Biomass is recognized as one of important renewable energy sources because it can be converted and used as solid, gaseous and liquid forms. Also, biomass is one of promising ways to solve the depletion of fossil fuels and global warming problems. The information about local biomass energy potentials and space energy densities can be powerfully utilized to determine the scale of biomass energy conversion plant and to analyze economic effects. The latest data on domestic biomass resources, such as agricultural, forestry, livestock and urban wastes, were collected from various government organizations and institutes and were analyzed to calculate biomass energy potential and space energy density. As local areas in South Korea to collect biomass resources increased, energy potentials increased, but space energy densities of total biomass decreased.
As the proportion of renewable energy generation is expected to increase, public power generation businesses need to actively consider implementing the expansion of biomass mixing, In this study, the biomass co-firing rate is being changed from 0wt.% to 5.0wt.% at 500MW coal-fired power plant, measuring the major operation characteristics of the pulverizer. First, the composition analysis and grinding characteristics of lignocelluosic biomass were examined, and the effect of volume increase on dirrerential bowl pressure difference, motor current, coal spillage, outlet temperature, and internal fire count was analyzed. As the co-firing rate increased, it was confirmed that the difference in the differential bowl pressure, motor current, and coal spillage treated increased, and the outlet temperature was minimal. The number of internal fires is difficult to find a clear correlation, but it has been confirmed that it is highly likely to occur in combination with other driving factors.
The Journal of the Convergence on Culture Technology
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v.9
no.5
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pp.935-940
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2023
Digital-twin technology is emerging as an innovative solution for all industries, including manufacturing and production lines. Therefore, this paper optimizes all the energy used in a biomass plant based on unused resources. We will then implement a digital-twin prototype for biomass plants and evaluate its performance in order to improve the efficiency of plant operations. The proposed digital-twin prototype applies a standard communication platform between the framework and the gateway and is implemented to enable real-time collaboration. and, define the message sequence between the client server and the gateway. Therefore, an interface is implemented to enable communication with the host server. In order to verify the performance of the proposed prototype, we set up a virtual environment to collect data from the server and perform a data collection evaluation. As a result, it was confirmed that the proposed framework can contribute to energy optimization and improvement of operational efficiency when applied to biomass plants.
In the agricultural sector where the fossil fuels are primary energy resources, the current global energy crisis together with the dissemination of smart farming has led to the new phase of energy pattern in which the electricity demand is growing faster particularly. Therefore, the fuel cell combined heat and power system, coupling the environmentally friendly fuel cell to biomass treatment and feeding, can be regarded as the most effective energy system in agriculture. In this mini-review, we discuss the R&D trend of the fuel cell combined heat and power system aimed at utilizing agricultural by-products as fuels and highlight the issues in terms of the process configuration and interconnection of individual processes.
최근 유가상승과 석유, 천연가스의 가채 매장량의 한계등과 함께 온실가스에 의한 지구온난화 방지를 위하여 미국, 유럽국가 및 캐나다 등에서는 바이오매스를 이용한 에너지 회수 기술개발에 많은 관심과 연구를 수행하고 있다. 바이오 매스는 에너지 밀도 대비 존재하는 지역이 광범위하여 발생, 수집, 수송에 따른 비용이 많이 소요되는 특성이 있어 산지에서 직접처리하거나 수집하여 대규모처리등과 같이 여러 가지 현장상황에 따라 적정한 플랜트 운용의 유연성을 갖추고 있어야 한다. 일반적으로 바이오매스로부터 중소형으로 분산형 발전이나 수소제조를 위해서는 직접 연소법 보다는 가스화 방식을 이용하고 있는데, 연소에 의해 열을 생산하여 전기를 생산하는 방식은 스팀터빈을 이용하는 것이며, 스팀터빈은 소형 운용이 어렵기 때문이다. 본 연구에서는 폐목재로부터 합성가스제조를 위하여 5톤/일 규모 가스화기를 제작하였으며, 타르 및 수트와 같은 미반응 물질을 제거할 수 있는 집진, 세정장치를 설계 및 제작하였다. 또한 합성가스에 함유된 현열로부터 열회수를 위하여 열교환기를 설치하였으며, 정제된 합성가스를 이용하는 가스엔진을 통하여 열병합 발전시스템 연계운전을 수행하였다. 운전 실험을 폐목재 가스화 3톤/일 규모로 수행하였으며, 평균 1,500kcal/$Nm^3$의 발열량을 갖는 합성가스를 생성시킬 수 있었다. 사이클론, 스크러버 및 기수분리 장치를 이용하여 정제된 합성가스는 합성가스 엔진을 통하여 72kW 이상의 전력생산이 가능하였다. 열교환기를 통하여 평균 15,000kcal/h의 배열 회수가 가능하였으며, 바이오매스 가스화 합성가스를 이용한 열병합 발전이 가능함을 입증하였다.
