• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제22권5호
• /
• pp.119-126
• /
• 2018

최근 화력발전소에서는 순환유동층 연소방식의 발전소가 증가하는 추세이다. 순환유동층 보일러애시는 탈황 효과를 위해 석회석을 첨가함에 따라 애시 중에 포함되는 CaO, $SO_3$성분이 증가하여 일반적인 플라이애시 보다 free-CaO 함량이 높다. 또한 순환유동층 보일러애시는 기존의 플라이애시와 다르게 자기수경성 특성과, 높은 free-CaO함량에 의해 물과 만나면 높은 반응성을 갖는다. 본 연구는 순환유동층 보일러애시의 자기수경성 특성을 이용하여, 시멘트를 대체할 수 있는 비소성 결합재로써 활용 가능성에 대해 분석하였다. 순환유동층 보일러 애시의 함량에 따른 역학적 및 수화특성에 대해 검토하였다. 또한 석고의 종류 및 함유량에 따른 순환유동층 보일러애시 활용 비소성 결합재에 대한 압축강도 및 미세구조에 미치는 영향을 분석하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제58권4호
• /
• pp.642-650
• /
• 2020

순환유동층 보일러에서 유동 입자들의 순환 경로는 연소로에서 비산된 입자들이 사이클론에서 포집되어 비기계적 밸브인 실포트(Sealpot)를 거쳐 연소로로 재순환하는 일반적인 경로를 갖는다. 그러나, 유동 입자들로부터 열을 추가적으로 흡수하기 위해 유동층 외부열교환기(FBHE; Fluidized Bed Heat Exchanger)가 설치된 경우, 실포트의 일부 입자들은 FBHE를 거쳐 연소로로 재순환하는 경로를 갖게 된다. 이때 기포유동층 영역으로 운전되는 FBHE는 실포트로부터 유입되는 고온(800~950 ℃)의 입자들의 유동 특성에 따라 열교환 튜브의 국부적 가열로 인한 손상 및 hot spot에 의한 입자들의 고온 뭉침(agglomeration)이 발생할 수 있어 순환유동층의 안정적 조업에 영향을 미칠 수 있다. 본 연구에서는 국내 D 순환유동층 보일러의 FBHE에 대한 운전자료 분석 및 바라쿠다를 통한 CPFD(Computational Particle Fluid Dynamics) 해석을 통해 구조적 문제로부터 발생하는 열흐름의 불균일성을 밝혀내었다. 실제 D 순환유동층의 FBHE 열교환 튜브 온도는 실포트의 고체온도 변화와 가장 밀접한 상관관계를 나타내었으며, FBHE 내의 열흐름의 불균일성은 FBHE의 조업 유속의 증가(0.3→0.7 m/s)로는 그 불균일성을 해소하기 어려운 것으로 나타났다. 그러나, FBHE로 유입되는 고온 입자들에 대한 사전 혼합 영역(Premixing Zone)이 설치된 경우와, 연소로로 재순환되는 입자 배출 라인의 대칭화를 통한 구조변경 시, 입자 혼합의 증대와 더불어 열흐름의 불균일성은 상당 부분 감소하는 것으로 고찰되었다. 이에, FBHE의 구조 최적화가 열교환 성능 및 운전 안정성을 확보하는 대안임을 제시하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
• /
• 제4권4호
• /
• pp.425-430
• /
• 2016

산업의 급격한 발달과 함께 사회 또한 급격한 발달을 이루면서 전 세계는 편리한 생활을 이룰 수 있게 되었다. 하지만 이러한 산업의 발달의 이면에는 환경오염으로 인한 지구온난화와 산업부산물 대량 발생 등의 문제가 발생하고 있는 실정이다. 이에 본 연구는 건축분야에서 $CO_2$ 배출 비율이 높은 시멘트의 사용량을 줄이고자 산업부산물인 고로슬래그와 순환 유동층 연소 플라이애시를 사용하였으며, 국내 염색공단에서 배출되고 있는 20만 톤 이상의 슬러지를 재활용하는 방안을 검토하기 위해 염색슬러지 탄화물을 활용한 무시멘트 경화체의 특성에 대한 기초자료를 제시하고자 하였다. 그 결과, 염색슬러지 탄화물의 치환율이 증가함에 따라 공기량은 증가하였고 플로어는 증가하였다. 또한 염색슬러지 탄화물 치환율이 증가함에 따라 휨강도 및 압축강도는 감소하는 경향을 보였다.

