석탄의 수소가스화 반응에 따른 합성천연가스(substitute natural gas, SNG) 제조 특성을 고찰하기 위하여 연속식 lab-scale 분류층 수소가스화기(지름 : 0.025 m, 높이 : 1.0 m)를 이용하였다. 수소가스화 시스템은 고압 가스 주입부, 석탄 주입시스템, 분류층 수소가스화 반응기, 미반응물 분리장치로 이루어졌다. 실험은 반응온도 $600{\sim}800^{\circ}C$, 수소/석탄비 0.2~0.4, 석탄주입량 0.8~2.5 g/min의 범위에서 수행되었다. 6종류의 석탄시료를 사용한 실험결과로부터 반응온도가 증가하면 메탄화에 의한 탄소 전환율은 증가하였지만 증가하는 경향은 석탄의 종류에 따라서 각각 다르게 나타났다. 또한 수소/석탄비가 증가할수록 탄소 전환율이 증가하는 반면, 메탄농도는 감소함을 보였다. 석탄 시료 중에 포함된 탄소함량이 증가할수록 탄소 전환율이 증가하였으며, 석탄중 휘발분 함량이 35 wt%일 때 최대의 탄소전환율을 얻을 수 있었다.
Coal gasification is considered as one of the most prospective technologies in energy field since it can be utilized for various products such as electricity, SNG (Synthetic Natural Gas or Substitute Natural Gas) and other chemical products. Among those products from coal gasification, SNG is emerging as a very lucrative product due to the rising prices of oil and natural gas, especially in Asian countries. The process of SNG production is very similar to the conventional IGCC in that the overall process is highly dependent on the type of gasifier and coal rank. However, there are some differences between SNG production and IGCC, which is that SNG plant requires higher oxygen purity from oxygen plant and more complex gas cleanup processes including water-gas shift reaction and methanation. Water-gas shift reaction is one of the main process in SNG plant because it is a starting point for the latter gas cleanup processes. For the methanation process, syngas is required to have a composition of $H_2$/CO = 3. This study reviewed various considerations for water-gas shift process in a conceptual design on an early stage like a feasibility study for a real project. The factors that affect the design parameters of water-gas shift reaction include the coal properties, the type of gasifier, the overall thermal efficiency of the plant and so on. Water-gas shift reaction is a relatively proven technology compared to the other processes in SNG plant so that it can reduce technological variability when designing a SNG project.
본 연구는 우리나라 제조업부문에서 사용하고 있는 연료용 에너지원간의 대체관계를 정태 및 동태 선형 logit 모형을 이용하여 실증분석하여 이산화탄소 배출과 관련된 시사점을 살펴보고자 하였다. 연료용 에너지원을 석유, 전력, 도시가스 및 석탄으로 분류하여 1981년~2002년까지의 연간자료를 이용한 추정결과를 요약하면, 첫째로 석탄의 가격탄력성은 비록 절대치에서는 작지만 지속적으로 증가하는 추세를 보이고 있는 반면에, 도시가스의 가격탄력성이 다른 에너지원들에 비해서 크지만 1997년 이후 감소하는 추세를 보이고 있다. 한편, 석유와 전력의 가격탄력성은 비탄력적으로 안정적인 추세를 나타내고 있다. 각 에너지원의 교차탄력성의 추세에 있어서 가장 두드러진 특징은 도시가스의 가격 상승에 따른 다른 에너지원으로의 대체 현상이 공통적으로 1997년 이후 가장 크게 나타나고 있다는 점이다. 특히, 도시가스의 가격 상승에 따른 석탄 및 석유로의 대체효과가 점증하는 것으로 나타나고 있다. 정책적 시사점으로 첫째, 석유와 석탄의 가격탄력성이 비탄력적인 것은 향후 제조업부문에서 연료용 화석연료에 대한 의존도가 지속될 것이라는 점이다. 둘째로, 도시가스의 가격이 상승하는 경우 석유와 석탄으로의 대체효과가 크다는 것이다. 따라서, 온실가스배출 저감을 위한 에너지 가격 정책으로는 도시가스의 가격 인하가 석탄과 석유의 소비 감소에 가장 효과적인 것으로 보인다. 이에 대한 시사점은 앞으로 지속적인 연구를 통해서 검증해 나가야 할 것이다.
