• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제20권6호
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• pp.519-525
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• 2009

The catalytic steam reforming of woody biomass tar and soot to convert a synthetic gas containing hydrogen was investigated by using a bench-scale biomass gasification system. One commercial nickel-based catalyst, Katalco 46-6Q, and two different kinds of natural minerals, dolomite and olivine, were tested as a reforming catalyst at various reforming temperatures. The reaction characteristics of woody biomass tar were also investigated by TGA at a variety of heating rates. With all three catalysts conversion efficiency of tar and soot increased at increasing temperature. The reforming of tar and soot in the synthetic gas induce the increase of combustible gases such as $H_2$, CO and $CH_4$ in the product gas. The nickel-based catalyst showed a higher tar and soot conversion efficiency than mineral catalysts under the same temperature conditions.

• 에너지공학
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• 제8권4호
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• pp.560-566
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• 1999

가압 조건하에서의 석탄가스화 특성을 규명하기위해 , 온도 압력 , 산소/석탄비, 수증기/석탄비 등을 변화시켜가며 로토탄(sub A)에 대하여 PDTF(Pressuized drop tube furnace)실험을 수행하였다. 실험결과, 상압 조건에서보다 가압조건에서의 가스화가 탄소전환율과 냉가스효율의 측면에서 더 유리한 것으로 측정되었다. 최대의 냉가스효율을 보이는 산소/석탄비의 증가가 냉가스효율의 증가를 가져왔다. 압력이 증가할수록 열분해에 의한 탄소전환의 비중은 감소하고 대신 기고반응에 의한 탄소전환의 비중이 증가하였다.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 1999년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.23-31
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• 1999

가압 조건하에서의 석탄가스화 특성을 규명하기 위해, 온도, 압력, 산소/석탄비, 수증기/석탄비 등을 변화시켜가며 로토탄(Sub A)에 대하여 PDTF(Pressurized drop tube furnace) 실험을 수행하였다. 실험결과, 상압 조건에서보다 가압조건에서의 가스화가 탄소 전환율과 냉가스효율의 측면에서 더 유리한 것으로 측정되었다. 최대의 냉가스효율을 보이는 산소/석탄비(무게기준)는 0.5∼0.7(g/g)로 측정되었고, 온도가 충분히 높은 경우에만 수증기/석탄비의 증가가 냉가스효율의 증가를 가져왔다. 압력이 증가할수록 열분해에 의한 탄소전환의 비중은 감소하고 대신 기고반응(heterogeneous reaction)에 의한 탄소전환의 비중이 증가하였다.

• 청정기술
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• 제20권3호
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• pp.218-225
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• 2014

석탄의 가스화는 촉매 도입 시 온순 조건에서 가능하나, 석탄 내 회분에 의한 비활성화에 의해 반복적인 촉매 활용이 힘들다. 이에 본 연구에서는 삼화 원탄에서 회분을 제거하여 삼화 무회분탄(ash-free coal, AFC)을 제조한 후 가스화 반응성을 원탄과 비교하여 알아보았다. 우선 원탄을 대상으로 고정층 반응기에서 수증기 공급량, 공간 속도(space velocity), 온도 및 촉매를 변수로서 가스화 조건을 결정하였다. 고체상 혼합법으로 다양한 촉매 도입 시, 유동성을 갖는 $K_2CO_3$가 가장 높은 활성을 보였다. 무회분탄은 원탄보다 낮은 반응성을 보였으며, 이는 용매(1-methylnaphthalene, 1-MN)를 이용한 고온 추출 및 건조 공정 중에 소모된 산소 기능기 함량과 증가된 탄화도(carbonization)에 기인한다. $K_2CO_3$ 가 혼합된 무회분탄의 반응성은 급격히 증가하여 낮은 온도 ($700^{\circ}C$)에서도 높은 전환율을 보였다. 이때 $H_2/CO$와 $CO_2/CO$ 비율도 증가하는데, 이는 촉매에 의해 수성가스전환(water-gas shift) 반응이 활성화됨에 기인한다. 본 연구에서는 무회분탄의 저온 촉매 가스화 반응을 통해 석탄 가스화 공정의 경제성이 개선될 수 있음을 확인하였다.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2014년도 제49회 KOSCO SYMPOSIUM 초록집
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• pp.267-270
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• 2014

