• Journal of Energy Engineering
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• v.22 no.2
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• pp.96-104
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• 2013

Coal gasification is considered as one of the best alternatives among clean coal technology and new concept next generation technologies are under being developed to achieve low cost as well as high efficiency. In this study we have developed double swirl multi-burner as part of the development of low cost compact gasifier. We installed new concept multi-burner with pulverized coal distributor to the body of existing gasifier for burner test. Gasification test was performed under the condition of $6.4{\sim}7.2kg/cm^2$ and $1170{\sim}1300^{\circ}C$ by using Indonesian ABK (sub-bituminous) coal to get operation condition of new concept multi-burner. Our interest was focused to ensure a stable operating condition rather than the gasifier performance evaluation. As a result, we were able to achieve the carbon conversion of 84% and the cold gas efficiency of 52.1% at the stable operating conditions.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.49 no.3
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• pp.372-380
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• 2011

Char gasification is affected by operating conditions such as reaction temperature, reactants gas partial pressure, total system pressure and particle size in addition to chemical composition and physical structure of char. The aim of the present work was to characterize the effect of coal particle size on $CO_{2}$ gasification of chars prepared from two different types of bituminous coals at different reaction temperatures(1,000-$1,400{^{\circ}C}$). Lab scale experiments were carried out at atmospheric pressure in a fixed reactor where heat was supplied into a sample of char particles. When a flow of $CO_{2}$(40 vol%) was delivered into the reactor, the char reacted with $CO_{2}$ and was transformed into CO. Carbon conversion of the char was measured using a real time gas analyzer having NDIR CO/$CO_{2}$ sensor. The results showed that the gasification reactivity increased as the particle size decreased for a given temperature. The sensitivity of the reactivity to particle size became higher as the temperature increases. The size effects became remarkably prominent at higher temperatures and became a little prominent for lower reactivity coal. The particle size and coal type also affected reaction models. The shrinking core model described better for lower reactivity coal, whereas the volume reaction model described better for higher reactivity coal.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.05a
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• pp.146.1-146.1
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• 2011

석탄가스화복합발전(IGCC)공정에서 가스화기를 거쳐 생성된 합성가스로부터 $CO_2$를 효과적으로 분리/회수하기 위해 가스 고형화법을 제안하였다. 가스 하이드레이트 형성과정에서의 반응특성을 살펴보기 위하여 반응시간에 따른 가스소모량과 기상의 $CO_2$ 조성 변화를 측정하였다. 순수계와 촉진제 첨가계 (TBAB (10, 40 wt%), TBAF (10, 34 wt%), THF (4, 19 wt%))에 대하여 하이드레이트 생성 후의 기상과 하이드레이트상의 $CO_2$ 조성을 측정하였으며, 그 결과 하이드레이트 형성법에 의해 고농도의 $CO_2$가 하이드레이트상에 포집되는 것을 확인하였다. 가스 소모량 측정실험에서는 THF 19.1 wt%를 첨가하였을 때 가장 큰 소모량을 보였으며, TBAF 10 wt%를 첨가하였을 때 가장 적은 가스소모량을 보였다. $CO_2$ 조성 변화 실험에서는 가스 소모량 실험과 마찬가지로 THF 19.1 wt%를 첨가하였을 때 가장 큰 조성변화를 보였다. 이는 THF의 첨가로 인하여 가스 하이드레이트로의 전환율 증가로 많은 양의 $CO_2$ 기체가 하이드레이트 상에 포집되었음을 나타낸다. 속도론적인 측면에서는 모든 실험조건에서 하이드레이트 형성반응이 1시간 이내에 대부분 종결되는 것을 볼 수 있었다. 또한 $^1H$-NMR을 통하여 혼합가스 하이드레이트의 구조적인 분석을 진행하였다. 본 실험에서 얻어진 결과는 가스 하이드레이트 형성법을 이용한 합성가스 분리 공정 개발에 중요한 기초자료가 될 것으로 사료된다.

