• 대한기계학회논문집B
• /
• 제25권7호
• /
• pp.895-904
• /
• 2001

Flow fields, temperature distributions, and particle trajectories in a 2-stage entrained-flow gasifier are calculated using a CFD code, FLUENT. Realizable k-$\xi$ model is used as a turbulent model. Because of swirling flow there appear recirculation regions near the burners. The characteristics of flow fields and temperature distributions in the gasifier are dependent on the swirl number of the system. Mean residence time of the particles in the reductor is inversely proportional to particle size, particle density and swirl number. As the swirl number is increasing, the particles injected from the combustor burners approach the wall near the combustor burners, which prevents the particles from entering the reductor and thus attatching the reductor wall. If the lower combustor burner angle is larger than the higher combustor burner angle for a given swirl number, the particles may move toward the reductor and cause ash/slag deposition problem.

• 전력전자학회논문지
• /
• 제12권5호
• /
• pp.424-431
• /
• 2007

본 논문은 발전소의 이차공기송풍기를 가변 회전수 제어하여 소내 소비 전력을 절감하고 전동기의 직입기동에 의한 스트레스를 줄이기 위하여 실증 적용된 200MW 석탄화력 발전소 순환 유동층 보일러 이차 공기 송풍기 구동용 H-브릿지 멀티레벨 인버터에 관한 것이다. H-브릿지 멀티레벨 인버터는 독립적으로 절연된 직류 부를 갖는 저전압의 단상 인버터(셀 인버터)를 다수 직렬 접속하여 고전압 3상 전압을 출력하는 Cascaded H-브릿지 전압형 인버터이다. 전력연구원은 6.6kV, 1MVA급 인버터 개발, 발전소에 설치, 보일러 점화 전/후 시험 및 계통 병입 후 부하 시험 등을 국내 최초로 성공적으로 완료하였다. 현재 200MW 석탄화력 발전소 이차 공기 송풍기 구동용 인버터는 상업 운전 중에 있다. 본 논문에서는 개발된 H-브릿지 멀티레벨 인버터, 기존 발전 설비와 신규 인버터 시스템의 인터페이스 부분에 해당하는 보일러 DCS(Distributed Control System : 분산 제어 시스템) 로직, 계통 병입 후 시운전 결과에 대하여 상세히 기술하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
• /
• 제8권3호
• /
• pp.333-348
• /
• 2020

본 총설에서는 석탄 바텀애시의 콘크리트 활용에 대한 최신의 전반적 내용을 다룬다. 최근 사용되는 두 종류의 화력발전시스템, 즉 미분탄연소와 순환유동층연소 보일러 각각으로부터 배출되는 바텀애시의 생산 과정과 물리적, 화학적 특성에 대해 분석하고, 활용 방법 및 활용을 위한 전처리 혹은 활용 대상 콘크리트의 종류에 대해 정리 하였다. 또한 바텀애시가 콘크리트의 여러 특성, 즉 유동성, 강도, 내구성에 미치는 영향에 대해 알아보았다. 그리고 바텀애시를 혼입한 콘크리트의 환경성 및 경제성에 대해 분석하였으며, 이를 통해 바텀애시의 콘크리트 내 활용의 미래를 고찰해 보았다. 바텀애시가 콘크리트 및 모르타르의 성능에 미치는 영향은 그 자체의 성능 외에도 전처리 및 가공 여부에 의해 크게 영향을 받는다. 따라서, 이 분야의 활용을 늘리기 위해서는 기술적 측면에서 분쇄 등의 약간의 물리적 가공이 필요하며, 이와 관련된 시방 및 기준의 정비가 요구된다는 것을 확인하였다. 특히 정책적 측면에서의 경제적 지원이 가능하다면 바텀애시 활용을 크게 확대할 수 있을 것으로 예상된다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
• /
• 제23권3호
• /
• pp.274-284
• /
• 2012

Recently, gasification technology for coal blended with biomass has been an issue. Especially, An advantages of coal blended with biomass are 1) obtaining high cold gas efficiency, 2) obtaining syn-gas of high-high heating value (HHV), and 3) controlling occurrence of $CO_2$. In this study, the efficiency and characteristic of 300 MW Shell type gasifier were predicted using CFD simulation. The CFD simulation was performed for biomass coal blending ratios of 0~0.2, 0.5, 1 and $O_2$/fuel ratios of 0.5~0.84. Kinetic parameters (A, $E_a$) obtained by $CO_2$ gasification experiment were used as inputs for the simulation. In results of CFD simulation, residence times of particle in 300MW Shell type gasifer presented as 7.39 sec ~ 13.65 sec. Temperature of exit increased with $O_2$/fuel ratio as 1400 K ~ 2800 K, while there is not an effects of biomass coal blending ratios. Considering both aspects of temperature for causing wall slagging and high cold gas efficiency, the optimal $O_2$/fuel ratio and blending ratio were found to be 0.585 and 0.05, respectively.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제46권3호
• /
• pp.561-566
• /
• 2008

석유코크스의 연료적 가치에 대한 관심이 증가하여, 세계적으로 정유공정이나 발전용으로 석유코크스 가스화 플랜트 적용 사례가 증가하고 있다. 본 연구에서는 1톤/일 규모의 석탄가스화 시스템을 활용하여 석유코크스 가스화를 위한 요소기술을 개발하고자 하였다. 석유코크스는 반응성이 낮아 가스화를 위한 산소소모량이 석탄보다 많이 소요되었으며, 석유코크스와 석탄을 각각 50%로 혼합한 연료의 경우, 합성가스 발열량은 $6.7{\sim}7.2MJ/Nm^3$ 수준을 보였다. 가스화 성능 면에서 전환율은 산소량 증가에 따라 92%이상까지 도달할 수 있었지만, 냉가스효율은 석탄보다 낮은 수준의 결과를 보였다. 이는 반응성이 낮은 석유코크스의 경우 가스화 성능 향상을 위해 버너 노즐부위에 대한 미립화 설계 보완이 필요한 것으로 파악되었다.

