• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2013년도 제46회 KOSCO SYMPOSIUM 초록집
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• pp.91-94
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• 2013

Commercial computational fluid dynamics (CFD) codes traditionally rely on the computational efficiency of the simplified single-film apparent char kinetic model to predict char particle temperatures and char conversion rates in pulverized coal boilers. The aim of this study is to evaluate the reliability of the single-film apparent kinetic model and to suggest the importance of proper use of this model. For this, a parametric study was conducted with a consideration of main parameters such as Stefan flow, product species, particle evolution, and kinetic parameters.

• 에너지공학
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• 제18권1호
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• pp.9-16
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• 2009

국내 Y 화력발전소에서 사용중인 5개 석탄에 대한 열분해, 촤 - 공기 반응에 대한 반응성 실험을 TGA를 이용하여 수행하였다. 탄종별 열분해 및 촤 반응특성을 살펴보았으며 반응성 지수를 구하여 서로 비교, 분석하였다. 열분해 속도는 Peabody, Flame, MIP, Indominco, Elk valley의 순이었으며 열분해 거동은 2단계, 1차 열분해 모델에 의하여 잘 모사되어졌다. 5개 탄종에 대한 촤 - 공기 반응은 그레인 모델로 잘 모사되었으며 촤의 반응 속도는 Flame 촤가 가장 컸으며 Elk valley 촤가 가장 작은 값을 보여주었다. Flame 촤의 경우 1,000 K 이상의 온도 영역에서 반응속도가 다른 촤에 비해 월등히 빠른 것을 보여주었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권7호
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• pp.675-681
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• 2012

본 연구는 낮은 회 성분의 함량과 높은 발열량의 특성을 지닌 초청정 석탄의 촤 반응율 특성을 알아보았다. 실험은 DTF(Drop Tube Furnace)를 통해서 다양한 온도조건 하에 산소의 분율을 바꾸어가며 수행하였다. 촤 반응률을 도출하기 위하여 FT-IR을 통해 배기가스(CO, $CO_2$)를 측정하였으며, 이색온도계를 통하여서 입자 온도를 측정하였다. 또한, Arrhenius 경험식을 토대로 초청정 석탄 촤의 활성화 에너지와 빈도인자를 도출하였다. 결과는 초청정 석탄 촤의 반응특성은 온도와 산소 분율이 높아질수록 뚜렷한 증가를 보였고, 초청정 석탄 촤의 활성화 에너지는 역청탄의 수치와 비슷한 값을 보임을 알 수 있었다.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2012년도 제45회 KOSCO SYMPOSIUM 초록집
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• pp.67-70
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• 2012

Many computational fluid dynamic (CFD) simulations have treated the coal kinetics poorly due to large physical domain sizes and high computational complexity, particularly for the recent oxy-coal boilers. Furthermore, some modelers' lack of understanding of the kinetic rate model seems to worsen the simulation accuracy. This study is to suggest the importance of proper use of single-film global kinetic model generally used in CFD code to describe the oxy-fuel combustion of coal char through simple char burnout calculation.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제22권6호
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• pp.884-894
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• 2011

Effects of temperature, volatile content, particle diameter and solid input weight were investigated in the batch fluidized bed reactor using OCN703-1100 particle as oxygen carrier and Roto coal and char as fuels. Two solid fuels represented the best reactivity at different temperature, $900^{\circ}C$ for Roto coal and $950^{\circ}C$ for char, respectively. However, we selected $900^{\circ}C$ as the best operating temperature because the improvement of reactivity of char at $950^{\circ}C$ was negligible. Char represented better reactivity than Roto coal because char contains low volatile than Roto coal. For both solid fuels, reactivities were improved with increasing of the particle diameter. These results were explained by solid mixing tests in a transparent fluidized bed using two char particles having different particle size ranges and OCN703-1100 particle. The bigger particle showed better solid mixing with OCN703-1100 particle, and therefore, represented better reactivity. For both solid fuels, reactivities were improved with increasing of the solid input weight within the experimental conditions of this study because the weight of coarse particles increased with the solid input weight increased, and therefore, these coarse particles can mix well with the oxygen carrier.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권4호
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• pp.405-413
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• 2013

4 가지 탄종(Gunvor, Glencore, Noble, ECM)의 촤 산화반응 특성을 $900^{\circ}C$에서 $1300^{\circ}C$까지의 노내온도와 대기압 조건에서 DTF(drop tube furnace)를 이용하여 실험하였다. 촤 반응률은 FT-IR 장비로 측정한 CO, $CO_2$ 농도와 이색온도계로 측정한 입자온도를 통해 계산되었고 고회분탄의 활성화에너지(E)와 pre-exponential 상수(A)는 아레니우스 방정식을 기초로 계산되었다. 실험 결과는 석탄의 회분 함량이 늘어남에 따라, 입자온도와 면적반응성이 감소하였다. 이러한 결과는 회분의 큰 열용량, 회분의 기화잠열과 상대적으로 적은 고정탄소의 함량으로 인한 연소성 저하로 사료된다. 결과적으로 고회분탄은 높은 활성화 에너지(E)를 가진다.

