• 한국연소학회지
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• 제14권3호
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• pp.16-23
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• 2009

It is strongly desired for coal-fired power plants to utilize not only low-rank coals with high moisture contents, but also lowering cost with diversifying fuel sources. In this study, combustion characteristics of low rank coal with high moisture, and standard pulverized coals are experimentally investigated using TGA (Thermogravimetric Analysis) and DTF (drop tube furnace). The coals tested are three kinds of coal with moisture content ranging from 8.32 to 26.82%. The results show that under the air combustion condition, the burn-out time at TGA rises as moisture content increases, and standard pulverized coal with 8.32% moisture content showed the lowest activation energy of 55.73 kJ/mol. In case of the high amount of moisture, the combustion efficiency decreases due to evaporation heat loss, and unburned carbon in ash produced at combustion process in DTF increased. Aslo, initial deformation temperature of slag attached in alumina tube of DTF decreased with lowering the crytallinity of anorthite and augite. To improve the combustion reactivity and efficiency, it is effective to upgrade through drying the high moisture coal to moisture level (less than 10%) of standard pulverized coal.

• 에너지공학
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• 제25권4호
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• pp.53-61
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• 2016

본 연구에서는 Drop Tube Furnace(DTF)를 이용하여 고수분탄과 건조석탄의 미연분 및 NOx 배출 특성에 관한 실험과 수치해석 연구를 수행하였다. $1200^{\circ}C$ 온도조건에서 동일한 질량의 고수분탄과 건조석탄의 연소 시, 건조석탄의 경우 고수분탄에 비해 노 내 온도가 더 높고 동일 체류시간 반응 후 미연분 함량도 더 많았으며, NOx 배출은 고수분탄에서 더 낮았다. 석탄 내 수분함량이 40%에서 10%로 감소함에 따라 노 내 수분 농도는 감소하고 가스온도는 증가하는 경향을 보였다. 주위 Wall temperature가 $900^{\circ}C{\sim}1500^{\circ}C$까지 높아질수록 미연분은 감소하였으며, NOx 배출은 증가하는 경향을 보였다. 특히 건조석탄의 경우 주위 온도변화에 따른 연소성이 고수분탄보다 크게 나타나, 온도가 증가할수록 고수분탄과 건조석탄의 미연분 차이가 감소하는 것을 확인할 수 있었다.

• 에너지공학
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• 제26권4호
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• pp.118-126
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• 2017

본 연구에서는 석탄화력보일러에서 고수분탄 및 건조석탄 사용이 연소와 배기배출 특성에 미치는 영향에 대한 전산해석 연구를 수행하였다. 대상 보일러 설계 조건의 성능데이터를 기준으로 보일러 해석 모델 결과를 검증하였으며, 역청탄과 고수분탄 및 건조석탄을 혼소하는 조건에 대한 계산을 수행하였다. 고수분탄 혼소 비율이 높아질수록 가스 수직속도는 증가하였으며, 이는 연료의 노내 체류시간을 줄여 보일러 연소성에 영향을 미칠 것으로 판단된다. 건조석탄을 혼소할 경우 역청탄과 유사한 연소 및 배기배출 특성을 보였다. 고수분탄 혼소 비율이 높아질수록 수분영향에 의해 버너영역에서 연소반응 및 NOx 생성은 감소하였으며, OFA(Over-fire air) 이후에 가스온도와 NOx 생성이 높아지는 결과를 확인하였다.

• 에너지공학
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• 제18권4호
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• pp.213-220
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• 2009

수분의 함량이 높은 저품위탄을 건조시키기 위하여 유중 건조 방법에 대해 조사하였다. 최적의 건조 조건을 선정하기 위하여 최종온도, 석탄과 등유의 혼합비율, 석탄 또는 등유의 양, 혼합물의총량, 교반방법에 따른 석탄의 건조 특성을 관찰하였다. 최종온도가 $120^{\circ}C$ 이하일 때는 완전한 증발이 이루어지지 않았으며, $130^{\circ}C$ 이상인 경우에는 수분의 증발량에 큰 차이가 나타나지 않았다. 석탄과 등유의 혼합비율에서 석탄의 양이 증가 할수록 수분의 증발이 잘 이루어짐에 따라, 열에너지의 전달이 수분의 증발에 미치는 영향보다 증발한 수분이 등유 속에서 배출되기 위하여 필요한 에너지가 더 큰 것으로 나타났다. 혼합물의 총량이 많은 경우에는 건조후의 수분 함량이 더 낮아지지만 많은 시간이 소모되는 반면, 적은 경우에는 수분 함량을 일정한 수준 이하로 낮추기 어려운 반면에 짧은 시간에 일정한 함량까지 수분을 증발시킬 수 있는 것으로 나타났다. 따라서 등유와 석탄 혼합물의 유동성이 확보되는 한도 내에서 등유의 양을 가능한 줄이는 것이 석탄의 건조에 유리한 것으로 판단되었다. 한편, 질소를 이용한 교반과 진공을 개별적으로 적용한 경우에는 증발량이 향상되었다.

• 청정기술
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• 제22권4호
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• pp.299-307
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• 2016

These days, coal is one of the most important energy resources used for transportation, industry, and electricity. There are two types of coal: high-rank and low-rank. Low-rank coal has a low calorific value and contains large amounts of useless moisture. The quality of low-rank coal can be increased by simple drying technology and it needs to be stabilized by hydrocarbons (e.g. palm acid oil, PAO) to prevent spontaneous combustion and moisture re-adsorption. Spontaneous combustion becomes a major problem during coal mining, storage, and transportation. It can involve the loss of life, property, and economic value; reduce the quality of the coal; and increase greenhouse gas emissions. Besides spontaneous combustion, moisture re-adsorption also leads to a decrease in quality of the coal due to its lower heating value. In this work, PAO was used for additive to stabilize the upgraded coal. The objectives of the experiments were to determine the stabilization characteristic of coal by analyzing the behavior of upgraded coal by drying and PAO addition regarding crossing-point temperature of coal, the moisture behavior of briquette coal, and thermal decomposition behavior of coal.

