• Journal of Hydrogen and New Energy
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• v.25 no.1
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• pp.97-104
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• 2014

In a coal gasifier for IGCC, hot syngas leaving the gasifier at about 1550oC is rapidly quenched by cold syngas recycled from the gas cleaning process. This study investigated the flow and heat transfer characteristics in the gas quench system of a commercial IGCC process plant under different operating pressures. As the operating pressure increased from 30 bar to 50 bar, the reduced gas velocity shortened the hot syngas core. The hot fly slag particles were retained within the core more effectively, and the heat transfer became more intensive around the hot gas core under higher pressures. Despite the high particle concentrations, the wall erosion by particle impaction was estimated not significant. However, large particles became more stagnant in the transfer duct due to the reduced gas velocity and drag force under higher pressures.

• Journal of Hydrogen and New Energy
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• v.21 no.3
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• pp.227-240
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• 2010

Coal gasification is heading for a great future as one of the cleanest energy sources, which can produce not only electricity and heat, but also gaseous and liquid fuels from the synthesis. The work focuses on 300MW shell type one-stage entrained flow coal gasifier which is used in the Integrated coal Gasification Combined Cycle(IGCC) plant as a reactor. As constructing an IGCC plant is considerably complicated and expensive compared with a pulverized-coal power plant, it is important to determine optimum design factors and operating conditions using a computational fluid dynamics (CFD) model. In this study, the results of numerical calculations show that $O_2$/Coal ratio, 0.83, Steam/Coal ratio, 0.05, coal particle diameter, $100{\mu}m$, injection angle, $4^{\circ}$ (clockwise) are the most optimum in this research.

• Environmental Engineering Research
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• v.16 no.1
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• pp.35-39
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• 2011

An integrated gasification combined cycle (IGCC) system has been attracting attention due to its increased energy conversion efficiency and ability to treat various carbonaceous materials. IGCC is also expected to play an important role in the future supply of hydrogen energy. The use of a palladium-based membrane to separate the hydrogen from the synthesis gas stream has been intensively studied due to its exceptional hydrogen-separating capability. However, theoretical research on hydrogen separation is still an unfamiliar area in Korea. First-principle density functional theory was applied in this study to investigate the dissociative adsorption of hydrogen onto a palladium surface. The stability of hydrogen on the surface was theoretically evaluated with various adsorption configurations, partial pressures and temperatures. Further theoretical and experimental studies were also suggested to find a more hydrogen-selective material.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2007.06a
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• pp.788-791
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• 2007

기존의 미분탄 화력발전을 대체할 수 있는 차기 주자인 가스화복합발전(Integrated Gasification Combined Cycle) 기술은 단순히 열과 전기를 얻는데 그치지 않고 $CO_2$ 저감뿐만 아니라 다양한 형태의 2차 에너지원과 화학원료를 생산할 수 있는 기술이다. 상용화 운전 중인 기존의 IGCC 플랜트는 석탄 공급에 있어 건조된 미분탄(dry pulverized coal) 형태로 공급하는 건식 형태와 석탄슬러리(Coal water slurry)의 액상으로 공급하는 습식 형태로 대별되고 있다. 본 연구에서는 ASPEN plus를 이용하여 상용화 IGCC 플랜트에 대한 기본 모델을 구축하였으며, 산지별로 대상 탄종을 illinois #6(미국), Shenhua(중국), Drayton(호주)로 선정하여 가스화공정에 대한 성능을 해석하였다. 동일한 발전 출력을 얻고자 하였을 때, 석탄의 공급방식에 따라 필요한 석탄과 유틸리티 공급량과 가스화기 전${\cdot}$후단에서의 운전특성과 생성되는 합성가스(syngas) 조성, 냉가스(cold gas) 효율 및 탄소 전환율을 통해 각 case에 대한 플랜트 특성을 비교하였다.

• Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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• 2001.11a
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• pp.51-56
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• 2001

정유공장으로부터 발생으로 중잔사유를 이용하는 가스화 복합발전 플랜트에 대한 공정모사를 수행하였고, 공기분리장치의 연계공정 최적화를 통해 IGCC 플랜트이 효율을 극대화하였다. 가스화 복합사이클의 발전계통을 모델링하기 위해, 본 연구는 MS7001FA 가스터빈이 공기분리장치와 연계되어 있고, 공기분리장치를 위한 공기 추출과 공기분리장치로 부터의 질소회석이 이루어진다고 가정하였다. 가스터빈의 폐열은 삼중압력의 폐열회수 증기발생장치로부터 회수하였다. 정유공장 중잔사유는 Shell 가스화 및 Sulfinol-SCOT-Claus 공정을 거쳐, 합성가스 연료를 발생시키는 것으로 가정하였다. 공기분리 장치의 연계 공정 최적 결과는 가스화 복합사이클의 효율이, 질소 회석이 없는 경우와 있는 경우에 대해, 공기추출비 20% 또는 40-60%에서 가장 우수함을 보여주었다.

