• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제24권4호
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• pp.340-346
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• 2013

Study on clean and efficient utilization technology for low rank coal with high moisture content is actively ongoing due to limited reserves of petroleum and of high grade coal and serious climate change caused by fossil fuel usage. In the present study, supercritical water gasification of low rank coal was performed. With increasing reaction temperature, content of combustible gases such as $H_2$ and $CH_4$ in the syngas increased while the $CO_2$ content decreased. As the reaction pressure increased from 210 to 300 bar, the $CO_2$ content in the syngas increased while the hydrocarbon gas content decreased. The $H_2$ and $CH_4$ content in the syngas increased slightly with pressure. With the addition of Pd, Pt, and Ru catalysts, it was possible to improve the production of $H_2$. Moreover, the increase of active metal content in the catalyst increased the $H_2$ productivity. The Ru catalyst shows the best performance for increasing the $H_2$ content in the syngas, while decreasing the $CO_2$ content.

• 청정기술
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• 제20권3호
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• pp.321-329
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• 2014

본 연구에서는 고수분 저등급 석탄을 저수분 석탄으로 만들기 위하여 실험실 규모의 회분식 스팀 유동층 건조기를 사용하여 수분이 약 26%함유된 인도네시아산 저등급 석탄을 5% 이하로 건조하였다. 일반적으로 이산화탄소 포집 및 저장기술(carbon capture and storage, CCS)은 $CO_2$를 재생하는 공정에서 $100{\sim}150^{\circ}C$의 스팀과 $CO_2$혼합가스를 배출한다. 이때 배출되는 가스의 열을 사용하여 저등급 석탄을 건조하는 것이 본 연구의 최종 목적이다. 이를 위하여 본 연구에서는 건조의 열원으로 스팀을 사용하고, 유동화 가스는 $CO_2$를 사용하여 저등급 석탄을 건조하였다. 연구에 사용한 스팀의 유량은 0.3~1.1 kg/hr, 온도는 $100~130^{\circ}C$, 석탄의 층높이는 9~25 cm로 변화시켰다. 건조 후 석탄의 특성 변화는 공업분석, 발열량분석 그리고 입자크기 분석을 통하여 확인하였다. 변수 실험을 수행한 결과 원탄의 건조속도는 스팀의 유량과 온도가 증가함에 따라 증가하였고, 층높이가 감소할수록 건조속도가 증가하였다.

• 한국연소학회지
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• 제18권3호
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• pp.44-53
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• 2013

In this study, the economic evaluation for imported coals was conducted for power plant based on thermo-dynamical performance analysis. The number of coal types considered was 1,755 imported by five power generation companies in Korea during the 2010-2012. The higher heating value (HHV) of the coals ranged 4,000-6,500 kcal/kg, mostly sub-bituminous. The 1D thermo-dynamical performance modeling was performed for a 500 MWe standard power plant using PROATES code. It was founded that the low rank coals had negative effects on the plant efficiency mainly due to the increased heat loss by moisture, hydrogen and flue gas. Based on the performance analysis, the economic performance of the coals was evaluated. The apparent price of low-rank coals tended to be significantly lower than design coal; for example, the unit price of coal with a HHV of 4,000 kcal/kg was 57% of the reference coal having 6,080 kcal/kg. Considering the negative effects leading to a decrease in the thermal performance, heating value compensation, and increased parasite load, the corrected unit cost for the coal with 4,000 kcal/kg was 90.7% of the reference coal. Overall, the cost saving by imported coals was not high as expected.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제15권5호
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• pp.630-638
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• 2001

The electrical resistivity of sinter dusts generated from the steel industry and coal fly ash from the coal power plant has been investigated using the high voltage conductivity cell based on JIS B 9915 as a function of temperature and water content. Dust characterization such as the chemical composition, size distribution, atomic concentration, and surface structure has been conducted. Major constituents of sinter dusts were Fe$_2$O$_3$(40∼74.5%), CaO (6.4∼8.2%), SiO$_2$(4.1∼6.0%), and unburned carbon (7.0∼14.7%), while the coal fly ash consisted of mainly SiO$_2$(51.4%), Al$_2$O$_3$(24.1%), and Fe$_2$O$_3$(10.5%). Size distributions of the sinter dusts were bi-modal in shape and the mass median diameters (MMD) were in the range of 24.7∼137㎛, whereas the coal fly ash also displayed bi-modal distribution and the MMD of the coal fly ash was 35.71㎛. Factors affecting resistivity of dusts were chemical composition, moisture content, particle size, gas temperature, and surface structure of dust. The resistivity of sinter dusts was so high as 10(sup)15 ohm$.$cm at 150$\^{C}$ that sinter dust would not precipitate well. The resistivity of the coal fly ash was measured 1012 ohm$.$cm at about 150$\^{C}$. Increased water contents of the ambient air lowered the dust resistivity because current conduction was more activated for absorption of water vapor on the surface layer of the dust.

