• 청정기술
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• 제24권2호
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• pp.119-126
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• 2018

This study introduced a treatment process that was developed to treat Indonesian low-rank coal with high-ash content, which has the same characteristics as residual coal from the biosolubilization process. The treatment process includes separation of ash, solid-liquid separation, pelletizing, and drying. To reduce the ash content, flotation was performed using 4-methyl-2-pentanol (MIBC) as frother, and kerosene, waste oil, and cashew nut shell liquid (CNSL) as collectors. The increasing amount of collector had an effect on combustible coal recovery and ash reduction. After flotation, a filter press, extruder, and an oven drier were used to make a dried coal pellet. Then another coal pellet was made using asphalt as a binder. The compressive strength and friability of the coal pellets were tested and compared.

• 청정기술
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• 제22권4호
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• pp.299-307
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• 2016

These days, coal is one of the most important energy resources used for transportation, industry, and electricity. There are two types of coal: high-rank and low-rank. Low-rank coal has a low calorific value and contains large amounts of useless moisture. The quality of low-rank coal can be increased by simple drying technology and it needs to be stabilized by hydrocarbons (e.g. palm acid oil, PAO) to prevent spontaneous combustion and moisture re-adsorption. Spontaneous combustion becomes a major problem during coal mining, storage, and transportation. It can involve the loss of life, property, and economic value; reduce the quality of the coal; and increase greenhouse gas emissions. Besides spontaneous combustion, moisture re-adsorption also leads to a decrease in quality of the coal due to its lower heating value. In this work, PAO was used for additive to stabilize the upgraded coal. The objectives of the experiments were to determine the stabilization characteristic of coal by analyzing the behavior of upgraded coal by drying and PAO addition regarding crossing-point temperature of coal, the moisture behavior of briquette coal, and thermal decomposition behavior of coal.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제46권3호
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• pp.443-450
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• 2008

고유가 대응방안으로 저등급 석탄의 효과적인 활용기술에 대해 고찰하였다. 현재 산업체에서 사용하는 석탄 중에 갈탄과 아역청탄이 저등급 석탄에 속하며 매장량이 풍부하고 세계적으로 고르게 분포되어 있지만 높은 수분 함량과 자연발화 가능성으로 인해 활용이 많이 되지 않고 있다. 본 논문에서는 저등급 석탄으로부터 화학적 정제기술을 이용하여 초청정석탄을 제조하는 기술에 대하여 고찰하였다. 회분 제거기술인 UCC 공정과 가연성분 추출기술인 Hyper Coal 공정을 비교하였다. 회분 제거기술인 UCC(Ultra Clean Coal) 공정은 Hyper Coal 공정에 비해 단순하다는 장점이 있지만 생성물의 회분 농도가 0.1% 이상으로 높다. 가연성분 추출 기술인 Hyper Coal 공정은 용매추출과 이온제거공정 등 구성은 복잡하지만 회분이 200ppm 이하로 생성된다. 초청정석탄은 오일과 동일 등급의 초 청정연료로써 산업용 석유를 대체하고 장기적으로는 IGCC와 IGFC, 그리고 차세대 고도연소기술의 연료로 활용될 수 있을 것이다.

• 청정기술
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• 제19권4호
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• pp.469-475
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• 2013

본 연구에서는 팜 잔사유를 이용하여 고품위화된 저등급 석탄의 건조 안정화 특성을 알아보았다. 인도네시아 저등급 석탄인 에코탄을 사용하였고, 팜지방산증류물(palm fatty acid distillate, PFAD)을 혼합시킨 후 $107^{\circ}C$ 질소분위기에서 건조하였으며 그 후에 안정화 특성을 평가하였다. 교차점온도(crossing-point temperature, CPT) 측정을 통해 자연발화 경향을 확인하였으며, 저온산화 실험을 통해 $CO_2$, CO 가스 배출량은 건조석탄보다 고품위 석탄이 감소하는 것을 확인하였다. 수분 재흡착 실험을 통해 고품위 석탄이 대기방치와 항온항습 분위기에서 수분 재흡착이 줄어드는 것을 확인하였다. 고품위화된 석탄은 PFAD의 표면코팅을 통해 안정화 되며, 함량이 증가할수록 안정화도가 높아졌다.