• Resources Recycling
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• v.27 no.3
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• pp.58-65
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• 2018

For the recycling of coal ash from the domestic circulating fluidized bed boilers, a lime-based sorbent with 0.2~0.4 mm size was prepared by using limestone powder and CFBC fly ash. Mixing a small amount of slaked lime in the lime-based absorbent lead the formation of calcium silicate on the surface of the particle and the strength of absorbent particle was improved. As a result of comparing the desulfurization characteristics, it was found that the conversion rate was about 10% higher than that of commercially available limestone desulfurization used in the furnace, which is confirmed that it can be used as a desulfurization absorbent.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.11a
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• pp.121.2-121.2
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• 2011

석탄가스화복합발전과 연계하여 사용할 수 있는 $CO_2$분리법으로 연소 전 탈탄소화는 연료가 연소되기 전에 $CO_2$를 회수하는 방법으로 현재 여러가지 분리법이 사용되고 있다. 본 연구에서는 가스 하이드레이트의 다양한 응용 분야 중 이산화탄소 격리분야에서 합성가스로부터 $CO_2$롤 효과적으로 분리/회수하기 위하여 가스 고형화법에 관한 연구를 진행하였다. 가스 하이드레이트 형성과정에서의 반응 특성을 살펴보기 위하여 순수계와 촉진제 첨가계(TBAB, TBAF, THF)에 대하여 반응시간에 따른 가스소모량 및 기상의 $CO_2$ 조성 변화를 측정하였다. 그 결과 하이드레이트 상에 고농도의 $CO_2$가 포집되는 것을 확인 할 수 있었다. 순수계와 THF 첨가계의 경우 가스 소모량이 다른 계에 비하여 높게 나타났다. 이는 순수계의 경우 구조-I의 큰 동공과 작은 동공에 모두 기체가 점유되기 때문이며, THF 첨가계의 경우 구조-II의 큰 동공에만 기체가 점유되지만 THF의 첨가로 인해 전환율이 증가되기 때문이다. 반면, TBAF와 TBAB 첨가계의 경우에는 상재적으로 낮은 가스 소모량을 보였다. 기체 소모량이 큰 경우 최종 기상의 $CO_2$ 조성이 낮게 나타났다. 그리고 모든 실험조건에서 1시간 이내에 하이드레이트 형성반응이 종결되는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 촉진제 첨가에 의한 하이드레이트의 구조적인 변화를 확인하기 위하여 Raman 분광법과 $^1H$-NMR을 이용하여 혼합가스 하이드레이트를 분석하였다. 본 실험으로 얻어진 결과는 가스 고형화법을 이용한 합성가스 분리 공정 설계 및 개발에 중요한 기초자료가 될 것으로 사료된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.52 no.5
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• pp.657-666
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• 2014

Coal gasification technology is considered as next generation clean coal technology even though it uses coal as fuel which releases huge amount of greenhouse gas because it has many advantages for carbon capture. Coal or pet-coke slurry gasification is very attractive technology at present and in the future because of its low construction cost and flexibility of slurry feeding system in spite of lower efficiency compared to dry feeding technology. In this study, we carried out gasification experiment using bituminous coal slurry sample by integrating coal slurry feeding facility and slurry burner into existing dry feeding compact gasifier. Especially, our experiment was conducted under fairly lower operation temperature than that of existing entrained-bed gasifier, resulting in partial slagging operation mode in which only part of ash was converted to slag and the rest of ash was released as fly ash. Carbon conversion rate was calculated from data analysis of collected slag and ash, and then cold gas efficiency, which is the most important indicator of gasifier performance, was estimated by carbon mass balance method. Fairly high performance considering pilot-scale experiment, 98.5% of carbon conversion and 60.4% of cold gas efficiency, was achieved. In addition, soundness of experimental result was verified from the comparison with chemical equilibrium composition and energy balance calculations.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.114.1-114.1
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• 2010

