• 한국수소및신에너지학회논문집
• /
• 제28권4호
• /
• pp.323-330
• /
• 2017

Ash remaining after coal combustion was used as a catalyst support for tar steam reforming with various proportions of $Al_2O_3$ added for higher reforming efficiency. At a constant Ni content of 12 wt%, a coal ash and $Al_2O_3$ were mixed at a ratio of 5:5, 7:3, 9:1. As a result, the catalytic activity for toluene steam reforming was improved by adding $Al_2O_3$ at $500-600^{\circ}C$. The catalysts with ratio 7:3 and 5:5 reached toluene conversion of 100% above $700^{\circ}C$. When comparing the catalysts in which the coal ash and $Al_2O_3$ mixed at a ratio of 5:5 and 7:3 with the Ni/Al catalyst, it was concluded that this coal ash catalyst has efficient catalytic performance.

• 한국수소및신에너지학회논문집
• /
• 제22권5호
• /
• pp.686-698
• /
• 2011

Mathematical models for char-slag interaction and near-wall particle segregation developed by Montagnaro et. al. were applied to predict various aspects of coal gasification in an up-flow entrained gasifier of commercial scale. For this purpose, some computer simulations were performed using gPROMS as the numerical solver. Typical design parameters and operating conditions of the commercial gasifiers were used as input values for the simulation. Development of a densely dispersed phase of solid carbon was found to have a critical effect on both carbon conversion and ash flow behavior. In general, such a slow-moving phase was turned out to enhance carbon conversion by lengthening the residence time of char or soot particles. Furthermore, it was also found that guiding the transfer of char or soot into the closer part of the wall to coal burner is favorable in terms of gasification efficiency and vitrified ash collection. Finally, to a certain degree densely dispersed phase of carbon showed an yield-enhancing effect of syngas.

• 한국수소및신에너지학회논문집
• /
• 제23권1호
• /
• pp.93-99
• /
• 2012

The investigation of clean and environment-friendly coal utilization technology is actively progressed due to high oil price and serious climate change caused by greenhouse gas emissions. In this study, the plasma gasification was performed using a 6kW microwave plasma unit under various reaction conditions: the particle sizes of coal ($45{\mu}m-150{\mu}m$), $O_2$/fuel ratio (0 - 1.3), and steam/fuel ratio (0 - 1.5). The $H_2$ composition decreases with decreasing coal particle size. With increasing $O_2$/fuel ratio, the $H_2$ composition in the syngas decreased while the $CO_2$ composition increased. As the steam/fuel ratio increased from 0 to 1.5, the $H_2$ composition in the syngas increased while the $CO_2$ composition decreased. From the results, it was proven that the variation of syngas composition greatly affected by $O_2$/fuel ratio than steam/fuel ratio. The $H_2$ composition in the syngas, carbon conversion, and cold gas efficiency increased with increasing plasma power.

• 공업화학
• /
• 제28권3호
• /
• pp.313-317
• /
• 2017

지속적인 에너지 수요의 증가로 인하여 저등급 석탄이 새로운 에너지 자원으로서 인정받고 있다. 그러나 저등급 석탄의 높은 수분 함량으로 인하여 저등급 석탄의 이용 효율은 기존의 석탄 이용 플랜트들에서 이용하기에 부족하다. 따라서 저등급 석탄의 수분 함량을 낮추는 건조 공정이 요구되고 있다. 비록 다양한 건조 실험들이 진행되었으나, 고압조건에서의 건조 특성은 크게 연구되지 않았다. 이에 본 연구에서는 높은 수분 함량을 지닌 저등급 석탄(수분 함량: 21.5 wt%)의 급속 건조 특성을 가압 마이크로 상승관을 이용하여 고찰하였다. 압력(1-40 bar), 건조 온도($200-600^{\circ}C$), 마이크로 상승관 길이(2-6 m) 등의 운전 조건 변화에 따른 저등급 석탄의 건조 특성을 분석하였다.

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

• 한국환경보건학회지
• /
• 제31권6호
• /
• pp.483-488
• /
• 2005

The waste seashells were used for the removal of hydrogen sulfide from a hot gas stream. The sulphidation of waste seashells with $H_{2}$S was studied in a thermogravimetric analyzer at temperature between 600 and $800^{circ}C$. The desulfurization performance of the waste seashell sorbents was experimentally tested in a fixed bed reactor system. Sulfidation experiments performed under reaction conditions similar to those at the exit of a coal gasifier showed that preparation procedure and technique, the type and the amount of seashell, and the size of the seashell affect the $H_{2}$S removal capacity of the sorbents. The pore structure of fresh and sulfided seashell sorbents was analyzed using mercury porosimetry, nitrogen adsorption, and scanning electron microscopy (SEM). Measurements of the reaction of $H_{2}$S with waste seashells show that particles smaller than 0.631 mm can achieve high conversion to CaS. According to TGA and fixed bed reactor results, temperature had influenced on $H_{2}$S removal efficiency. As desulfurization temperature increased, desulfurization efficiency increased. Also, maximum desulfurization efficiency was observed at $800^{circ}C$. Desulfurization was related to calcinations temperature.

