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분류상 가스화 기술 특성

전문가 제언: ○ 1792년 영국의 William Murdock에 의해 가스화기술이 발명된 이래 지난 200 년간 수많은 가스화 기술이 개발되었으나 오늘날 상업화된 것은 4~5 개에 불과하다. 근대적인 석탄 가스화 장치는 석탄 매장량이 풍부한 독일에서 발전 되었다. 1920~1948년 기간 동안 독일에서 제1세대 가스화 장치로 대표 될 수 있는 유동층(Winkler), 고정 층(Lurgi), 분류상(Koppers-Totzek)가스화 장치들이 개발되었다. 그동안 중동과 미국에서 저렴한 석유와 천연 가스가 발견되어 가스화기술은 일시적으로 침체기를 맞았으나, 제1차 석유 파동을 겪으면서 선진국들은 새로운 가스화 기술 개발에 박차를 가하게되었다. Texaco, Destec, Shell, BGL 등이 대표적인 제2세대 가스화 기술이라 하겠다.

○ 그동안 석탄가스화기술은 가정용 조명 암모니아 메탄올 등의 화학공업 원료와 디젤유와 같은 많은 분야에 사용되었다. 최근 대형 가스터빈 개발에 힘입어 IGCC 발전과 같은 전력 생산 분야에 관심을 갖게 되었다. 가스화장치 개발 초기에는 고정층 방식에서 유동층 방식을 거쳐 현재 분류상 가스화장치로 개발이 진행되고 있다. 고정 층과 유동층 가스화기술은 원료의 제한성이 있고 반응이 느려 부하 추종성이 떨어지는 반면, 분류상 가스화 장치는 고체 액체 원료의 사용이 가능하고 반응 속도가 빨라 대용량 가스화 설비가 가능하다.

○ 그간 가스화기 원료 공급 방법에 대하여 많은 논쟁이 있었으나, 현재 상업화 운전 중인 미국, 화란, 스페인의 IGCC 발전소의 운전 실적은 가스화 장치의 성능을 잘 말해주고 있다. 건식의 경우 냉 가스 효율이 습식보다 높고 장치의 부식 막힘이 적고 버너의 수명이 습식보다 긴것이 판명되었다. 습식은 버너의 수명이 짧고 설비가 부식과 마모가 심한 것으로 분석되었다. 그러나 습식은 설비가 간단하고 석탄 이외 중질유를 사용 할 수 있는 장점이 있다. 다행이도 한국전력이 추진 중인 300MWe, IGCC 발전소는 효율이 높은 Shell gasifier를 채택했으나 단지 공정이 복잡하여 건설비가 많을 것으로 예상되며, 향후 설비 투자비를 줄여야하는 과제를 안고 있다.

저자: Christian Kunze, et al.
자료유형: 학술정보