• 자원리싸이클링
• /
• 제24권5호
• /
• pp.3-14
• /
• 2015

청정석탄발전기술 중 하나인 순환유동층보일러(CFBC) 기술의 고도화에 따라 국내외 로내탈황 기술개발 현황과 국내외 유동층보일러용 석회석의 탈황특성 연구현황을 조사하였다. 석회석계 탈황제는 고온탈황특성이 우수한 원소 중 하나로 $850-950^{\circ}C$ 내외에서 최적의 탈황특성을 가지고 있다. 그리고, 탈황시험방법에 따라 흡수제 표면의 격막의 확산반응, 입자의 크기, 기공의 수량, 크기 및 구조에 의한 탈황공정의 효율성을 결정할 수 있다. 2015년 이후 대형 순환유동층형발전소의 본격적인 가동에 따라 석회석의 광상학적, 결정학적 특성 및 소성특성과 연계된 추가적인 연구가 필요한 것으로 사료된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제25권5호
• /
• pp.165-172
• /
• 2021

이 연구는 건설재료로 활용 가능성이 높은 다양한 무기계 재료의 탄소포집에 대한 성능 평가를 목적으로 한다. 이러한 목적을 위해 광물탄산화가 가능한 보통포틀랜드 시멘트(OPC), 고로슬래그 미분말(GGBS), 순환유동층 보일러 애시(CFBC)의 탄산화 반응에 대한 특성 변화를 분석하였다. 촉진 탄산화 실험을 통해 모든 재료에 대한 탄산화 양생을 수행하였으며, 탄산화 재령에 따라 열중량 분석에 의해 탄소포집량을 정량분석하였다. 모든 재료에서 탄소포집 효과가 확인되었고, 실험결과 탄소포집량은 CFBC, OPC, GGBS 순으로 나타났다. CFBC, OPC, GGBS의 28일 탄소포집량은 각각 9.4 wt.%, 3.9 wt.%, wt.1.3 %이다. 탄소포집은 탄산화 초기에 빠르게 발생하였으며, 재령이 증가함에 따라 느리게 발생하였다. SEM 이미지 분석을 통해, 모든 실험체에서 탄산화 양생에 의해 발생된 추가적인 생성물은 탄산칼슘(CaCO₃)으로 나타났다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제51권6호
• /
• pp.692-699
• /
• 2013

본 연구에서는 국내 상용 순환유동층 보일러에서 아역청탄과 혼소용 연료로 사용예정인 폐플라스틱 고형연료(RPF)의 열분해 반응특성을 규명하기 위해 열천칭 반응기를 이용하여 등온(350, 375, 400, 425, 450, 500, $850^{\circ}C$) 열분해 실험을 수행하였다. 등온 열분해 결과, 반응온도 구간 $375{\sim}450^{\circ}C$에서의 반응모델 변화는 관찰되지 않았으며, 12개 반응모델 중 1차 화학반응(F1)이 가장 적합한 반응모델로 판명되었다. 이때 Arrhenius 식을 사용하여 계산한 활성화에너지는 39.44 kcal/mol이었으며, Iso-conversional 방법을 적용할 경우 활성화에너지 평균값($0.5{\leq}X{\leq}0.9$ 구간)은 36.96 kcal/mol로 반응모델 결정 여부와 관계없이 유사한 값을 보였다. 한편 순환유동층보일러의 운전온도인 $850^{\circ}C$에서 RPF 입도(d) 변화에 따른 탈휘발 시간은 $t_{dev}=10.38d^{2.88}$으로 표현할 수 있었으며, 보일러 내부에서 RPF가 균일하게 연소되기 위해서는 연료 입도와 평균 분산 거리(x)가 $x{\leq}1.58d^{1.44}$의 상관관계를 만족하여야 함을 확인할 수 있었다.