This study was conducted to analyze the planting structure and ecological characteristics of greon spaces on the grounds of e Dangjin steam power plant. To achieve these goals, we surveyed existing vegetation, plant community structure, Plant volume and growth rate. Based on e vegetation analysis, existing vegetation was classified into six types: herbaceous species $(70.54\%)$, evergreen coniferous trees $(21.17\%)$, deciduous broad-leaved trees $(5.10\%)$, deciduous coniferous trees $(1.47\%)$, shrubs $(0.12\%)$, and other types $(1.59\%)$. The coal storage, office, and playground areas were community is the natural forest area where a Pinus thunbergii / Pinus densiflora community is distributed in terms of vegetation structure, species diversity, plant volume, and growth rate. The artificial green spaces(near the coal storage, office, playground areas) had a single-layer structure. Species diversity indices of the artificial green areas were $0.1655\~0.4807$ compared to 0.8628 in the natural forest, which presented a good growth environment. Also, the plant volume in the artificial green space was lower than that of the natural green space. Therefore, it would be desirable to develope a multi-layer structure similar to that of the vegetation in the natural green space in order to improve the amount of plant volume. The plant-damage ratio of Pinus thunbergii was $52.48\%$ in the coal storage area, and $8.48\~ 11.52\%$, in the other survey areas. Also, the vitality of Pinus thunbergii was $15.45k{\Omega}$ in the coal storage areas, which indicates bad growing conditions. This suggests that soil characteristics and dust have a bad impact on growth. The investigation into deciduous tres' growth status showed that appropriate plants would be Albizzia julibrissin, Acer palmatum var. sanguineum, Acer palmatum, Malus spp., Prunus sargentii.
최근 고유가와 천연가스 수요 상승에 따른 가격 상승으로 인하여 상대적으로 낮은 가격의 석탄을 이용한 에너지 생산이 주목을 받고 있다. IGCC를 비롯한 석탄가스화 분야는 오래전부터 청정화석연료를 이용한 유망한 기술로 각광받아 왔었다. 본 연구에서는 이러한 석탄가스화 기술을 이용하여 합성천연가스를 생산하는 실제 프로젝트 개발단계에서 석탄가스화기 선정을 위한 기술적 검토를 수행하였다. 합성천연가스 생산에 적합하다고 판단되는 가스화기로써 고정층 슬래그 가스화기, 습식 분류층 가스화기, 건식 분류층 가스화기를 검토 대상으로 선정하여 연구를 진행하였다. 선정된 가스화기별 주요 공정 특징 및 성능에 대하여 검토하였으며, 종합검토내용을 토대로 합성천연가스 생산시 석탄가스화기 선정방향에 대하여 제시하였다.
본 연구에서는 최근 4년간(2015년~2018년)의 하절기 기간(6월~8월)에 생산한 발전량 및 발전설비용량 데이터를 기반으로 천연가스, 석탄, 원자력, 신재생에너지 상호간의 가동률에 대해 비교 분석한 것이다. 기저발전을 담당하는 원자력 발전과 석탄 발전은 발전설비용량에 비해 실제로 생산한 발전량이 60% 정도로 높게 유지되었기 때문에 경제성을 확보한 것이다. 반면에 천연가스 발전과 신재생에너지 발전은 발전설비 투자 대비 실제 가동률이 29.5%와 27.3%로 대단히 낮아 발전원가를 낮추기 어려운 구조이다. 그러나 석탄 발전은 온실가스와 미세먼지 발생량 측면에서 구조적인 문제점을 갖고 있다. 반면에 천연가스 발전은 상대적으로 온실가스 발생량이 적고 안전해도 첨두발전 체계에 묶여 경제성을 확보하기 어려운 구조이다. 따라서 발전정책의 변화가 있어야 에너지원간의 균형발전이 가능할 것으로 예상된다.
Recently, the public opinion is growing that the main cause of greenhouse gas, fine dust and nitrogen oxide, sulfuric acid emission is coal-fired power plant, and now the decommission or conversion to other clean fuel is being demanded. However, it is a huge national loss to decommission coal-fired power plant with remaining life, and also simple fuel converting to natural gas will lead to drastic rise on power generating cost. Therefore, this study aims to provide the analysis result about the reduction effect of $CO_2$, environment emission, and to influence to power plant performance and facilities when repowering with adding gas turbine is applied to domestic aged coal-fired power plant.
