• 제목/요약/키워드: 석탄활용기술

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석탄가스화 합성가스 제조공정 및 발전시스템 기술개발

  • 윤용승
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2005년도 제17회 워크샵 및 추계학술대회
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    • pp.436-445
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    • 2005
  • 석탄가스화는 화석연료인 석탄을 기존의 공해물질 발생을 90% 이상 줄이면서 고효율로 활용할 수 있는 방법이다. 3톤/일급 pilot급 석탄가스화 설비에서 생산된 CO와 수소가 주성분인 합성가스를 소형 LPG 엔진과 중형 천연가스 엔진에 연계시켜 발전시스템을 구성하였으며 전기생산까지 구현하였다. 합성가스의 고온 집진과 탈황을 자체기술로 구현하여 합성가스내 $H_2S$와 COS 성분들을 1 ppm 이하 정제와 99% 이상의 고온집진 효율을 확인하였다. 선진국들의 설비 규모에 비해서는 극히 열세인 국내 현황이지만, 고온고압의 석탄가스화로부터 탈황과 집진, 전기 생산까지 전 과정을 pilot 설비규모에서 실증하는 성과를 얻었으며 향후 전체 시스템의 최적화와 연속운전 기술의 개발로 이어진다면 중소형 석탄가스화 부분에서는 선진국과 차별화된 틈새시장 실용화 기술의 확보가 가능할 것이다.

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석탄가스화 기술의 최신 개발 동향 및 상업화 현황 (The Newest Technology Development and Commercialization Status of Coal Gasification)

  • 이진욱;윤용승;강원석
    • 에너지공학
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    • 제24권3호
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    • pp.150-163
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    • 2015
  • 가스화 기술은 석탄, 중질잔사유, 펫코크, 등의 저급 화석연료를 고효율 및 고청정으로 활용할 수 있는 대표적인 차세대 화석연료 활용기술로서 관련 시장은 지속적으로 그리고 급속도로 팽창하고 있다. 수년전만 하더라도 기존 미분탄 활용 기술에 비하여 대용량화 및 이용률 등의 한계가 지적되어 왔으나 최근에는 이러한 한계들이 대부분 극복되고 있으며, 미래에는 가스터빈 또는 산소제조를 위한 이온전달 멤브레인 등의 관련 기술의 지속적인 발전으로 인하여 보다 경쟁력이 있는 기술이 될 것으로 예상된다. 초기에는 미국과 유럽에서 기술 개발 및 시장을 주도하여 왔으며 최근에는 중국이 매우 빠른 속도로 대용량화 기술 개발을 완료하여 자국에서 시장 확대 및 외국으로의 진출을 노리고 있다. 특히 석탄가스화 기술은 이산화탄소 포집 기술을 포함할 경우 매우 매력적인 기술이며, 우리나라와 같이 천연가스 가격이 비싼 나라에서는 석탄가스화에 의한 천연가스 생산 플랜트가 지금도 충분한 경제성을 가진다는 점 등을 고려하면 석탄가스화 기술은 지속적으로 관심을 가져야 하는 기술이다. 이에 본고에서는 가스화 기술에 관한 세계 최대의 컨퍼런스인 2014 가스화 기술 컨퍼런스에서의 자료와 최신 자료들을 활용하여 주요 기술 보유 업체들의 최근의 기술개발 및 상업화 동향을 살펴보았다.

습식 분류층 석탄가스화 운전 특성 (Characteristics of Wet Feeding Gasification in an Entrained-flow Gasifier)

  • 라호원;최영찬;윤상준;홍재창;김용구;라호원;김재호;이재구
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2008년도 추계학술대회B
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    • pp.2953-2961
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    • 2008
  • 습식 석탄가스화란 석탄을 물과 혼합한 슬러리 형태(CWM, Coal Water Mixture)로 사용하는 것을 말하며, 분류층 가스화기에 빠르게 적용되었던 이유는 석유류 가스화와 공급방식이 유사하다는 점에서 출발하였다고 볼 수 있다. 1950년도에 사용되어 왔던 석유류 가스화 이용은 1970년 이후로는 유가 상승의 영향으로 석탄가스화로 바뀌게 되었다. 합성가스의 활용공정인 화학물질 제조 또는 복합발전의 운전 압력이 대부분 높기 때문에 가스화 압력을 높게 유지하기 위하여 슬러리 공급 방식이 많이 이용되었다. 슬러리 형태의 석탄 연료는 석유류가스와 시스템을 유사하게 활용할 수 있는 장점이 있으며, 특별히 고압을 필요로 하는 경우에도 비교적 간단한 시스템을 이용하여 공급 가능하다. 본 고에서는 현재까지 한국에너지기술연구원에서 수행된 습식 석탄가스화 기술개발 내용에 대하여 기술하고자 하였다.

