• 청정기술
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• 제20권3호
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• pp.298-305
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• 2014

석탄에 포함되어 있는 회분은 환경오염을 유발시킬 수 있으며, 고온에서 운전되는 발전 설비에 융착되어 열전달 효율을 저하시키는 문제점을 가지고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해서 알칼리나 산, 또는 유기 용매를 이용하여 석탄 내의 회분을 제거하기 위한 연구와 함께 무회분 석탄을 이용한 석탄화력 발전 및 석탄가스화 복합발전에 대한 타당성 연구가 활발히 진행 중이다. 따라서 본 연구에서는 200 ppm급 무회분 석탄을 석탄가스화 발전에 이용하기 위해서 필요한 가스화기 운전조건을 ASPEN $Plus^{(R)}$ 공정모사의 민감도 해석을 바탕으로 도출하였다. 특히 석탄가스화 공정은 열분해, 휘발분 연소, 촤 가스화 공정으로 나누어 해석을 진행하였으며, 1.5 톤일급 비용융(non-slagging) 가스화기의 크기 및 운전 조건을 반영하여 모델링 하였다.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2012년도 제45회 KOSCO SYMPOSIUM 초록집
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• pp.39-41
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• 2012

The influence of coal blending methods such as out-furnace (external or pre-mixed) blending and in-furnace (initially non-mixed) blending with different excess oxygen (highest, medium, and lowest stoichiometric conditions) on unburned carbon and NOx emissions of blend combustion in an entrained flow reactor (EFR) has been analyzed, using experimental and numerical approaches for binary coals used by Korean power plants. The results confirm that under the medium condition, contrasting processes such as reactive and un-reactive effects occur with SBRs in the out-furnace blending method. The in-furnace blending method results in an improvement in the efficiency of unburned carbon fractions and a further reduction in the NOx emission. Under the highest condition, the unburned carbon fraction in both the out-furnace and the in-furnace blending methods corresponds with the tendency under the medium condition with contrasting processes of lower magnitude, whereas the NOx emission in the highest condition increases slightly. Under the lowest conditions, the unburned carbon fraction in the out-furnace blending method gradually decreases as SBR decreases, without a competition effect. The reduction of NOx emission under the lowest conditions is more effective than those under other conditions for the two blending methods because of a homogeneous and heterogeneous NOx reduction mechanism.

• 한국입자에어로졸학회지
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• 제4권2호
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• pp.51-67
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• 2008

In this study, we devoted to kinetic measurement of the catalytic oxidation of iron-containing flame soot particles and better understanding the role of catalytic particles on carbon oxidation in particular at low temperature, targeting on autothermal regeneration of diesel particulate filter by diesel exhaust gas. Carbon-based Fe-containing particles generated by spraying ferrocene-doped diesel fuel in an oxy-hydrogen flame are tested and compared with a commercial carbon black powder for thermogravimetric analysis (TGA), secondary ion mass spectrometry (SIMS), Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), Induced coupled plasma-Atomic emission spectroscopy (ICP-AES), and High-resolution transmission electron microscopy (HR-TEM). As a result, we found that a small amount of the ferrocene addition led to significant reductions in a on-set temperature and an activation energy of the carbon oxidation as well. An oxygenated surface complex forming at the particle surface could be thought as active species that would be readily consumed in particular at low temperature.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제58권1호
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• pp.150-162
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• 2020

The proprietary post-combustion CO₂ solvent (KoSol) developed by the Korea Electric Power Research Institute (KEPRI) was applied at the Shanghai Shidongkou CO₂ Capture Pilot Plant (China Huaneng CERI, capacity: 120,000 ton CO₂/yr) of the China Huaneng Group (CHNG) for performance evaluation. The key results of the pilot test and data on the South Korean/Chinese electric power market were used to calculate the predicted cost of CO₂ avoided upon deployment of CO₂ capture technology in commercial-scale coal-fired power plants. Sensitivity analysis was performed for the key factors. It is estimated that, in the case of South Korea, the calculated cost of CO₂ avoided for an 960 MW ultra-supercritical (USC) coal-fired power plant is approximately 35~44 USD/tCO₂ (excluding CO₂ transportation and storage costs). Conversely, applying the same technology to a 1,000 MW USC coal-fired power plant in Shanghai, China, results in a slightly lower cost (32~42 USD/tCO₂). This study confirms the importance of international cooperation that takes into consideration the geographical locations and the performance of CO₂ capture technology for the involved countries in the process of advancing the economic efficiency of large-scale CCS technology aimed to reduce greenhouse gases

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2014년도 제49회 KOSCO SYMPOSIUM 초록집
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• pp.265-266
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• 2014

Due to global economic growth, there is an increasing need for energy. Fossil fuels will continue to dominate the world energy supplies in the 21st century and coal will play a significant role. Since coal is one of the most important fossil fuels in the world, coal gasification technology appears to be an inevitable choice for power and chemicals production and has a leading place in Clean Coal Technology (CCT). The most eminent environmental advantage of coal gasification lies in its inherent reaction features that produce negligible sulfur and nitrogen oxides, as well as other pollutants in a reducing atmosphere. The gasifier was operated for a throughput of 1.0 ton & 10.0ton coal per day at pressures of 1~20Bar. Gasification was conducted in a temperature range of $1,100{\sim}1,450^{\circ}C$.

