○ 석탄은 고생대(약 2~5억 년 전) 말기에 식물이 지층 변동으로 지하에서 높은 지열과 압력을 받으면서 탄화되어 생성되었다. 주성분은 탄소(C) 이며, 그 외 수소(H2), 황(S), 질소(N2), 산소(O2), 기타 많은 종류의 무기물로 구성되어 있다. 석탄의 분자는 복잡한 방향족 화합물로 구성되어 있다. 탄화도의 진행에 따라 갈탄, 아역청탄, 역청탄, 무연탄으로 진행되며, 탄화도가 높은 탄에 비해 낮은 석탄일수록 반응성이 높고 구조도 달라진다. 탄화도가 낮은 갈탄, 역청탄은 가스화, 액화 연료로 사용이 가능하며, 점결탄은 제철소의 코크스 생산에 이용된다. 미분탄 발전소에 사용되는 석탄은 점결성이 낮고, 회의 용융온도가 높은 석탄을 사용하게 된다.
○ 석탄에 함유된 무기물은 Na, K, Ca, Si, Mg, P, Ti 등을 함유하고 있다. 이들은 석탄 연소 후에 SiO2, Al2O3, Fe2O3, CaO, MgO, Na2O, K2O, TiO, P2O5, MnO 등의 산화물이 되며, 회재의 용융온도를 결정하게 되며 또한 석탄가스화 반응 시에 촉매 작용을 한다. 석탄 연소 시에 발생되는 CO2, SOx, NOx 및 회의 배출은 다른 화석연료와 달리 석탄의 부정적인 면을 보여주며, 이들의 제거를 위해 많은 비용과 시설 투자가 요구된다. 최근 석유 가격의 폭등은 다시 청정 석탄 이용 기술에 대한 관심을 되돌리게 하고 있다.
○ 미국, 영국, 일본은 20여 년 전부터 ‘청정 석탄 이용 기술’ 개발에 국가 주도로 많은 투자를 해왔다. 미국 에너지부(US DOE) 주관의 ‘Clean Coal Technology Program’ 및 ‘Vision 21 Program’, 영국 무역 및 산업부(DTI) 주관의 ‘Clean Coal Technology Programme’, 일본 NEDO 주관의 ‘New Sunshine Project Program’ 등이 대표적인 청정 석탄 이용 기술 개발 사례라 하겠다. 우리나라도 20여 년간 대체에너지 기술개발의 일환으로 정부 주도 하에 연구소, 대학, 기업이 공동으로 CCT 연구를 추진하여 왔으나 선진국에 비해 연구비 또는 연구성과는 아직도 초기 단계에 불과하다. 본 연구는 열역학 이론을 활용한 새로운 기술을 통해 CO2 포획 및 환경문제 완화에 대한 미래 전망을 보여주고 있으며, 이들 자료는 향후 청정 석탄 이용 기술 개발을 추진하는 데 유익한 참고자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
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