• 자원환경지질
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• 제21권1호
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• pp.97-106
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• 1988

The purpose of this study is to collect basic data which are prerequisite for quantitative analysis of coal logging data. The study involves laboratory measurements of physical properties such as seismic velocities (P,S-waves), resitivity and density of domestic and imported foreign coals. The relationships between these properties were analyzed by using cross-plots. Correlation between the physical properties of coal and the results of chemical analysis (calorie, fixed carbon, ash, moisture, volatile matter and sulfur contents) was also studied to obtain ideas about coal quality analysis using logging data. Summarized results are as follows: 1. $V_P$ is exponentialy related to $V_S$. And the average value of $V_P$ is about l.8 times as large as $V_S$. 2. Since coal has very low density compared with surrounding sedimentary rocks, density logging is appeared to be the best method for identifying coal seams and evaluating their qualities. 3. For the case of domestic coals, the ash contents and calorie show a perfect inverse relationship. Since the density increases as increase of ash content with a well-defined functional form, the ash content of domestic coals can be estimated by density measurements. 4. Because of low ash content, low density and high resistivity, foreign coals and domestic lignites are easily distinguished from domestic coals.

• 에너지공학
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• 제23권2호
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• pp.1-6
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• 2014

저등급석탄을 효율적으로 활용하기 위한 고품위화 기술에 대한 연구를 수행하였다. 저등급석탄을 건조시켜 고발열량 석탄으로 제조하는 과정에서 자연발화에 대한 안정화를 위해 중질유를 분무 코팅하는 방법을 적용하였다. 수분 30wt% 이상의 저등급석탄을 고품위화하여 6,000 kcal/kg 이상의 고발열량 석탄을 제조하였으며, 중질유 분무 코팅을 통해 자연발화에 대한 안정성을 확인하였다. 중질유 분무 코팅의 방법은 석탄을 건조시킨 후 분무 코팅하는 것이 가장 적절한 것으로 나타났으며, 자연발화에 대한 충분한 안정성을 갖기 위해서는 중질유를 2wt% 이상 석탄 표면에 흡착시켜야 하는 것으로 나타 났다.

• 에너지공학
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• 제21권4호
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• pp.373-377
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• 2012

Among the fossil fuels, the brown coal is a great deal of resources. However, it is hardly used due to the high moisture content and low calorific value. It has both the week points such as spontaneous combustion and high volatile content and the strong points such as the low-sulfur and low ash content. If we overcome these week points, the using amount of brown coal would be increased. Also, it is well known that biomass is one of the important primary renewable energy sources because of carbon neutral energy. Furthermore, the utilization of biomass has been more and more concerned with the depletion of fossil fuel sources as well as the global warming issues. Combustion and thermal decomposition of biomass is one of the more promising techniques among all alternatives proposed for the production of energy from biomass. In this study, combustion of brown coals and mushroom waste was done. Mass change of samples and emission of hydrocarbon components were measured. As the results, we obtained combustion rate constant. Also activation energy was calculated in char combustion step. Hydrocarbon components were more generated in low oxygen concentration than high. Emission amount of hydrocarbon components in mushroom waste was significantly increased comparing to brown coal.