Fe계 촉매는 FT(Fischer-Tropsch) 합성반응에 매우 유망한 촉매로 주목받고 있으며, $280^{\circ}C$ 미만의 저온 FT 합성반응의 경우, 침전법이 Fe계 촉매의 가장 전형적인 제조방법으로 알려져 있다. Fe계 촉매에 첨가되는 조촉매로는 Cu, K, $SiO_2$ 등이 가장 대표적이며, 이 중에서 특히 구조 조촉매로 첨가되는 $SiO_2$는 Fe계 촉매의 기계적 강도를 향상시킬 뿐만 아니라, 촉매의 성능에도 크게 영향을 미치는 것으로 보고되고 있다. 본 연구에서는 침전법을 이용하여 저온 FT 합성반응용 Fe계 촉매를 제조하였고, 구조 조촉매로 첨가한 $SiO_2$의 원료물질에 따른 Fe계 촉매의 성능변화를 조사하였다. $SiO_2$의 원료물질로는 콜로이드 $SiO_2$와 분말 $SiO_2$를 이용하였으며, 분말 $SiO_2$를 이용한 촉매가 콜로이드 $SiO_2$를 이용한 촉매보다 다소 높은 CO 전환율 및 중질탄화수소 선택도를 나타내는 것을 확인하였다.

• Journal of Hydrogen and New Energy
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• v.30 no.2
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• pp.178-187
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• 2019

Due to the increasing demand of high rank coal, the use of low rank coal, which has economically advantage, is rising in various industries using carbonaceous solid fuels. In addition, the severe disaster of global warming caused by greenhouse gas emissions is becoming more serious. The Republic of Korea set a goal to reduce greenhouse gas emissions by supporting the use of biomass from the Paris International Climate Change Conference and the 8th Basic Plan for Electricity Supply and Demand. In line with these worldwide trends, this paper focuses on investigating the combustibility of high rank coal Carboone, low rank coal Adaro from Indonesia, Baganuur from Mongolia and, In biomass, wood pellet and herbaceous type Kenaf were simulated as kinetic reactivity model. The accuracy of the pore development model were compared with experimental result and analyzed using carbon conversion and tau with grain model, random pore model, and flexibility-enhanced random pore model. In row lank coal and biomass, FERPM is well-matched kinetic model than GM and RPM to using numerical simulations.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.21 no.12
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• pp.1690-1700
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• 1997

Entrained coal gasification tests with Datong coal were performed to assess the influence of oxygen/coal ration and pressure. When gasification condition in oxygen/coal ratio has changed from 0.5 to 1.0, optimal gasification condition from low pressure runs was oxygen/coal ratio of approximately 0.9 where CO was produced about 40% and H, about 20%. Under the pressure condition of 12-14 atmospheres, optimal oxygen/coal ratio value was in the region of 0.6 where CO was produced about 55% and H2about 25%. From these results, it was found that the oxygen/ coal ratio for the maximum production of CO and H, was decreasing with the increase in gasifier pressure and also, with increasing oxygen content, carbon conversion was increased. For the Chinese Datong coal, cold gas efficiency was in the range of 40-80%.

• Proceedings of the Korea Air Pollution Research Association Conference
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• 2001.11a
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• pp.143-144
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• 2001

질소산화물(NOx) 제거기술 중, 선택적촉매환원(Selective Catalytic Reduciton: SCR)공정은 배기가스 중에 포함되어 있는 질소산화물을 암모니아와 촉매상에서 반응시켜 무해한 질소와 물로 전환하는 기술로 높은 탈질율 및 안정적인 기술로 인하여 상업적으로 널리 이용되고 있다(Bosch, 1988). 귀금속촉매, Cu/Zeolite 촉매 및 V$_2$O$_{5}$/TiO$_2$ 등 다양한 촉매들이 SCR 공정에 적용되는데 V$_2$O$_{5}$/TiO$_2$ 촉매가 높은 활성과 황 등 피독 물질에 대한 우수한 내구성으로 인하여 가장 효과적인 촉매로 알려져있다(Heck, 1999). (중략)