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석탄가스용 아연계 탈황제의 특성 (Characteristics of Zinc Based Sorbents for IGCC)

  • 위영호;이중범;류청걸
    • 한국에너지공학회:학술대회논문집
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    • 한국에너지공학회 1999년도 춘계 학술발표회 논문집
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    • pp.33-38
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    • 1999
  • CCT(Clean Coal Technology)의 응용분야인 IGCC, PFBC 및 MCFC 등 석탄을 이용한 새로운 발전기술에 활용될 것으로 예견되는 고온건식 탈황기술은 고온(35$0^{\circ}C$~$650^{\circ}C$)과 고압(약 20기압)상태에서 금속 산화물로 된 고체흡수제(고온건식 탈황제)를 이용하여 반응기(유동층, 고속유동층 및 고정층과 이동층 반응기 등)에서 흡수와 재생반응을 통하여 석탄가스중에 있는 H$_2$S 등 황화물을 효율적으로 제거하는 기술이다.(중략)

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탑형부선(Column Flotation)법에 의한 석탄의 원천탈황.탈회 기술개발

  • 손성근;김정덕;김동찬;손재익
    • 한국에너지공학회:학술대회논문집
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    • 한국에너지공학회 1995년도 추계학술발표회 초록집
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    • pp.42-49
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    • 1995
  • 석유에너지의 고갈을 앞두고 석탄에너지의 활용연구가 우리나라에서도 광범위하게 연구되어 왔다. 현재 국내에서 석탄(무연탄과 유연탄)은 발전용으로 대량 사용되고 있으며 이중에서 유연탄은 전량 수입에 의존하고 있다. 지리적으로 중국과 접하고 있는 우리나라의 경우 중국의 석탄 사용은 피할 수 없는 현실이며 지금도 상당량을 중국에서 수입하고 있다. 현재까지 우리나라에서는 비교적 저회분, 저유황분의 석탄만을 중국에서 수입하고 있다. 그러나 중국에서 점차 저유황탄의 생산이 줄어들고 있는 점을 감안할 때 앞으로는 고회분, 고유황탄의 수입이 필연적일 것으로 생각된다. 그러나 이 경우 우리는 SOx발생에 의한 환경오염에 대한 대비책이 있어야 하며 이와 관련하여 석탄전처리(Coal Cleaning)기술은 매우 중요하다.

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가스화기 직경 변화에 따른 고압가스화 운전특성 (Effects of Gasifier Diameter on the High Pressure Gasification Performance)

  • 유영돈;정석우;김원배
    • 한국에너지공학회:학술대회논문집
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    • 한국에너지공학회 1999년도 춘계 학술발표회 논문집
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    • pp.85-88
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    • 1999
  • 석탄가스화 복합발전(IGCC, Integrated Gasification Combined Cycle)은 고효율, 청정 전력 생산 기술로 차세대 석탄이용 발전 기술의 대안으로 제시되고 있다. 기존 석탄화력발전소의 발전 효율인 36-38%보다 적어도 2-6% 우수한 효율을 나타내고 있으며 21세기 석탄 이용시 적용될 환경 규제치를 가장 현실적으로 만족시킬 수 있는 차세대 석탄화력발전 시스템으로 평가받고 있다. 고청정 환경성의 측면에서 석탄가스화 복합발전설비는 기존의 유연탄 화력발전 방식에 비해서 SOx, NOx 및 분진 등의 배출량을 크게 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 재(ash)를 분진형태가 아닌 용융된 후 엉긴 슬랙형태로 수거하므로 환경적으로 안전하며, 슬랙과 탈황공정에서 만들어지는 황원소를 회수하여 경제성 있는 부산물로 활용할 수 있다는 장점이 있다.(중략)

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Wi-Fi를 활용한 석탄 발화 온도 감시 방안 (Monitoring Method for Coal Ignition Temperature using Wi-Fi)

  • 홍성화
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국정보통신학회 2019년도 춘계학술대회
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    • pp.462-463
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    • 2019
  • 본 논문에서 연구하는 방안은 석탄 화력발전소의 옥내 저탄장 석탄의 자연발화를 예방하기 위한 방법으로, 석탄의 자연발화를 사전에 감지하여 발화 장소의 위치를 알람서비스를 할 수 있게 하기 위한 위치 확인 방안으로 사물인터넷기술(IoT)과 센서기술을 접목하여 석탄의 저장소의 온도를 24시간 모니터링을 통해 전체 저장된 석탄의 온도변화를 감지하는 것이다.

