• 청정기술
• /
• 제19권4호
• /
• pp.469-475
• /
• 2013

본 연구에서는 팜 잔사유를 이용하여 고품위화된 저등급 석탄의 건조 안정화 특성을 알아보았다. 인도네시아 저등급 석탄인 에코탄을 사용하였고, 팜지방산증류물(palm fatty acid distillate, PFAD)을 혼합시킨 후 $107^{\circ}C$ 질소분위기에서 건조하였으며 그 후에 안정화 특성을 평가하였다. 교차점온도(crossing-point temperature, CPT) 측정을 통해 자연발화 경향을 확인하였으며, 저온산화 실험을 통해 $CO_2$, CO 가스 배출량은 건조석탄보다 고품위 석탄이 감소하는 것을 확인하였다. 수분 재흡착 실험을 통해 고품위 석탄이 대기방치와 항온항습 분위기에서 수분 재흡착이 줄어드는 것을 확인하였다. 고품위화된 석탄은 PFAD의 표면코팅을 통해 안정화 되며, 함량이 증가할수록 안정화도가 높아졌다.

• 청정기술
• /
• 제22권4호
• /
• pp.299-307
• /
• 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
• /
• 제23권2호
• /
• pp.1-6
• /
• 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.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
• /
• pp.105.1-105.1
• /
• 2010

Korea Electric Power Research Institute (KEPRI) has developed a compact coal-gasification system to accumulate our experiment skills. The combustion furnace for residual oil was modified as a small size coal gasifier. Recently, coal feeding system was also upgraded to control coal feed rate more accurately. Our research group has conducted several experiments to find out the effect of $O_2$/coal ratio on the cold gas efficiency. Furthermore, the effect of $N_2$/coal ratio on the transport characteristics was also studied. According to the calculation of heat and mass balance, the cold gas efficiency was estimated to the maximum at $O_2$/coal ratio of around 0.73. But small size gasifier such as ours required higher value of $O_2$/coal ratio than that of the theoretical estimation. On the optimal $N_2$/coal ratio, we noticed that the coal feed rate was intimately related with the transporting gas pressure and the pipe diameter.

• Advances in Energy Research
• /
• 제1권2호
• /
• pp.127-146
• /
• 2013

Torrefaction technologies convert assorted biomass feedstocks into energy-concentrated, carbon neutral fuel that is economically transported and easily ground for blending with fossil coals at numerous power plants around the world without needs to retrofit. Utilization of torrefied biomass in conventional electric generating units may be an increasingly attractive alternative for electricity generation as aging power plants in the world need to be upgraded or improved. This paper examines the economic feasibility of torrefaction in different scenarios by modeling torrefaction plants producing 136,078 t/year (150,000 ton/year) biocoal from wood and corn stover. The utilization of biocoal blends in existing coal-fired power plants is modeled to determine the demand for this fuel in the context of emerging policies regulating emissions from coal in the U.S. setting. Opportunities to co-locate torrefaction facilities adjacent to corn ethanol plants and coal-fired power plants are explored as means to improve economics for collaborating businesses. Life cycle analysis was conducted in parallel to this economic study and was used to determine environmental impacts of converting biomass to biocoal for blending in coal-fired power plants as well as the use of substantial flows of off-gasses produced in the torrefaction process. Sensitivity analysis of the financial rates of return of the different businesses has been performed to measure impacts of different factors, whether input prices, output prices, or policy measures that render costs or rewards for the businesses.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 한국신재생에너지학회 2005년도 춘계학술대회
• /
• pp.561-564
• /
• 2005

Gasification has been regarded as a very important technology to decrease environmental pollution and to obtain higher efficiency. The gasification process converts carbon containing feedstock into a synthesis gas, composed primarily of CO and $H_2$. And the synthesis gas can be used as a source for power generation or chemical material production. Through more than nine years, IAE developed and upgraded several gasification/melting pilot plant system, and obtained a good quality synthesis gas. This paper illustrates the gasification characteristics and operation results of two 3 ton/day synthesis gas production facilities. One is entrained-bed slagging type coal gasifier system which is normally operated in the temperature range of $1,400\~1,450^{\circ}C,\;8\~10$ bar pressure. And the other is fixed-bed type gasification/melting furnace system using MSW and industrial wastes as a feedstock.