Coals and coal ashes, raw materials and by-products, in coal-fired power plants contain naturally occurring radioactive materials (NORM). They may give rise to internal exposure to workers due to inhalation of airborne particulates containing radioactive materials. It is necessary to characterize radioactivity concentrations of the materials for assessment of radiation dose to the workers. The objective of the present study was to analyze radioactivity concentrations of coals and by-products at four coal-fired plants in Korea. High purity germanium detector was employed for analysis of uranium series, thorium series, and potassium 40 in the materials. Radioactivity concentrations of $^{226}Ra$, $^{228}Ra$, and $^{40}K$ were $2{\sim}53Bq\;kg^{-1}$, $3{\sim}64Bq\;kg^{-1}$, and $14{\sim}431Bq\;kg^{-1}$ respectively in coal samples. For coal ashes, the radioactivity concentrations were $77{\sim}133Bq\;kg^{-1}$, $77{\sim}105Bq\;kg^{-1}$, and $252{\sim}372Bq\;kg^{-1}$ in fly ash samples and $54{\sim}91Bq\;kg^{-1}$, $46{\sim}83Bq\;kg^{-1}$, and $205{\sim}462Bq\;kg^{-1}$ in bottom ash samples. For flue gas desulfurization (FGD) gypsum, the radioactivity concentrations were $3{\sim}5Bq\;kg^{-1}$, $2{\sim}3Bq\;kg^{-1}$, and $22{\sim}47Bq\;kg^{-1}$. Radioactivity was enhanced in coal ash compared with coal due to combustion of organic matters in the coal. Radioactivity enhancement factors for $^{226}Ra$, $^{228}Ra$, and $^{40}K$ were 2.1~11.3, 2.0~13.1, and 1.4~7.4 for fly ash and 2.0~9.2, 2.0~10.0, 1.9~7.7 for bottom ash. The database established in this study can be used as basic data for internal dose assessment of workers at coal-fired power plants. In addition, the findings can be used as a basic data for development of safety standard and guide of Natural Radiation Safety Management Act.
본 연구에서는 강원도 삼척시에 위치한 도계 석탄폐석 적치장 사면과 적치장 하부의 자연사면에서의 변형을 조사하고, 이를 분석하였다. 석탄폐석 적치장 사면과 하부 자연사면의 거동을 조사하기 위하여 폐석적치장 상부에 신축변위계와 강우계를 설치하고, 폐석적치장 하부 자연사면에 지중경사계를 설치하였다. 신축변위계를 이용하여 폐석적치장 상부의 변위를 측정한 결과 누적강우량이 증가함에 따라 석탄폐석 적치장 사면 정상부에서 변위는 증가하는 것으로 나타났다. 한편, 지중경사계를 이용하여 폐석적치장 하부 자연사면의 변위를 측정한 결과 누적강우량이 증가함에 따라 적치장 하부 자연사면의 최대수평변위는 증가하는 것으로 나타났다. 그러나 폐석적치장 하부 자연사면에서 지하수위는 강우에 따른 변화가 없는 것으로 측정되었다. 계측결과에 따르면, 석탄폐석 적치장의 변형은 강우와 밀접한 관계가 있음을 확일 할 수 있다. 석탄폐석 적치장 사면은 강우침투로 인하여 단위중량이 증가하게 되고, 이는 석탄폐석 적치장 사면의 변형을 유발하였다. 그리고 적치장 하부 자연사면의 변형은 강우침투로 인한 석탄폐석 적치장의 하중증가에 의해 발생된 것으로 판단된다.
The Imgok Creek is located in the Gangreung coal field, which has been known that sulfides are more abundant than other coal fields in Korea, and it has been severly contaminated by acid mine drainage (AMD) discharging from the abandoned coal mines, such as the Youngdong, the Dongduk and the Waryong coal mines. The purposes of this study are to synthetically assess the contamination of natural water, stream sediment and cultivated soils, and to provide the basic data for AMD treatment. Geochemical samples were collected in December, 1996 (dry season) and April, 1997 (after three day's rainfall). TDS of the Youngdong mine water was remarkably higher than those of other mine waters. In the Imgok Creek, concentrations of most elements, except Fe decreased with distance by dilution caused by the inflow of uncontaminated tributaries. From the results of NAMDI and $I_{geo}$ calculation, the Youngdong coal mine was the main contamination source of the study area. Groundwater pollution was not yet confirmed in this study and the paddy and farm land soils were also not yet contaminated by mining activity based on the pollution index ranging from 0.27 to 0.47.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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