• 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.

• 청정기술
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• 제24권1호
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• pp.21-26
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• 2018

석탄은 오랜 전부터 사용해온 유용한 산업 자원이다. 그러나 채굴과정에서 많은 폐기물인 석탄 폐석이 발생된다. 석탄 폐석은 주변 환경오염의 주범이며, 그 양 또한 수억 톤이 적치된 상태이다. 이러한 석탄 폐석에 포함된 성분 중 상당량이 $SiO_2$와 $Al_2O_3$ 성분이고 이것은 여러 산업에서 유용하게 사용되는 제올라이트의 주원료이기도 하다. 본 연구는 석탄 폐석을 이용하여 제올라이트를 합성하고, 상용 제올라이트와의 물성 및 흡착 성능을 비교한 것이다. 합성제올라이트는 상용 제올라이트와 유사한 물성을 보여주고 있으며, 대기 환경오염 유발가스($CO_2$, Toluene, $SO_2$, 등)에 대한 흡착성능 또한 우수하였다.

• 에너지공학
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• 제23권2호
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• pp.42-48
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• 2014

미분탄의 연소 또는 열분해 과정으로부터 발생하는 tar-soot는 복사 열전달 및 질소산화물의 추가적인 발생 원인이라는 관점에서 의미 있게 다루어지고 있다. 최근 저열량탄이 증가함에 따라 시멘트의 원료로 재활용되던 석탄회에서 다량의 미연분과 tar-soot가 포함되어 오히려 다시 반입되는 사례가 빈번해지고 있다. 따라서 본 연구에서는 저열량탄 사용 확대에 따른 혼탄연소 조건에서 tar-soot의 배출특성을 살펴보기 위해 반응기로써 LFR(Laminar Flow Reactor)을 적용하였으며, 연료로는 현재 국내발전소에서 사용 중인 역청탄 2종(MOUNTAIN, MACARHTUR)과 아역청탄(KPU)을 이용하여 단탄별 tar-soot 배출특성과 혼소비에 따른 배출특성을 화염의 구조 변화와 함께 측정하였다. 휘발분이 많은 아역청탄의 soot cloud 길이는 역청탄에 비해 길었지만 전체적인 화염 길이는 짧아졌다. 단탄별 실험결과에서는 역청탄의 tar-soot 발생량이 아역청탄의 발생률보다 높았으며 역청탄 중 휘발분 함량이 많은 MOUNTAIN탄이 상대적으로 휘발분 함량이 적은 MACARHTUR탄의 tar-soot 발생률보다 높았다. 혼소시에는 단탄의 연소특성과는 다른 새로운 특성을 나타내었으며 저열량탄과 혼소되는 역 청탄의 종에 따라 tar-soot 발생량이 지배되는 것을 확인하였으나 혼소비에 따른 평균적 특성이 아닌 완전히 차별되는 배출특성을 나타냄에 따라 석탄의 등급에 따라 최적의 혼소비를 찾아서 연소시키는 것이 tar-soot 발생량을 줄일 수 있는 방법임을 의미한다.

• Advances in Energy Research
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• 제8권4호
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• pp.265-273
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• 2022

In this study, a product gas yield and carbon conversion were measured during the coal pyrolysis. The pyrolysis process occurred under two different atmospheres such as subcritical (45 bar, 10℃) and supercritical CO₂ condition (80 bar, 35℃). Under the same pressure (80 bar), the atmosphere temperature increased from 35℃ to 45℃ to further examine temperature effect on the pyrolysis at supercritical CO₂ condition. For all three cases, a power input supplied to heating wire placed below coal bed was controlled to make coal bed temperature constant. The phase change of CO₂ atmosphere and subsequent pyrolysis behaviors of coal bed were observed using high-resolution camcorder. The pressure and temperature in the reactor were controlled by a CO₂ pump and heater. Then, the coal bed was heated by wire heater to proceed the pyrolysis under supercritical CO₂ condition.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2008년도 추계학술대회B
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• pp.2898-2903
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• 2008

The coal considerably is the energy resource which is important with the new remarking energy resource. The coal conversion has two processes which are coal devolatilization and char oxidation. Coal devolatilization is important because it describes up to 70% weight loss and has been shown that nitrogen contribute 60 to 80% of the total NOx produced. The chemical percolation devolatilization(CPD) model is used here to describe coal devolatilization. The model was developed to describe coal devolatilization behavior of rapidly heated coal based on characteristics of the chemical structure of the parent coal. This paper describes CPD model in detail and makes an analysis of Shenhua coal(bituminous) which is used calculated 13-C NMR(carbon-nuclear magnetic resonance).