Since contaminants of syngas obtained from the biomass gasification are removed, the syngas is clean fuel. In this study a high-efficiency energy production system is developed. The system produces electricity using a waste pressure and feeds a low-pressure steam to Dyeing industrial complex. Also, iron oxide derived from dyeing sludge is utilized as a self-catalyst to reform a tar and reduce a tar emission from gasifier. This system increases the amount of syngas and finally achieves a highly efficient gasification.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2014년도 제49회 KOSCO SYMPOSIUM 초록집
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• pp.327-330
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• 2014

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제23권1호
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• pp.93-99
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• 2012

The investigation of clean and environment-friendly coal utilization technology is actively progressed due to high oil price and serious climate change caused by greenhouse gas emissions. In this study, the plasma gasification was performed using a 6kW microwave plasma unit under various reaction conditions: the particle sizes of coal ($45{\mu}m-150{\mu}m$), $O_2$/fuel ratio (0 - 1.3), and steam/fuel ratio (0 - 1.5). The $H_2$ composition decreases with decreasing coal particle size. With increasing $O_2$/fuel ratio, the $H_2$ composition in the syngas decreased while the $CO_2$ composition increased. As the steam/fuel ratio increased from 0 to 1.5, the $H_2$ composition in the syngas increased while the $CO_2$ composition decreased. From the results, it was proven that the variation of syngas composition greatly affected by $O_2$/fuel ratio than steam/fuel ratio. The $H_2$ composition in the syngas, carbon conversion, and cold gas efficiency increased with increasing plasma power.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제21권3호
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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.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제27권5호
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• pp.517-525
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• 2016

The present work investigates the effect of $K_2CO_3$ catalyst on steam gasification of Kideco coal and the deactivation of the catalyst due to thermal exposure and interaction with coal ash. The gasification reactivity at $700^{\circ}C$ is highly enhanced by $K_2CO_3$, which is not deactivated by the heat treatment at $T{\leq}800^{\circ}C$. TGA and XRD results prove minor decomposition of $K_2CO_3$ after the calcination at $800^{\circ}C$. $K_2CO_3$ is, however, evaporated at the higher temperature. Assuming the conversion of $K_2CO_3$ into $K_2O$ by the decomposition and into $K_2O{\cdot}2.5SiO_2$ and $KAlO_2$ by the interaction with coal ash, the reactivity of the gasification is evaluated in the presence of $K_2O$, $K_2O{\cdot}2.5SiO_2$ and $KAlO_2$. Among them, $K_2O$ is the most active, but much lower in the activity than $K_2CO_3$. XRD results show that $K_2CO_3$ could react readily with the ash above $700^{\circ}C$.

• 에너지공학
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• 제6권1호
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• pp.104-113
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• 1997

본 연구에서는 상용공정모사기인 ASPEN PLUS를 이용하여 건식탄공급, 산소사용 분류층 가스화기인 Shell가스화공정, 저온가스정제공정, GE MS7001FA가스터빈, 삼압.자연순환식 폐열회수보일러, 재열복수식 증기터빈 및 극저온 산소분리공정을 채용한 IGCC시스템에 대하여 성능해석 모델을 개발하고 시스템 성능해석을 위한 민감도분석을 수행하였다. 본 모델의 적정성은 설계조건에서 대상탄을 이용한 정상상태 성능해석 결과를 타 시뮬레이션 결과와 비교함으로서 검증하였다.$^{1)}$ . Illinois#6탄을 대상으로 수행한 시뮬레이션 결과는 투입되는 탄에 함유된 수분의 양이 증가함에 따라 가스화기의 온도가 감소하며, 회분 및 황이 많은 경우에 현열손실이 증가하여 시스템 효율이 감소하였다. 개발된 모델을 이용하여 가스화기의 운전압력, 증기/석탄비율 및 산소/석탄비율에 따르는 시스템의 민감도분석을 수행한 결과 운전압력 증가에 따라 가스화기 노내온도가 상승하며, 가연성가스(CO＋H2) 생성율이 감소하였다. 증기/석탄비율 변화분석에서는 공급증기의 양을 변화시키면 가연성가스의 최고생성점이 보다 낮은 산소/석탄비율에서 나타남을 알 수 있었다. 또한 산소/석탄비율 변화분석에서는 증기/석탄 공급비율 0.2에서 산소/석탄 공급비율이 0.77인 경우에 가장 최적의 운전조건임을 알 수 있었다.