• 에너지공학
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• 제19권2호
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• pp.136-142
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• 2010

국내에 수입되어 사용되고 있는 발전용 석탄 2종에 대하여 기초적인 열중량분석기를 이용한 열특성 분석실험과 대용량 시험연소로를 이용한 연소시험을 수행하였다. 실험결과 고수분탄이 비록 착화 온도가 낮고 및 연소 구간이 짧아 초기 연소특성은 좋지만 비교탄에 비해 연소완료가 빨리 종결되지 못해 결과적으로는 연소 효율이 좋지 않았으며, 고수분탄의 활성화에너지는 고수분탄이 79 kJ/mol로서 비교탄의 53 kJ/mol에 비해 높은 특성을 보였다. 또한 시험연소로 시험과정에서 고수분탄의 화염 내 검은 색의 석탄분사체(Coal Jet) 형태가 비교탄에 비해 비교적 뚜렷이 관찰되어 연소속도가 다소 떨어지는 상호 연관성이 잘 설명되었고 연소후 미연분 발생량에서도 고수분탄이 다소 높게 나타났다. 그러나 고수분탄의 경우 낮은 유황분 함량으로 인해 연소 시 황산화물 배출량이 적어 고유황 함량의 석탄과의 혼합연소 시 유용하게 활용 될 수 있을 것으로 예상되었으며, 또한 회성분 분석결과 $Na_2O$와 $K_2O$ 등의 알카리비금속화합물 함량이 기존의 역청탄에 비해 매우 적고 회분자체의 함량도 매우 낮아 회분의 융착 정도가 높지 않게 나타났다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권1호
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• pp.106-111
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• 2012

5 kg/hr 벤치규모 기류건조기를 이용한 고수분 석탄의 건조 특성을 알아보았다. 도착시료 기준으로 원료 석탄의 수분 함량 및 발열량은 각각 29.74 wt%, 4,270 kcal/kg이다. 가스유입온도 및 가스유입속도는 각각 $400{\sim}600^{\circ}C$ 및 10~20 m/sec이다. 원료 석탄의 입자크기는 $100{\sim}2,000{\mu}m$로 분쇄 및 분급하였다. 원료석탄의 수분제거율은 가스유입온도는 증가하고 가스유입속도는 감소할수록 급격하게 증가하였다. 건조석탄의 발열량은 5,100~5,900 kcal/kg으로 증가하였다. 기류건조를 통한 고수분 석탄 표면에서의 발생하는 화학적인 변화를 알아보기 위하여 FT-IR 스펙트럼 분석을 실시하였다. 그 결과 하이드록실, 카르복실 및 카보닐 피크에서 주요한 변화가 일어나는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제35권2호
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• pp.115-120
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• 2024

In this study, the extent of water removal in the high-moisture coal was measured. The simplified adsorption model was developed to predict the extent of water removal. The water removal was observed to increase up to 25% at saturation condition of 25℃. The modeling work shows that adsorption contributes the water removal only by 3%, whereas other factors such as CO₂ solubility and wettability would be responsible for the water removal.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제20권3호
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• pp.1-6
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• 2015

The rapid industrial development is facing problem due to energy depletion in Korea. So that, it can be necessary to develop alternative energy sources. Alternative energy like biofuels can be produced by using waste fuel, which is ecofriendly. As we know, the organic waste was banned to dump in landfill and ocean dumping. The most practicable method usually used to reduce organic waste is getting feedstuff or composting, considering the discharge characteristics of agricultural by-products waste treatment were selected. In this study, bio-coal was made using agriculture by product. Biocoal was prepared by adding 50 g of uniformly mixture into reactor and was carbonized at low temperatures 210, 220, and 230℃. The time of reaction was 1, 2 and 3 hours. Bio-coal approximately was similar to the standard of solid fuels. Other characteristics of fuel were also studied. The experiments which were analyzed were moisture content and calorific value, ash, chlorine, sulfur and heavy metals analysis as mercury, cadmium, lead, arsenic, and chromium. As a result, bio-coal 220℃, 2 hours was the optimal conditions while heating.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제46권3호
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• pp.443-450
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• 2008

고유가 대응방안으로 저등급 석탄의 효과적인 활용기술에 대해 고찰하였다. 현재 산업체에서 사용하는 석탄 중에 갈탄과 아역청탄이 저등급 석탄에 속하며 매장량이 풍부하고 세계적으로 고르게 분포되어 있지만 높은 수분 함량과 자연발화 가능성으로 인해 활용이 많이 되지 않고 있다. 본 논문에서는 저등급 석탄으로부터 화학적 정제기술을 이용하여 초청정석탄을 제조하는 기술에 대하여 고찰하였다. 회분 제거기술인 UCC 공정과 가연성분 추출기술인 Hyper Coal 공정을 비교하였다. 회분 제거기술인 UCC(Ultra Clean Coal) 공정은 Hyper Coal 공정에 비해 단순하다는 장점이 있지만 생성물의 회분 농도가 0.1% 이상으로 높다. 가연성분 추출 기술인 Hyper Coal 공정은 용매추출과 이온제거공정 등 구성은 복잡하지만 회분이 200ppm 이하로 생성된다. 초청정석탄은 오일과 동일 등급의 초 청정연료로써 산업용 석유를 대체하고 장기적으로는 IGCC와 IGFC, 그리고 차세대 고도연소기술의 연료로 활용될 수 있을 것이다.