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석탄 가스화에서 회 거동 및 부착현상

전문가 제언: ○ 이 보고서는 일본의 신에너지 산업기술개발기구(NEDO) 및 일본 석탄이용센터(CCUJ; Center for Coal Utilization Japan)가 주간하여 실시한 석탄 이용 기반 기술개발 프로그램에 따른 회거동 그룹의 연구 성과를 요약하고 있다. 고온석탄가스화 과정에서 회-관련 현상(예: 회 생성, 회 부착, 부착된 회 층의 성장)을 취급하였다.

○ 회생성에 대해서는 석탄에 내재된 광물질과 석탄 외부 물질에 대하여 실험 및 해석 결과를 토대로 각각 응집 모델과 분산 모델을 개발했다.

○ 회 부착 거동은 원탄의 회 특성(특히 회융점)에 의존한다. 미세한 회입자는 부착 초기단계에는 선택적으로 부착된다. 부착된 회입자의 조성은 부착전의 골탄입자 중 회 입자의 조성과 상이하다. 석탄의 가스화에서 회부착과 회 성장 거동을 모델링하는 데, 여러 형태의 회융점 실험과 화학평형 계산으로부터 얻어진 유층의 생성 비율로 회층의 구조를 정의하였다. 이러한 정의에 따라 회성장 모델이 구축되었다.

○ 이와 같이 구축된 회-관련 각종 모델은 상압의 석탄가스화로의 실험에서 적용 가능하다는 것을 검증하였다.

○ 우리나라 전력 생산은 원자력 발전과 석탄화력 발전의 양대 축으로 구성되어 있다. 석탄화력 발전방식은 가스화발전이며 전량 수입탄에 의존하고 있다. 교토의정서에 규정된 CO2 배출량 제한이 우리에게도 2013년부터는 적용되리라 예상한다. 그러므로 현재까지 가장 저렴한 화석연료는 석탄임을 감안할 때, 석탄 이용에 대한 연구는 앞으로도 계속되어야 하고, 그런 의미에서 이 보고서의 활용성이 크다고 본다.

저자: Ichiro NARUSE, Toru YAMASHITA, Akemitsu AKIMOTO
자료유형: 학술정보