• 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.

• 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.

• 자원환경지질
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• 제22권2호
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• pp.141-150
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• 1989

In order to make economic and geological evaluation of coal in Korea, proximate and ultimate analyses were carried out as well as coal petrological studies such as maceral analyses, vitrinite reflectance and sporinite fluorescence measurement. The coeffcient of correlation between each factor of both conventional utilization and coal petrological parameters were studied as in Table 5 and 6. Their conclusions were as follow: (1) for anthracite, the good parameters of coal rank are mean vitrinite reflectance, carbon content, hydrogen content and H/C atomic ratio: (2) for brown coal and sub-bituminous coal, the good parameters of coal rank are carbon content, calorific value, moisture content, hydrogen content, oxygen content and O/C atomic ratio as well as vitrinite reflectance and sporinite fluorescence. An attempt is made to infer the coalforming environment by utilization of coal petrological analyses and to make comparison of coal analyses with proximate and ultimate analyses throughout the island arc region including Japan, Philippine and Indonesia and continental region including USA, Canada and Australia. As a result, meceral composition of Paleozoic and Mesozoic anthracite are similar to that of the Paleozoic continental coals, which were formed under dry conditions or low water table, but the coalification degree suddenly increased during Daebo orogeny (middle Jurassic to lower Cretaceous). The Tertiary coal resembles those of Tertiary island arc region coal characterized by higher calorific value, volatile matter content and H/C atomic ratio and by the formation of coal under wet conditions or higher water table.

• 공업화학
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• 제22권3호
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• pp.312-318
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• 2011

촉매를 이용한 $CO_2$-석탄 가스화의 kinetic 및 촉매 활성에 대해 조사하였다. 석탄에 촉매로 $K_2CO_3$와 $Mn(NO_3)_2$, $Ce(NO_3)_3$를 진공증발기를 이용하여 담지하였다. 가스화 실험은 5 wt%의 촉매를 담지한 저급석탄을 TGA를 사용하여 온도 $700{\sim}900^{\circ}C$범위에서 $N_2$와 $CO_2$ 반응가스로 진행하였다. TGA 실험 결과 $900^{\circ}C$에서 모든 촉매의 종류에 관계없이 저급석탄은 탄소 전환율 100%에 도달하였으며 촉매 가스화속도는 5 wt% $K_2CO_3$ > 5 wt% $Mn(NO_3)_2$ > 5 wt% $Ce(NO_3)_3$ > Non-catalyst 순으로 나타났다. 가스화 속도는 온도가 증가함에 따라 증가하는 것을 관찰하였으며 5 wt% $K_2CO_3$의 경우 가스화반응 활성화 에너지가 119.0 kJ/mol로 가장 낮게 얻어졌다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제53권2호
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• pp.231-235
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• 2015

저등급석탄을 건조하고 무결합제로 성형하는 경우에 대한 조건별 특성 연구를 수행하였다. 인도네시아 산 두 종류의 저등급석탄을 전기오븐에서 건조시킨 후 성형에 사용하였으며, 석탄의 수분별, 입도별, 성형압력별, 보관일수별로 압축강도를 측정하여 성형특성을 비교하였다. 석탄의 수분별로는 10~15 wt%에서 가장 높은 강도를 나타내었으며, 석탄의 종류에 따라 가장 높은 강도를 갖는 수분 함량의 차이가 있었다. 석탄의 입도는 적을수록 높은 강도를 나타내며 입도가 증가할수록 수렴하는 경향을 나타내었다. 성형압력이 높아질수록 성형 강도가 높게 나타났으나, 약 300 kN 이상에서는 크게 차이를 보이지 않았다. 보관일수별로는 약 일주일 동안 강도가 급격히 감소한 후 수렴하는 경향을 보였다. 이상의 결과는 저등급석탄의 산지에서 고품위화시킨 석탄을 국내 반입하는 경우에 대한 성형석탄 제조 및 관리의 지침으로 활용될 수 있다.

• 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.

• 한국광물학회지
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• 제23권3호
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• pp.199-209
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• 2010

석탄가스화는 청정석탄이용기술의 한 분야로 최근 국제 유가의 급격한 변동과 더불어 매우 각광을 받고 있는 기술이다. 본 연구에서는 중국 내몽고 지역의 저급석탄을 출발물질로 가스화를 위한 광학적 특성, X선 분광특성, X선 회절특성, 광물학적 특성, 건조특성 등을 분석하였다. 분석결과 석탄의 등급은 slagging성과 fouling성이 매우 낮으며 착화온도가 $250^{\circ}C$ 정도인 brown coal인 것으로 조사되었고, 석영, 능철석, 점토광물 등이 주요 불순물로 혼재하는 것을 알 수 있었다. 또한 초기 수분이 28%로 매우 높기 때문에 이를 쉽게 건조하기 위한 방법으로 열풍건조와 마이크로웨이브 건조기술을 적용하여 비교한 결과, 마이크로웨이브를 이용한 건조가 좀 더 효과적인 것을 알 수 있었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권6호
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• pp.1086-1092
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• 2012

본 촉매가스화 실험에서 촉매로서 가치가 있는 천연광물과 순수촉매를 사용하여 저급석탄의 $CO_2$분위기하 활성화 에너지 및 생성된 합성가스의 성분을 분석하였다. 먼저 공업 분석과 원소 분석을 통해 6가지 저급석탄의 회분과 황 함유량을 측정하였다. 그 후 Thermogravimetric Analyzer (TGA)를 통해 저급석탄 열분해반응 특성을 고려하여 실험에 가장 적합한 저급석탄을 선정하였다. 선정된 삼화 저급석탄은 촉매와 섞어 $CO_2$분위기하 TGA실험을 진행하였으며, 결과를 토대로 Kissinger 방법을 이용한 활성화 에너지를 구하였다. 또한 shrinking core model을 이용해 활성화 에너지를 구하여 Kissinger 방법과 비교하였다. 그리고 반응기에서 이산화탄소 분위기하 생성된 합성가스는 Gas Chromatography (GC)를 이용하여 분석하였다. 가스를 분석한 결과 수소의 생성량은 $K_2CO_3$를 촉매로 사용하였을 경우 가장 크게 나타났으며, 앞서 구한 활성화 에너지 결과와 일치하는 경향을 나타내었다.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2013년도 제46회 KOSCO SYMPOSIUM 초록집
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• pp.87-90
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• 2013

In pulverized coal fired boilers, slagging and fouling may cause significant effect on the operational life of boiler. As increasing a consumption of low rank coal, slagging and fouling are main issues in pulverized coal combustion. This study predicts ash deposition propensity in a 0.7 MW pilot-scale furnace. Slagging model is employed as a User-Defined Function (UDF) of FLUENT and validated against measurement and prediction. The results show good agreement compared with experiment. There is need to development of a pulverized coal combustion and slagging analysis at low coal.

• Environmental Engineering Research
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• 제25권4호
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• pp.522-528
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• 2020

To achieve the clean and efficient utilization of low-rank coal, the combustion and pollutant emission characteristics of chars from low-temperature and fast pyrolysis in a horizontal tube furnace were investigated in a TG-MS analyzer. According to the results, the combustion characteristic of chars was poorer than its parent coals. The temperature range of gaseous product release had a good agreement with that of TGA weight loss. Gaseous products of samples with high content of volatile were released earlier. The NO and NO₂ emissions of chars were lower than their parent coals. Coals of high rank (anthracite and sub-bituminous) released more NO and NO₂ than low rank coals of lignite, so were chars from coals of different ranks. SO₂ emissions of char samples were lower than parent coals and did not show obvious relationship with coal ranks.