1 T/D급 습식 분류상 석탄가스화기에서의 석탄가스화 특성연구 = Experimental Study on the Characteristics of Coal Gasification by 1 T/D BSU Coal-Slurry Entrained Gasifier

국문 초록 (Abstract)

1 T/D 급 습식 분류상 석탄가스화 장치를 이용하여 외국의 각종탄에 대한 가스화 실험을 통해, 1) 석탄가스화를 위한 적절한 탄종을 선정하고 , 2) 탄종에 따른 가스화 반응식 데이터베이스를 구축하며, 3) 가스화 반응기에서 예상되는 문제점을 사전에 제거하고, 4) 습식분류상 가스화기술에 대한 요소기술 및 운소기술 및 운전기술을 확보하므로서 향후 IGCC Plant 설계, 건설시에 시행착오를 줄이는데 크게 기여하고저 하였다. 가스화 실험을 위해 미국산 Cyprus 및 Alaska 탄이 사용되었으며 , 실험결과 Cyprus 및 Alaska 탄은 국내발전용 탄인역청탄 및 갈탄으로 비교적 반응성은 양호하였으며, slag 의 용융온도 또한 약 129$0^{\circ}C$로서 비교적 낮게 나타났다. 석탄슬러리 농도는 Cyprus 탄의 경우 58, 62 , 65 %로 유지하였으며 가스화장치에 공급하는데는 점도 상승에 따른 큰 문제점이 없었으나, Alaska 탄의 경우엔 수분함량이 많아 슬러리 제조 및 feeding 상의 문제점을 고려하여 58%로 운전하였으며 , 60%이상 슬러리 농도를 유지할수 없었다. O2 coal ratio는 0.6에서 1.2까지 유지하면서 운전하였으며 갈탄인 Alaska탄의 경우 수분함량이 많아 산소소모가 많은 것으로 나타났다. 두 탄종에 대한 가스화실험을 통해, 생성된 합성가스(H2+ CO)는 40-62% 로나타났으며 , 생성가스의 열량은 1, 400-2,050kcal/N㎥(HHV)로 분석되었다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This study has been implemented to investigate various characteristics of coals which are imported from abroad. KIER has developed 1 T/D bench-scale unit, entrained-flow coal-slurry gasification technology to investigate the followings: 1) to assess the appropriate foreign coals for gasification. 2) to establish the data base for gasification phenomena, 3) to minimize the technical risks prior to introduction of commercial scaled IGCC power plant, 4) to develop essential key technologies and to establish operational experiences for coal gasification. The foreign coals used in the gasification are Cyprus and Alaska coals from U. S. A. Cyprus coal(bituminous) and Alaska coal (lignite) were shown about 1.29$0^{\circ}C$. The concentrations of coal-slurry for Cyprus were maintained up to 58%, 62% and 65% in order to enable to feed satisfactorily it into the gasifier without any other problems at feeding systems. However, the Alaska coal was unable to maintain slurry concentration over the 60% due to its high viscosity. During the experiments, $O_2/coal$ ratios in both coals ere maintained from 0.6~1.2, but especially Alaska coal was required excessive oxygen feed due to its high ingerent moisture contents. During the experiments with two different coals, the concentrations of syngas $(H_2+CO)$ were shown as 40~62%, and the heating value of syngas were detected as 1,400~2,050 kcal/N㎥