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한국형 300MW IGCC 사업 현황 및 전망

  • 안달홍
    • 기계저널
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    • 제49권11호
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    • pp.34-38
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    • 2009
  • 석탄가스화복합발전(IGCC)은 안정적인 에너지 수급을 위하여 세계적으로 매장량이 풍부한 석탄자원을 연료로 활용할 수 있으며, 또한 지구온난화 문제에 대응하기 위한 $CO_2$ 저감에 대응할 수 있는 환경성능이 매우 우수한 고효율 21세기 발전기술이다. 이 글에서는 IGCC의 기술의 특징과 국내 외 개발 현황에 대하여 소개한다.

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Cyclone 연소기의 연소특성

  • 현주수;최상일;박주식;김성완;하경용
    • 한국에너지공학회:학술대회논문집
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    • 한국에너지공학회 1996년도 추계학술발표회 논문집
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    • pp.85-90
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    • 1996
  • 석탄 직접연소의 신기술인 Cyclone 연소기술은 환경오염저감 기술증의 하나로서, 고온 연소로 인해 회분이 연소실 내부에서 용융, 제거된 후 고온의 청정연소가스만 보일러로 유입된다. 또한 연소기의 fuel-rich 연소조건하에서 생성된 고온의 불완전연소가스는 보일러 입구에서 충분한 재연소공기를 공급함으로서 완전연소시킬 수 있으므로 적은 시설투자 비용으로 기존 오일이나 가스용 보일러를 석탄용으로 전환이 용이할 뿐만 아니라 이러한 다단 연소방식을 채택하여 NOx 제어도 가능하다는 이점이 있다. Cyclone 연소기술의 개발은 석탄의 청정연소 뿐만 아니라 그 기술을 토대로 석탄가스화, MHD 발전, 가연성 폐기물 소각등에도 활용할 수 있다. 따라서 국내 기술자립을 위해 실험용 Cyclone 연소기를 설계, 제작 및 연소실험을 수행한 결과, Peco-semi탄을 연료로 공급량 약 30 kg/hr, 공기비 약 1.0 일 때 탄소전환율은 약 95% 이며 회분제거율은 약 70%임을 확인할 수 있었다.

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고온(高溫) 수증기(水蒸氣)를 이용한 석탄(石炭) 가스화 (Coal gasification with High Temperature Steam)

  • 윤진한;김우현;길상인;민태전;노선아
    • 자원리싸이클링
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    • 제16권6호
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    • pp.28-33
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    • 2007
  • 예로부터 중요한 에너지원인 석탄은 화석연료 중 가장 풍부하며 세계 각지에 골고루 분포되어 있다. 저급연료인 석탄을 보다 효율적으로 활용하기 위하여서 직접 연소에 의한 에너지 획득뿐 아니라 열분해 및 가스화를 통한 청정 고부가 가치의 연료로 전환기술이 개발되고 있다. 석탄 가스화를 통하여 생성된 합성가스는 전기 생산 및 화학물질의 합성 등 여러 가지 방법으로 활용이 가능하며, 공해물질 발생저감 및 에너지 이용효율 증가를 위하여 석탄 가스화 기술이 계속적으로 발전되고 있다. 석탄의 가스화는 steam, 공기, 질소 등을 agent로 이용하게 되는데, 주로 steam이 gasification agent로 이용되고 있으며, 이 때 생성가스의 특성은 가스화기의 온도, 압력 그리고 steam/carbon 비에 의해서 결정되게 된다. 본 연구에서는 초고온의 steam을 이용하여 석탄의 가스화를 수행하고 steam/carbon 비에 따라 생성된 $H_2$, $CH_4$, Co 그리고 $CO_2$ 등의 가스특성 및 tar, ammonia, cyan과 같은 부산물의 생성에 대하여 연구를 수행하였다.