• 에너지공학
• /
• 제11권3호
• /
• pp.224-229
• /
• 2002

본 연구에서는 순환유동층 보일러의 운전 중 비유동화 및 완전 베드 봉쇄를 유발할 수 있는, 분산판 위에서 발생되는 클링커에 대하여 그 발생원인을 순수 열 및 유동 측면에서 고찰해 보고자 하였다. 클링커는 그 화학성분 측면에서 실리콘, 철, 칼슘 등의 원소로 구성되어 있다. 비유동화 현상에 대하여 폭넓은 연구가 진행되어 왔으나, 현재까지 그 원인규명이 명확하게 이루어지고 있지는 못하는 현실이다. 본 연구에서는 FLUENT를 사용한 CFD 계산을 통하여 분산판의 노즐 형태와 노즐 배열을 달리하면서(노즐타입 1, 노즐타입 2)유동특성을 파악하여 클링커 발생 원인을 유추하였으며, 열 및 유동 측면에서 클링커 발생을 최소화할 수 있는 노즐 형태 및 배열을 제안(노즐타입 3)하였다.

• 한국환경과학회지
• /
• 제13권7호
• /
• pp.703-710
• /
• 2004

Petroleum refineries have been considered as an important emission source for atmospheric volatile hazardous air pollutants(HAPs). The emission source includes petroleum refinery processes and process equipment. The control strategy for volatile HAPs requires emission estimations of these pollutants. However, systematic methods of volatile HAPs emission from petroleum refineries have not yet been established. Accordingly, present study surveyed the estimation method of volatile HAPs emitted from the petroleum refinery processes and process equipment. The emission estimation methods for the petroleum refinery processes are applied for 11 petroleum refining facilities: fluidized catalytic cracking, thermal cracking, moving bed catalytic cracking, compressed engine, blowdown system, vacuum distilled column condensator, natural gas or distilled boiler, natural gas or distilled heater, oil boiler, oil heater and flare. Four emission estimation methods applied for the petroleum refinery process equipment are as follows: average emission factor approach, screening ranges approach, EPA correlation approach and unit-specific correlation approach. The process equipment for which emission factors are available are valves, pump seals, connectors, flanges and open-ended lines.

• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
• /
• 한국컴퓨터정보학회 2018년도 제58차 하계학술대회논문집 26권2호
• /
• pp.53-54
• /
• 2018

최근 화력 발전소 보일러 튜브의 노후화로 인해서 불시정지 빈도수 및 재가동 시간이 늦춰지고 있다. 이는 막대한 경제적, 사회적 손실로 이어지며, 이를 예방하기 위해서는 상태기반 정비가 필요하다. 현재의 상태기반 정비는 센서, 신호 수집장치, 신호 분석단계를 거쳐 전문가가 진단하기 때문에 즉각적으로 대응하기 어려운 문제점이 있어서 설비의 재가동 시간이 늦춰지고 있다. 따라서 본 논문에서는 전문가의 도움 없이 자동으로 상태를 진단하기 위해서 머신러닝 기법 중 하나인 서포트 벡터 머신(SVM)을 이용한 진단 알고리즘을 구현하고, 이를 탑재한 진단장치를 개발하여 비전문가들도 즉각적으로 대응할 수 있게 하여 불시정지 시간과 빈도수를 줄이고자 한다.

• 자원리싸이클링
• /
• 제29권6호
• /
• pp.125-132
• /
• 2020

국내 순환유동층보일러형 발전소 석탄재의 주요 광물 및 희토류의 이동특성을 분석하여 석탄재 중 희토류 성분의 농축 가능성 검토를 위해 체 분리 및 침출을 통한 주요 광물의 분리 및 제거에 따른 희토류 성분의 이동특성을 평가하였다. 석탄재의 주요 광물로는 경석고, 자철석 및 석영으로 확인되었으며, 세계 석탄재 희토류 평균값(404 ppm)의 30% 수준 함량으로 확인되었다(실험대상: 123 ppm). 석탄재에 포함된 희토류 성분 중 90% 이상은 주로 자철석과 함께 이동하는 특성을 보였고, 10% 이하의 성분이 석영과 함께 이동하는 것으로 확인되었다. 이는 발전소 연소 방식 차이에 따라 발생된 석탄재 특성에 따른 영향으로 판단된다. 이에 국내 순환유동층보일러 석탄재로부터 희토류 성분 농축을 위해서는 자철석 분리가 필요하며, 이와 관련된 선별 기술 개발 및 확보가 요구된다고 판단된다.