바이오에너지는 여러 가지 신재생에너지 자원 중에서도 자원의 잠재량이 많고 비교적 경제적이며 선진국에서는 활발희 개발 보급되고 있음에 비해 국내에서는 개발이용이 상대적으로 미흡하다. 그러나 최근의 고유가 문제, 기후변화 협약 의무이행 문제, 심각한 농 임산, 축산, 음식물쓰레기, 슬러지 등의 유기성 폐기물 처리 문제 등으로 국내에서도 바이오에너지 보급의 중요성이 부각되고 있다. 바이오에너지기술은 유기성폐자원 분야, 목질계 바이오매스 분야, 수송용 분야로 구분되는 데 바이오에너지를 생산하기 위한 플랜트 건설이 필요하다. 설비건설업계가 앞으로 이 부분에 주목할 필요가 있다는 지적이다. 정부가 집단에너지 보급에 있어 바이오에너지 사용의 가능성에 대해 적극 검토하고 있는 등 앞으로 바이오 에너지의 활용이 증대될 것으로 기대되고 있다. 이번 호에서는 바이오에너지 중 가장 큰 부분을 차지하는 유기성페자원을 중심으로 바이오에너지의 기술 및 적용사례를 알아본다.
One of domestic power generation companies, Korea East-West Power Corporation(EWP) had no performance in overseas business just two short years ago. However, EWP has accomplished breakthrough results with the profit of KRW 17.8 billion in 2010, only overseas business part. With overseas power plant growing fast, there is a possibility that EWP may face the limitation of sustainable growth with the current low income structure, which is mainly focused on commissioning and power plant management. Accordingly, this study was made on overseas biomass plant business participation plan through the establishment of joint venture. The characteristics of a joint venture establishment was searched, choosing business partner; the ideas of how to organize a joint venture was drawn, what the role of each partner in joint venture is, and what proper capital share is; and chose business field, considering changing global energy mix, renewable energy market scale, and growth prospects. Considering government policy for renewable energy vitalization and renewable energy market share, We chose the European union as a market to which our business entered.
Lignocellulosic biomass is a renewable resource for production of biofuels and biochemicals. Furfural (FF) is an important platform chemical catalytically derived from the hemicellulose fraction of biomass. Tetrahydrofurfuryl alcohol (THFA) is a FF derivative and can be used as an eco-friendly solvent with thermal and chemical stability. Despite large numbers of experimental studies for catalytic conversion of FF to THFA, few research have conducted on the economic feasibility for large-scale THFA production from FF. At the stage of assessment of the potential for commercialization of conversion technology, a large-scale process study is required to identify technological bottleneck and to obtain information for solving scale-up problems. In this study, process simulation and technoeconomic evaluation for catalytic conversion of FF to THFA are performed, as the following three steps: integrated process design, heat integration, and economic evaluation. First, a large-scale process including conversion and separation processes is designed based on experimental results. When the FF processing rate is 255 tonnes per day, the FF-to-THFA yields are 63.2~67.9 mol%. After heat integration, the heating requirements are reduced by 14.4~16.4%. Finally, we analyze the cost drivers and calculate minimum selling price of THFA by economic evaluation. The minimum selling price of THFA for the developed process are $2,120~2,340 per tonne, which are close to the current THFA market price.
The Journal of the Convergence on Culture Technology
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v.9
no.6
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pp.245-250
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2023
Digital twin technology, which copies information from real space into virtual space, is being used in a variety of fields.Interest in digital twins is increasing, especially in advanced manufacturing fields such as Industry 4.0-based smart manufacturing. Operating a digital twin system generates a large amount of data, and the data generated has different characteristics depending on the technology field, so it is necessary to efficiently manage resources and use an optimized digital twin platform technology. Research on digital twin pipelines has continued, mainly in the advanced manufacturing field, but research on high-speed pipelines suitable for data in the plant field is still lacking. Therefore, in this paper, we propose a pipeline design method that is specialized for digital twin data in the plant field that is rapidly poured through Apache Kafka. The proposed model applies plant information on a Revit basis. and collect plant-specific data through Apache Kafka. Equipped with a lightweight CFD engine, it is possible to create a digital twin model that is more suitable for the plant field than existing digital twin technology for the manufacturing field.
Mun, Tae-Young;Tefera, Zelalem Tumsa;Lee, Uendo;Lee, Jeung Woo;Yang, Won
Journal of the Korean Society of Combustion
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v.19
no.3
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pp.8-17
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2014
The aims of this research were to evaluate effects of biomass co-firing to pulverized coal power plants and the variation of co-firing ratios on the plant efficiency related to power consumption of auxiliary system and flue gas characteristics such as production and component by process simulation based on the existing pulverized coal power plant. In this study, four kinds of biomass are selected as renewable fuel candidates for co-firing: wood pellet(WP), palm kernel shell(PKS), empty fruit bunch(EFB) and walnut shell(WS). Process simulation for various biomass fuels and co-firing ratios was performed using a commercial software. Gas side including combustion system and flue gas treatment system was considering with combination of water and steam side which contains turbines, condenser, feed water heaters and pumps. As a result, walnut shell might be the most suitable as co-firing fuel among four biomass since when 10% of walnut shell was co-fired with 90% of coal on thermal basis, flue gas production and power consumption of auxiliary systems were the smallest than those of other biomass co-firing while net plant efficiency was relatively higher than those of other biomass co-firing. However, with increasing walnut shell co-firing ratios, boiler efficiency and net plant efficiency were expected to decrease rather than coal combustion without biomass co-firing.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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