• 청정기술
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• 제20권3호
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• pp.218-225
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• 2014

석탄의 가스화는 촉매 도입 시 온순 조건에서 가능하나, 석탄 내 회분에 의한 비활성화에 의해 반복적인 촉매 활용이 힘들다. 이에 본 연구에서는 삼화 원탄에서 회분을 제거하여 삼화 무회분탄(ash-free coal, AFC)을 제조한 후 가스화 반응성을 원탄과 비교하여 알아보았다. 우선 원탄을 대상으로 고정층 반응기에서 수증기 공급량, 공간 속도(space velocity), 온도 및 촉매를 변수로서 가스화 조건을 결정하였다. 고체상 혼합법으로 다양한 촉매 도입 시, 유동성을 갖는 $K_2CO_3$가 가장 높은 활성을 보였다. 무회분탄은 원탄보다 낮은 반응성을 보였으며, 이는 용매(1-methylnaphthalene, 1-MN)를 이용한 고온 추출 및 건조 공정 중에 소모된 산소 기능기 함량과 증가된 탄화도(carbonization)에 기인한다. $K_2CO_3$ 가 혼합된 무회분탄의 반응성은 급격히 증가하여 낮은 온도 ($700^{\circ}C$)에서도 높은 전환율을 보였다. 이때 $H_2/CO$와 $CO_2/CO$ 비율도 증가하는데, 이는 촉매에 의해 수성가스전환(water-gas shift) 반응이 활성화됨에 기인한다. 본 연구에서는 무회분탄의 저온 촉매 가스화 반응을 통해 석탄 가스화 공정의 경제성이 개선될 수 있음을 확인하였다.

• 에너지공학
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• 제23권2호
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• pp.1-6
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• 2014

저등급석탄을 효율적으로 활용하기 위한 고품위화 기술에 대한 연구를 수행하였다. 저등급석탄을 건조시켜 고발열량 석탄으로 제조하는 과정에서 자연발화에 대한 안정화를 위해 중질유를 분무 코팅하는 방법을 적용하였다. 수분 30wt% 이상의 저등급석탄을 고품위화하여 6,000 kcal/kg 이상의 고발열량 석탄을 제조하였으며, 중질유 분무 코팅을 통해 자연발화에 대한 안정성을 확인하였다. 중질유 분무 코팅의 방법은 석탄을 건조시킨 후 분무 코팅하는 것이 가장 적절한 것으로 나타났으며, 자연발화에 대한 충분한 안정성을 갖기 위해서는 중질유를 2wt% 이상 석탄 표면에 흡착시켜야 하는 것으로 나타 났다.

• 한국기후변화학회지
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• 제9권2호
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• pp.197-207
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• 2018

The Korean government views coal-fired power plants as the key cause of the fine dust generation, and is developing an energy policy to replace and demolish old coal-fired power plants. According to the Eighth Power Supply Base Plan (2017-2031), the maximum power capacity in 2030 is expected to be 100.5GW, which is 17.9% higher than the current level (85.2GW). The plan aims to reduce the facility size and power generation ratio from nuclear and coal resources to even lower levels than today, and to rapidly expand power generation from new and renewable energy. Despite that, the proportion of coal power generation is still much higher than other resources, and it is expected that the reliance on goal will maintain for next several decades. Under such circumstances, the development, supply, and expansion of clean coal technology (CCT) that is eco-friendly and highly efficient, is crucial to minimize the emission of pollutants such as carbon dioxide and fine dust, as well as maximize the energy efficiency. The Korean government designated the Yong-Dong Thermoelectric Power Plant in Gangneung to develop clean coal power generation, and executed related projects for three years. The current study aims to suggest a plan to develop parts, technologies, testing, evaluation, certification, and commercialization efforts for coal-fired power generation, In addition, the study proposes a strategy to vitalize local economy and connect the development with creation of more jobs.

