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Sasol-Lurgi MK Ⅳ FBDB 가스화로 내의 미량원소의 거동

전문가 제언: ○ 가스화는 석탄 전환 공정으로 일련의 가스 정화 공정을 통하여 대기로 직접 방출하는 것에 비하여 환경에 미치는 영향을 경감할 수 있다고 생각된다. 대기 방출은 원료 석탄에 존재하는 유해한 미량원소일 수 있다.

○ 석탄 가스화에 관한 문헌이 석탄 연소에 관한 문헌보다 적어서 석탄 이용 기간에 미량원소 거동을 토의하는 데 석탄 연소에 관한 추론이 다수 인용되었다. 가스화 공정을 둘러싼 미량원소의 물질 수지 계산으로는 이 문제가 잘 풀리지 않는다는 것을 알았다. 이것은 미량원소가 ? 수준으로 존재하기 때문에 분석 기술의 제한에 기인된다.

○ 다른 하나의 어려운 점은 가스화 이후에 발생하는 모든 상이한 유동-상의 미량원소에 대한 분석이다. 열역학적 평형 패키지, 즉 동시에 관련되는 모든 물질의 상을 취급하는 고온 계산을 하기 위한 Fact-Sage 모델이 있어서 이 일을 수행하기가 간편하게 되었다. 그와 같은 계산 결과는 사실과 근접하다는 것이 판명되었으나, 괴탄으로 운영하는 고정-상 역류 가스화 반응로에는 적용되지 않는다.

○ 이 논문의 주안점은 가스화 공정에 대한 미량원소 시뮬레이션과 모델 예측을 확인한 Sasol의 최근의 연구 개발에 대하여 토의하는 데 있다. Fact-Sage 열역학 평형 모델을 비휘발성 미량원소(Cu, Mo, Ni 및 Zn)의 가스-상 및 회-상에서의 혼재 상태를 규명하고 고정-상 미분탄 가스화 공정에서 발생하는 종(species) 형성 거동을 모의하는 데 이용하였다.

○ 화석연료 중에서 석탄이 천연가스나 석유에 비하여 단위 열량당 온실가스를 다량 배출하나 부존자원은 월등히 많아 석탄의 이용은 당분간 지속될 수밖에 없다. 석탄의 가스화 복합 발전이 유망한 석탄의 이용 방법 중의 하나로 우리나라에서도 화력 발전에 석탄을 대량으로 사용하고 있는 점에 비추어 석탄 중에 포함된 미량 유해원소의 대기 방출을 억제하기 위한 방안을 강구하는 데 이 문헌이 유용하게 이용되기 바란다.

저자: J.R. Bunt, F.B. Waanders
자료유형: 학술정보