• 한국토양비료학회지
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• 제41권6호
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• pp.379-386
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• 2008

토양개량방법의 하나로서 다공성 소성 과립체를 토양에 사용하는 방법을 적용하고자 하였다. 석탄폐석을 토양개량제의 원료로 사용하면 자열소성방법에 의해 저비용으로 과립체를 생산할 수 있고, 더불어 국내에 대량으로 적치되어 있는 석탄폐석을 활용할 수 있는 방안도 될 것임을 착안하여, 석탄폐석을 분쇄, 과립하고 자열소성방법으로 소성하여 과립(pellet)을 제조한 후 이의 다공체로서의 특성과 수분보유특성, pH등을 확인하였다. 고정탄소량이 약 28%인 시료 HCR을 고령토와 1:4의 무게비(20%)로 혼합하여 제조한 과립과 고정탄소가 약 9.66%인 LCR시료만을 사용한 과립을 자열소성한 결과, 별도의 가열에너지의 공급 없이 최대온도 $1200^{\circ}C$ 이하에서 연속적인 소성이 가능하였다. 이렇게제조한 과립체를 고령토만 사용하여 제조한 일반 소성 점토과립과 비교하였을 때 평균공극의 크기가 커졌음이 확인되었다. 이렇게 변화된 공극의 특성으로 인해 HCR과 LCR 과립의 내부에 흡수된 수분이 kaolin 과립에 비해 더 낮은 potential에서 방출되었고, 식물이 더 이용하기 쉬운 상태로 수분이 보유됨을 확인하였다. 그리고 자열소성한 과립은 kaolin 과립에 비해 높은 포장용수량과 유효수분의 값을 나타내었다. 포장용수량은 HCR과 LCR 과립이 각각 47.64, 38.43mL/100g값을 나타내었고, 유효수분의 양은 각각 38.39과 28.49mL/100g으로 나타났다. 자열소성한 과립의 pH는 6~8로서 토양에 활용이 가능함을 확인하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제54권4호
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• pp.501-509
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• 2016

황함유량이 높아 독성 폐기물로서 분류되는 석유코크스를 역청탄 및 아역청탄과 혼합하여 가스화 공정을 통해 액체연료를 생산하는 공정의 경제성을 분석하였다. 공정의 경제성을 분석하기 위한 2,000 톤/일 규모의 액화 공정은 가스화, 정제, Fischer-Tropsch 전환 등으로 이루어진다. 기발표된 자료들로부터 적절한 검토 기준을 통해 건설비용 및 매출액을 산정하였고 석유코크스/석탄의 혼합비에 따른 경제성을 평가하였다. 경제성 평가 결과, 원소황의 생산과 판매 증가로 인해서 석유코크스의 경제성이 석탄보다 우수했으며 수분 함량이 낮은 역청탄과의 혼합이 보다 높은 경제성을 가지는 것으로 나타났다. 아역청탄의 경우, IRR (Internal rate of return)이 10% 이상이 되기 위해서는 석유코크스와의 혼합이 적어도 40 wt% 이상이 되어야 함을 확인하였다.

• 에너지공학
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• 제8권4호
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• pp.553-559
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• 1999

1 T/D 급 습식 분류상 석탄가스화 장치를 이용하여 외국의 각종탄에 대한 가스화 실험을 통해, 1) 석탄가스화를 위한 적절한 탄종을 선정하고 , 2) 탄종에 따른 가스화 반응식 데이터베이스를 구축하며, 3) 가스화 반응기에서 예상되는 문제점을 사전에 제거하고, 4) 습식분류상 가스화기술에 대한 요소기술 및 운소기술 및 운전기술을 확보하므로서 향후 IGCC Plant 설계, 건설시에 시행착오를 줄이는데 크게 기여하고저 하였다. 가스화 실험을 위해 미국산 Cyprus 및 Alaska 탄이 사용되었으며 , 실험결과 Cyprus 및 Alaska 탄은 국내발전용 탄인역청탄 및 갈탄으로 비교적 반응성은 양호하였으며, slag 의 용융온도 또한 약 129$0^{\circ}C$로서 비교적 낮게 나타났다. 석탄슬러리 농도는 Cyprus 탄의 경우 58, 62 , 65 %로 유지하였으며 가스화장치에 공급하는데는 점도 상승에 따른 큰 문제점이 없었으나, Alaska 탄의 경우엔 수분함량이 많아 슬러리 제조 및 feeding 상의 문제점을 고려하여 58%로 운전하였으며 , 60%이상 슬러리 농도를 유지할수 없었다. O2 coal ratio는 0.6에서 1.2까지 유지하면서 운전하였으며 갈탄인 Alaska탄의 경우 수분함량이 많아 산소소모가 많은 것으로 나타났다. 두 탄종에 대한 가스화실험을 통해, 생성된 합성가스(H2+ CO)는 40-62% 로나타났으며 , 생성가스의 열량은 1, 400-2,050kcal/N㎥(HHV)로 분석되었다.