• 한국연소학회지
• /
• 제17권3호
• /
• pp.30-45
• /
• 2012

An existing unit of power plant is considered to refurbish it for possible application of carbon capture and storage(CCS). Conceptual design of the plant includes basic considerations on the national and international situation of energy use, environmental concerns, required budget, and time schedule as well as the engineering concept of the plant. While major equipment of the recently upgraded power plant is going to be reused, a new boiler for air-oxy fired dual mode operation is to be designed. Cryogenic air separation unit is considered for optimized capacity, and combustion system accommodates flue gas recirculation with multiple cleaning and humidity removal units. The flue gas is purified for carbon dioxide separation and treatment. This paper presents the background of the project, participants, and industrial background. Proposed concept of the plant operation is discussed for the possible considerations on the engineering designs.

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

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제50권1호
• /
• pp.76-82
• /
• 2012

볏짚 톱밥과 같은 바이오매스는 석탄과 함께 사용할 수 있는 잠재력이 큰 에너지원으로 이들을 가스화공정에 적용하면 수송용 연료같은 bio-oil을 생산할 수 있다. 본 연구에서는 상압의 열천칭 반응기(thermobalance)에서 톱밥, 볏짚, 갈탄, 역청탄, 무연탄의 수증기 가스화 반응특성을 수행하였으며, 가스화 온도 $600{\sim}850^{\circ}C$, 수증기 분압 30~90 kPa의 범위에서 조업변수들이 가스화반응속도에 미치는 영향을 조사하였다. 세 가지의 기체-고체 화학반응모델이 가스화반응의 거동을 예측하는 능력을 비교하였으며, modified volumetric reaction model을 사용하여 공정설계에 필수적인 kinetic 정보를 도출하였다. 두 가지 바이오매스와 세 가지 석탄 촤의 가스화반응성을 비교하였다. Arrhenius plot으로부터 얻어진 바이오매스와 석탄의 활성화에너지는 모두 문헌상의 범위에 속하였다. 각 연료에 대하여 수증기분압에 대한 반응차수를 결정하였으며, 가스화공정 설계의 기초데이타로서 겉보기 반응속도식을 제시하였다.

• 청정기술
• /
• 제26권4호
• /
• pp.239-250
• /
• 2020

바이오매스는 풍부한 신재생에너지로 화석연료에 의한 온실가스 배출을 줄일 수 있는 자원으로 활용될 수 있다. 인도네시아에서는 경제성이 우수한 대량의 조림지 부산물과 팜 부산물이 발생된다. 일반적으로 바이오매스들은 낮은 열량 및 연소 효율에 의해 연료로서 사용하기 어려운 경우가 많다. 최근 이러한 바이오매스를 고품위 연료로 전환하는 반탄화 기술 개발이 활발하며, 유럽을 중심으로 다수의 생산 설비가 상용화되었다. 우리나라는 현재 ~ 2 million ton yr-1 이상의 혼소용 우드팰릿을 동남아시아에서 수입하고 있다. 하지만 반탄화 연료 시장은 아직 열리지 않았고, 추후 국내 기술 및 시장 환경 성숙에 따라 도입되리라 예상된다. 인도네시아 현지 혼소용 연료로서 반탄화된 조림지 부산물은 신재생에너지 확대 정책(feed-in-tariff, FIT) 하에서 경제성 확보 가능하다. 하지만 팜 부산물인 EFB (empty fruit bunch, EFB)를 혼소용 연료로 사용하기 위해서는 알카리 금속 제거에 따른 경제성 저하 극복 방안이 강구되어야 한다. ETS (emission trading system, ETS)와 CDM (clean development mechanism, CDM)제도의 지원을 받는 경우 EFB는 연료 민감성이 낮은 시멘트 소성로에서 기존 석탄을 대체할 수 있을 것으로 판단된다.