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분류상 석탄가스화 시뮬레이터 개발

전문가 제언: ○ 현재 세계적으로 주요 선진국은 석탄 사용에 따른 공해와 지구온난화문제 등의 환경영향을 최소화하기 위하여 청정석탄기술(CCT)을 적극적으로 추진하고 있다. 특히, 석탄의 직접 연소에 의한 환경 공해문제를 줄이기 위한 대안으로 석탄가스화 기술개발이 지구 차원에서 중요한 이슈가 되고 있다. 석탄가스화기술을 통하여 합성가스, 수소, 전력 등의 청정한 에너지를 생산할 수 있다.

○ 일본은 오래전부터 Sunshine Project, New Sunshine Project를 추진을 통하여 석탄가스화 파일럿플랜트 개발 및 가스화 복합발전 시범플랜트 건설을 추진하고 있으며 상업화 플랜트 건설 시에는 최적 설계를 통한 초기 투자비 절감을 유도하기 위하여 국가적 차원의 막대한 연구개발비를 투입하고 있다. 그 결과, 일본은 BRAIN-C 프로젝트를 통하여 분류상 석탄 가스화 시뮬레이터를 개발하여 가스화로 내의 열적, 물리, 화학적인 현상을 분석하고 가스의 흐름과 노 내의 반응거동을 예측할 수 있게 하였다. 시뮬레이터는 Computational Fluid Dynamic(CFD) 코드; RESORT에 근거하며, 상업화 코드인 FLUENT를 기초로 하고 있다.

○ 상업화 가스화플랜트의 건설은 막대한 초기 투자비가 소요되므로 가스화 시뮬레이터의 개발은 상업화 규모 가스화공정 개발을 추진하는 데 있어 예상되는 많은 시행착오를 줄이고 기술적인 제약요인을 사전에 제거하며, 최적 설계 및 예측을 통하여 재정적인 장애요인도 사전에 줄이는 데 기여할 것으로 기대한다. 그간 국내에서는 에너지기술연구원에서 가압분류상 가스화장치의 파일럿플랜트 개발과 병행하여 시뮬레이션연구를 추진한 바 있으며, 분류상 가스화장치 내에서의 온도분포, 가스 조성, 열전달, 회분의 부착 특성을 사전에 예측하여 가스화장치 설계에 활용한 바 있다 그러나 아직도 국내의 연구 수준은 초기단계에 있으므로 향후 가스화장치의 모사연구와 관련하여 이 분야의 연구가 적극적으로 추진되길 기대한다.

저자: Hiroaki TOMJNAGA, Yosuke MATSUSHITA
자료유형: 학술정보