수증기 증발로부터 휘발화, 촤와 가스의 반응 등 일련의 연소반응의 구조를 가진다. 본 연구에서는 실험과 수치해석적인 방법을 병행하여 연구를 수행하였으며 한국에너지기술연구원에 설치된 1톤 규모의 실험용 가스화기를 대상으로 하였다. 본 연구에서는 기본적으로 상용프로그램을 사용하였으며 석탄 가스화 반응해석에 필요한 여러 서브루틴을 개발하여 해석하였다. 세부 반응 서브루틴의 난류반응은 기본적으로 에디붕괴모델에서 화학적 반응속도의 개념을 조화평균의 형태로 사용하였다. 그리고 석탄입자궤적은 라그란지안 접근방식을 선택하였으며 입자의 궤적 계산에서 저항력에 나타나는 난류비선형적인 문제에 대한 모델도 고려하였다. 이와 같이 개발된 프로그램은 실험에서 얻어진 가스농도와 온도분포 그리고 냉가스 효율 등의 자료들과 비교하여 성능을 일차적으로 검토하였다. 석탄의 입자크기분포, 석탄 슬러리 농도, 그리고 가스화기의 형상변화는 가스화 성능에 직접적으로 영향을 주며 이를 합성가스 생성량과 냉가스 효율을 통해 비교 검토하였다. 본 연구 결과가 비록 물리적으로 타당하고 변수연구의 일관성을 보여주나 기류층 석탄가스화 반응장치의 복잡성을 고려하여 볼 때 보다 많은 실험결과에 대한 정교한 모델검증 노력이 신뢰성 있는 프로그램의 완성에 필요할 것으로 판단된다.

바이오가스를 이용한 가스화기 운전 방안 (The Gasifier Operation Method using Bio Gas)

  • 이중원;주용진;정재화;박세익;김의식
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제24권3호
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    • pp.249-254
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    • 2013
  • The integrated gasification combined cycle (IGCC) system is well known for its high efficiency compared with other coal fueled power generation system. The aim of this study is to confirm the feasibility of using bio gas in coal feeding system and syngas recirculation system. The effects of using bio gas in the gasifier on the syngas composition were investigated through simulations using the Aspen Plus process simulator. It was found that these changes had an influence on the syngas composition of the final stream and bio gas can be used in a gasifier system.

석탄가스화공정의 동적모델링 (Dynamic Modeling for the Coal Gasification Process)

  • 유희종;김원배;윤용승
    • 한국에너지공학회:학술대회논문집
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    • 한국에너지공학회 1997년도 추계학술발표회 논문집
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    • pp.47-53
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    • 1997
  • Dynamic models have been developed for the coal gasification process by using a modular approach method. The complete unit is divided, for the convenience of the analysis, into several sections, viz. the coal feeding system, the gasifier, the gas cooler, the valves, the pumps, etc. The dynamic behaviour of each section is described in mathematical terms and each term is modulized into several submodels consisting of the complete process. To represent the behaviour of the fluid flow, the hydraulic network is proposed. Results for the more important system variables are presented and discussed. There dynamic models enable process and control engineers to quickly review a wide range of alternative operating and control strategies and help operators to easily understand the process dynamics and eventually can be applied to the design of commercial scale IGCC plants.

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1T/D 분류층 가스화기에서의 석탄, 석유코크스 혼합연료 가스화 특성 연구 (Co-gasification Characteristics of Coal Mixed with Pet-coke in a 1T/D Entrained-Flow Gasifier)

  • 이재구;윤상준;최영찬;라호원;손영일
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.453-456
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    • 2007
  • 감압 증류 후 생성되는 중질유의 고도화를 위하여 코킹 공정을 거친 후 정유 부산물로 생성되는 열적으로 매우 안정하고, 높은 발열량을 갖는 반면 황, 바나듐 함량이 높은 석유코크스의 효과적인 이용을 위하여 본 연구에서는 가스화 공정을 적용하였다. 1T/D 용량의 분류층 가스화기를 이용하여 유연탄(drayton coal), 석유코크스, 또는 혼합한 경우의 가스화 성능을 알아보았으며, 각각의 경우에 대하여 비교하여 보았다. 높은 열 안정성을 갖는 석유코크스의 효과적인 가스화를 위하여 반응기 내 체류시간 및 버너 노즐 변경에 따른 가스화 성능 개선을 시도하였으며, 이때의 온도, 산소/원료 공급량 조건에 따른 생성가스 성분 및 탄소전환율, 냉가스효율 변화 특성을 알아보았다. 버너 노즐 구경 변경으로 인한 슬러리의 미립화를 통하여 향상된 탄소전환율 및 냉가스효율을 얻을 수 있었다.

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