• Journal of the Korean Society of Combustion
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• v.16 no.4
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• pp.38-45
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• 2011

Coal-derived syngas has been utilized by main fuel at IGCC power plant. Research efforts for investigating the characteristics of premixed and nonpremixed flames at gas-turbine condition have been conducted. The present study has been mainly motivated to evaluate the capability of the detailed chemical kinetics to predict the syngas laminar flame speed. Special emphasis is given to the effects of pressure, temperature, syngas composition, and dilution level on the characteristics of premixed and nonpremixed flames. The predicative capability of a number of detailed mechanism for laminar flame speed is compared to experimental data. From these results, detailed kinetics of Davis et al. and Li et al. have the best conformity with the experiments in the all the case of parametric studies.

• Proceedings of the KSME Conference
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• 2001.11b
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• pp.878-884
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• 2001

IGCC(Integrated Gasification Combined Cycle) power plant are becoming more attractive because of fuel flexibility and low emission. In this study, performances are evaluated when the low caloric value syngas fuels producted in gasification process is used a gas turbine originally designed naturel gas fuel. Using GateCycle computational thermal analysis model, performances of GE 7FA gas turbine are predicted for using four types of syngas. Also, off design performance is presented for firing syngas fuel in the gas turbine.

• Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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• 1993.05a
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• pp.120-125
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• 1993

석탄가스화 복합사이클 발전시스템에서 스팀터빈 발전시스템은 1차 사이클인 가스터빈사이클에서 나오는 폐열을 이용하여 발생하는 증기로 구동되며, 증기의 일부는 가스화기로 들어가서 가스화 반응에 이용된다. 이와 같은 시스템의 설계나 평가를 위해서는, 주어진 시스템에 대한 열 및 물질수지 정산을 구할 수 있는 능력을 갖추는 것이 필요하다. 본 연구에서는 주어진 시스템의 성능을 평가할 수 있는 프로그램을 개발하여 IGCC(Integrated Gasification Combined Cycle)System의 증기터빈 사이클과 유사한 증기터빈기계의 열 및 물질정사고 성능 해석에 적용하였다. (중략)

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2008.10a
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• pp.246-249
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• 2008

IGCC (석탄가스화 복합발전) 시스템 공정 중 가스화기에서 발생되는 합성가스 내에는 높은 농도의 분진들이 함유되어 있기 때문에 하부 공정들을 보호하기 위해서는 가스화기 후단에 집진장치가 필히 설치되어야 한다. 집진장치의 설계 제작 운전에 있어서 점착성 분진층 부착,분진 브리징, 필터 파손 현상 등과 같은 다양한 문제점들로 인하여 고온의 합성가스를 처리하는 데는 아직 기술적 한계들이 산재해 있는 상황이다. 이와 같은 문제점들은 필터에 부착된 분진층의 탈진성능을 향상시키거나, 필터의 열피로를 줄일 수 있도록 필터 재생을 위한 탈진의 횟수를 줄이는 방법을 통하여 해결될 수 있다. 본 연구에서는 파일롯 규모의 IGCC용 세라믹캔들필터 집진장치에서의 가스 유입 및 탈진 조건에 따른 집진장치의 차압 특성 변화를 수치해석과 실험을 통하여 분석함으로써 탈진성능을 향상시킬 수 있는 조건과 탈진 횟수를 최소화시킬 수 있는 방안을 도출하고자 하였다.

• Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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• 1995.05a
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• pp.123-128
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• 1995

고등기술연구원에서 수행하고 있는 IGCC 연구프로그램의 일부로 이루어지고 있는 석탄가스연소가스터빈 시스템의 공정개발을 위한 해석체계를 소개하였고, 지금까지 이루어진 해석결과들을 제시하였다. 본 해석체계는 가스터빈 시스템해석을 위한 사이클해석. 구성요소인 압축기, 연소기, 터빈에 대한 해석모듈들로 구성하였으며, 각 해석모듈은 구성요소에 대한 전문적인 열유동장 해석방법을 채택한다. 각 해석모듈간의 상호작용 및 해석결과들의 종합을 통하여 IGCC용 가스터빈 공정개발을 위한 기초적인 자료제공이 가능하다.