• 에너지공학
• /
• 제11권2호
• /
• pp.81-89
• /
• 2002

석탄가스화 복합발전(IGCC)은 석탄을 가스화하고 가스화된 연료를 사용하여 전기를 생산하는 기술로 기존의 석탄 전환 기술에 비해 전환율이 높고 환경 영향이 적은 것으로 알려져 있다 특히 우리나라와 같이 전력 생산 분야에서 석탄 화력의 비중이 높은(2001년 6월 기준, 29.6%, 한전통계자료)나라에서 급격히 강화되는 석탄 화력 발전 방식에 대한 오염물 배출량 제한에 대처하기 위해 기존 석탄 화력의 대안으로 석탄가스화 복합발전이 부각되고 있다. 본 연구에서는 국내 도입이 임박한 IGCC상용설비를 대상으로 한 시스템 설계 연구를 수행하였다. 분류층 가스화 공정을 채용한 2가지 종류의 IGCC시스템으로, 고효율 IGCC와 저비용 IGCC에 대해 시스템 연계 최적화를 고려하여 시스템을 설정하였다. 각 시스템에 대해 AspenPlus등을 사용한 시스템 시뮬레이션 모델을 개발하고 성능 계산을 수행하였으며 특히 저비용 IGCC 시스템에 대해서는 시스템 옵션 스터디와 공기 추출율에 따른 민감도 분석을 수행하였다. 열성능 계산 결과 고효율 IGCC 시스템의 효율이 42.6%(HHV, Net)으로, 저비용 IGCC 시스템에 75% 공기 추출율을 적용한 경우 40%(HHV, Net)으로 나타났다.

• 에너지공학
• /
• 제13권2호
• /
• pp.133-143
• /
• 2004

Simultaneous removal technology of particulate/NOx/SOx/HCl using CuO/3Al$_2$O$_3$ㆍ2SiO$_2$catalyst impregnated ceramic candle filters is an advanced air pollution process and provides significantly to reduce hazardous gases emitted from coal-fired power plant. This process uses a high-temperature catalytic filter for integrating SOx and HCl reduction through injection an alkali sorbent (such as hydrated lime or sodium bicarbonate), NOx removal through ammonia injection and selective catalytic reduction (SCR), and particulate collection on the catalytic filter surface. The advantages of the process include : compact integration of the emission control technologies into a single component; easy handling of dry sorbent and by-product; and improved SCR catalytic life due to lowered SOx, HCl and particulate levels. CuO/3Al$_2$O$_3$ㆍ2SiO$_2$ catalyst impregnated ceramic candle filters showed a possibility of simultaneous treatment from results which have ascertained high removal efficiency at various combined gases conditions, and in pilot plant test for 3 months, NO conversion was showed 90% over.

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
• /
• 제23권3호
• /
• pp.14-19
• /
• 2021

The reduction of carbon dioxide emissions becomes a global issue, the main source of carbon dioxide emissions in the Asian region is the energy conversion sector, especially coal-fired power plants. We are working to develop technologies that will at least limit the increase in carbon dioxide emissions from the thermal power plants as one way to reduce carbon dioxide emissions. Our research aims to reduce carbon dioxide emissions by removing iron oxide scale from the feedwater system of thermal power plants using a superconducting high-gradient magnetic separation (HGMS) system, thereby reducing the loss of power generation efficiency. In this paper, the background of thermal power plants in Asia is outlined, followed by a case study of the introduction of a chemical cleaning line at an actual thermal power plant in Japan, and the possibility of introducing it into the thermal power plants in China based on the results.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제50권3호
• /
• pp.511-515
• /
• 2012

본 연구에서는 상용모사기를 이용하여 분할유동층 가스화기에서 로토석탄의 가스화 특성 모사를 수행하였다. 분할 유동층 가스화기는 가스화영역에서 일어나는 연소반응과 가스화반응(발열반응과 흡열반응)을 각각 다른 영역에서 일어날 수 있도록 반응기 내부를 분할한 가스화기이다. 분할유동층 가스화기의 주요 개념은 가스화에 요구되는 열을 연소영역에서 생성된 열을 이용하여 공급하는 것으로 가스화기 내부에서의 부분 연소를 억제하고, 격벽을 통한 열전달과 열매체의 이동을 통해 공급하는 것이다. 분할유동층 가스화기 모델은 열분해, 촤 가스화, 타르/오일 가스화, 촤 연소반응으로 4개의 영역을 가지도록 구현하였다. 열분해의 경우, 대상 석탄을 반응온도, 반응가스, 석탄주입량을 변화시켜 실험을 수행하여 실험데이터로부터 correlation 모델을 작성하였다. 가스화는 Gibbs free energy를 최소화하는 모델을 이용하고 촤 연소영역은 combustion 모델을 이용하였다. 분할유동층 가스화기 모사결과를 비교하기 위해 우선 단일영역 가스화기 모사를 수행하였다. 단일영역 가스화기의 경우 석탄열분해 반응기와 석탄가스화 반응기 두 개로 구성되며 반응모델은 분할유동층 가스화기와 일치한다. 분할유동층 가스화기 모사 결과, 냉가스효율은 84.4%로 단일영역 가스화기와 유사한 결과를 얻었으며 합성가스의 조성은 $H_2$와 $CH_4$이 다소 증가하고 CO와 $CO_2$가 다소 감소한 것을 확인하였다. 모델 검증을 위해 10건의 단일영역 가스화 실험에 대하여 모사를 수행하였다. 모사를 통해 얻어진 합성가스의 조성은 CO, $CO_2$, $CH_4$의 경우 실험결과와 모사결과가 거의 일치하는 반면 $H_2$의 경우 모사결과가 실험값과 비교하여 다소 높은 값을 갖는 것을 확인하였으나 경향은 실험값과 유사함을 확인하였다. 탄소전환율의 경우, 모델결과가 실험값과 비교하여 높은 전환율을 보이는 것을 알 수 있으며 이는 모사에 사용된 가스화 모델이 평형반응기로 반응기에서의 체류시간과 접촉시간이 실제 실험과 차이가 있기 때문으로 파악된다.