• 공업화학
• /
• 제16권2호
• /
• pp.200-205
• /
• 2005

우리는 이전의 연구에서 석탄회를 이용하여 높은 미생물 담지능과 양이온에 대한 흡착능을 가지는 다공성 담체를 제조하였다. 본 연구는 다공성 석탄회 담체를 사용한 폐수 처리 생물막 공정 개발을 목적으로 실험실 규모의 연속류식 고정층 생물막 공정에 의한 돈사 폐수 처리 특성을 상용 미생물 담체 및 기존의 활성슬러지법과 동일 조건에서 비교 고찰하여 보았다. 실험 결과로서 제조한 석탄회 담체는 COD, TN, $NH_4{^+}-N$ 항목의 평균 제거율이 각각 80%, 77%, 65%로서 상용 담체 및 기존의 활성 슬러지 공정과 비교하여 높은 제거율을 나타내었다. 처리 후 미생물 담지량을 측정해 본 결과 상용 담체에 비해 높은 값을 나타내었으며, SEM 관찰 결과 석탄회 담체에 미생물 군집이 안정하게 형성되었음을 확인할 수 있었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제6권1호
• /
• pp.15-21
• /
• 2005

본 연구에서는 증발산 원리를 이용한 최종복토층 공법의 재료로서 석탄회와 인산석고의 활용성에 대해서 고려하였다. 복토재료는 일반 화강암질 풍화토에 석탄회와 인산석고를 혼합하는 것으로 하고 이에 따른 환경적 영향을 예측하기 위해서 실내용출시험, 컬럼실험, 현장 모형실험을 순서적으로 실시하였다. 용출실험 결과에서 각 혼합물의 중금속 함유량은 규정값 이하로 나타났으며, 관계규정과 컬럼실험의 결과를 컴토하여 재료간 최적 배합비율은 토양(4):석탄재(1):인산석회(1)로 결정하여 현장모형실험에 적용하였다. 환경적 평가를 위한 현장모형실험은 2004년 2월에서 6월까지 진행하였는데, 실험기간 중 혼합 복토재와 우수에 의해 발생되는 침출수의 관찰결과에서는 본 연구에서 고려한 혼합재료가 환경적으로 안전하게 사용될 수 있는 것으로 나타났다.

• 기계저널
• /
• 제30권6호
• /
• pp.521-534
• /
• 1990

유동층 연소방식을 이용한 열병합설비는 상당수가 전세계적으로 성공리에 운전되고 있으며, 연료의 폭넓은 수용성, 저온연소에 기인한 저공해 특성으로 인해 기존연소 방식보다 월등한 강 점이 인정되고 있다. 따라서 에너지 활용의 극대화와 환경오염의 최소화라는 두가지 명제를 만족시키는 금세기 최대의 매력적인 석탄 연소 방법으로서 유동층 연소 기술은 지속적인 확산이 예상된다. 그러나 그 동안의 문제가 제작자와 사용자의 노력에 의해 거의 해결되었다고는 하나, 아직도 대형화 및 기본설계상의 문제가 부분적으로 해결되어야할 숙제로 남아 있다. 최근의 추세는 다양한 형태의 설계개념이 차츰 서로 비슷해지는 추세로서, 이는 구체적인 설계과정에서 최적 시스템으로 취합되는 경향을 나타내고 있다. 각공정에 맞는 최적 시스템/최적 설계를 도 입하기 위해서는 각 제작자의 독특한 시스템에 대한 검토 분석이 있어야 하며, 사용코자하는 연료와 석회석의 물리화학적 특성을 사전에 분석하여 선택코자 하는 유동층 시스템과의 적합성 여부에 대한 사전 검토가 요망된다.

• 플랜트 저널
• /
• 제13권2호
• /
• pp.46-51
• /
• 2017

본 연구에서는 정격출력 870MW, 대향류 석탄보일러의 최상부층 버너운전에 따른 보일러 연소상태 변화와 보일러 효율을 측정하였다. 시험방법은 하부와 중간층 버너가 운전중인 상태에서 최상부층 전방버너, 전,후방 버너 동시 운전, 후방 버너 운전으로 구분하여 최상부층 버너 운전에 따른 보일러 효율을 측정하였으며 시험 결과 최상부층 전 후방 버너 동시운전 > 최상부층 전방 버너 > 최상부층 후방 버너 운전의 순으로 보일러 효율이 높게 나타났다. 최상부층 전방과 후방 버너를 동시에 운전할 경우 보일러 노 내 열흡수율 증가 및 대류전열면 좌우 증기온도 편차가 감소되었다. 보일러 열흡수율 개선에 따라 보일러 배기가스손실 감소 및 석탄공급량이 후방버너 운전 대비 8t/h 감소하였으며, 이는 연료비 절감은 물론 온실가스 배출량 감축에도 크게 기여할 것으로 판단된다.

• 에너지공학
• /
• 제6권1호
• /
• pp.104-113
• /
• 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.