• 한국입자에어로졸학회지
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• 제5권4호
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• pp.171-178
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• 2009

$PM_{2.5}$ is one of critical air pollutants due to its high absorbability of heavy metallic fumes, PAH and bacillary micro organisms. Such a fine particulate matter is often formed through various nucleation processes including condensation. This study attempts to find the nucleation behaviors of $PM_{2.5}$ arisen from coal power stations using a classical heterogeneous Fletcher's theory. The numerical simulation by C-language could approximate the nucleation process of $PM_{2.5}$ from water vapor, of which approach revealed the required energy for embryo formation and embryo size and nucleation rate. As a result of the calculation, it was found that wetting agents could affect the particle nucleation in vapor condensation. In particular, critical contact angle relates closely with the vapor saturation. Particle condensation could be reduced by lowering the angles. The wetting agents aid to decrease the contact angle and surface tensions, thereby may contribute to save the formation energy.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제46권3호
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• pp.555-560
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• 2008

저등급 석탄으로부터 무회분 초청정 석탄 제조를 위하여 온도 $200-430^{\circ}C$, 0.1MPa에서 추출실험을 수행하였다. 세 가지의 서로 다른 등급의 석탄시료를 사용하였으며 추출용매는 극성용매 N-methyl-2-pyrrolidinone(NMP)와 비극성 용매 1-methyl naphthalene(1-MN), Light Cycle Oil(LCO)를 사용하였다. 실험결과 NMP에 의한 추출율이 1-MN이나 LCO에 의한 추출율 보다 높게 나타났다. 그러나 회분농도는 1-MN에 의한 추출탄이 가장 낮았다. 세가지 추출 운전모드, 즉 무교반운전모드, 교반운전모드, 그리고 초음파를 이용한 운전모드를 각각 수행하였다. 추출온도 $350^{\circ}C$에서 NMP를 사용한 추출실험에서, 교반운전모드에서의 추출율 및 추출탄의 회분농도는 각각 70.09wt%(daf), 1.03wt%(db) 이었으며, 초음파를 이용한 운전모드에서의 추출율 및 추출탄의 회분농도는 각각 80.70wt%(daf), 0.76wt%(db) 이었다. 1-MN를 사용한 추출에서도 NMP의 경우와 같이 초음파 추출이 가장 우수한 추출특성을 나타냈다. 초음파를 이용한 추출방법은 교반추출과 비교하여 추출율을 15-20%, 회분 저감은 최대 26% 까지 향상시킬 수 있었다.

• 청정기술
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• 제19권4호
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• pp.464-468
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• 2013

본 연구에서는 석탄 종류, 저등급석탄으로부터 첨가제의 종류, 입도분포 및 건조 방법에 따른 석탄-물 혼합연료(coal water fuel, CWF)의 고체함유량을 높이고자 하였다. 건조 방법에는 열풍 건조 방법(flash drying, FD), 유동층 건조 방법(fluidized bed, FB), 유중 건조 방법(oil deposit stabilized, ODS)을 사용하였다. 석탄 종류에 의해서 고체함유량 차이는 최대 20% 이상 보였다. 또한, CWF을 제조할 때 넣어주는 첨가제의 종류를 다르게 하여 실험한 결과 첨가제에 의해서 5%까지 효율을 더 높일 수 있었다. 석탄의 입도분포는 $75{\mu}m$ 이하의 미분탄이 80% 함유되어야 CWF의 성능이 향상되는 것을 관찰하였다. 3가지 건조 방법을 활용하여 CWF를 제조해본 결과, 안정화시킨 유중 건조 석탄이 원탄에 비하여 12% 정도 더 높은 고체함유량을 갖는 CWF를 제조할 수 있는 것을 알 수 있었다.