• 한국세라믹학회지
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• 제40권5호
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• pp.481-487
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• 2003

고로 연소대의 거동에서 석탄, 미연소탄, 코크스의 함량을 측정할 수 있는 분석기술이 필요하다 탄소질 재료에 분말 X-선 회절 정량법을 적용하여 석탄, 미연소탄, 코크스의 혼합시료에 대하여 탄소의 함량을 정량적으로 파악할 수 있는 방법을 연구하였다. 분석을 위하여 석탄을 1000~140$0^{\circ}C$의 온도에서 시간을 달리하여 미연소탄을 제조하여 XRD를 이용하여 분석하였다. 또한, XRD 분석을 위해 제조된 시료에 대하여 HCI과 HF용액을 이용하여 시료 내에 포함된 광물성분을 제거하였다. XRD측정 결과로부터 결정 층의 두께(L $c_{(002)}$)와 결정 층의 크기(L $a_{(10)}$), 방향족분율, 흑연화도, 면간거리( $d_{0.2}$), 탄소 층의 수( $N_{ι}$)를 측정하였다. 그 결과로 열처리 온도가 증가됨에 따라 L $c_{(002)}$, L $a_{(10)}$, 흑연화도는 증가하였으며, 면간거리와 반가폭은 감소하였다. 따라서 미연소탄-코크스 혼합물에 대한 결정층의 두께자료는 합성시료로부터 미연소탄의 함량을 정량화할 수 있었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제53권6호
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• pp.746-754
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• 2015

본 연구는 이온교환법을 통해 Ni촉매를 담지한 저등급 석탄(인도네시아 Eco탄)과 바이오매스(대한민국 상록수)의 혼합물로부터 제조된 촤(char)를 $700{\sim}900^{\circ}C$ 등온조건에서 온도가 반응속도에 미치는 영향에 대해 알아보았다. $Char-CO_2$ 가스화 반응은 700, 750, 800, 850, $900^{\circ}C$의 온도에서 진행하였으며, 기-고체 반응의 가스화 거동특성을 알아보기 위하여 각각 다른 가정을 갖고 있는 shrinking core model(SCM), volumetric reaction model(VRM), random pore model(RPM), modified volumetric reaction model(MVRM)을 실험결과에 적용하여 비교하였다. Arrhenius equation를 이용하여 Ni-coal/biomass와 Non-catalyst coal/biomass의 활성화에너지를 구하였고 이를 비교하였다.

• 한국연소학회지
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• 제17권2호
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• pp.32-39
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• 2012

In this study, pre-processor code based on structural behavior of coal is applied to predict yields, pyrolysis rate and compositions of volatile and char. These parameters are used in the devolatilization and char burnout sub-models as user-defined functions of commercial CFD code. The predicted characteristics of these sub-models are compared with those employing the conventional model based on experiment and validated against the measurement of a 2.1 MW swirling pulverized coal flame in a semi-industrial scale furnace. And the influence of the turbulence-chemistry interaction on pulverized coal combustion is analyzed.

• 한국연소학회지
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• 제21권4호
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• pp.23-29
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• 2016

Reactivity of gasification defined by bouardard reaction is critical parameter in efficiency of the gasifier. In this study, char reactivity of the gasification was derived from the experiments using the intrinsic reaction kinetics model. Pressurized wire mesh heating reactor (PWMR) can produce high temperature and high pressure conditions up to 50 atm and 1750 K, respectively and PWMR was designed to evaluate the intrinsic reaction kinetics of $CO_2$ gasification. In this study, Kideco and KCH (sub-bituminous Indonesian coal) were pulverized and converted into char. Experiments used the PWMR were conducted and the conditions of the temperature and pressure were 1373~1673 K, 1~40 atm. To distinguish the pressure effect from high pressurized condition, internal and external effectiveness factors were considered. Finally, the intrinsic kinetics of the Kideco and KCH coal char were derived from $n^{th}$ order reaction rate equations.