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NTIS 바로가기한국수소 및 신에너지학회 논문집 = Transactions of the Korean Hydrogen and New Energy Society, v.22 no.6, 2011년, pp.913 - 924
정재화 (한국전력공사 전력연구원 수화력발전연구소) , 지준화 (한국전력공사 전력연구원 수화력발전연구소) , 이중원 (한국전력공사 전력연구원 수화력발전연구소) , 서석빈 (한국전력공사 전력연구원 수화력발전연구소) , 김기태 (한국전력공사 전력연구원 수화력발전연구소) , 박호영 (한국전력공사 전력연구원 수화력발전연구소)
A steady-state analysis has been conducted to predict the behavior of the slag layer in the entrained-flow slagging coal gasifier. The analysis takes into consideration the composition dependent slag properties such as density, viscosity, heat capacity, thermal conductivity, and temperature of criti...
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핵심어 | 질문 | 논문에서 추출한 답변 |
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석탄가스화복합발전이란 무엇인가? | 석탄은 매장량이 풍부하여 발전용 연료로 향후에도 지속적으로 사용될 것으로 전망된다. 석탄가스화복합발전(IGCC)은 석탄을 이용한 고효율 차세대 발전방식으로 전세계적으로 격상설계와 상용화가 활발히 진행되고 있다. IGCC에 사용되는 가스화기는 고온고압에서 운전되는 분류층 가스화기(entrained-flow gasifier)가 주로 사용되고 있다. | |
IGCC에 사용되는 가스화기는 무엇인가? | 석탄가스화복합발전(IGCC)은 석탄을 이용한 고효율 차세대 발전방식으로 전세계적으로 격상설계와 상용화가 활발히 진행되고 있다. IGCC에 사용되는 가스화기는 고온고압에서 운전되는 분류층 가스화기(entrained-flow gasifier)가 주로 사용되고 있다. 이러한 고온고압 분류층 가스화기에서는 석탄에 포함된 회 성분을 대부분 고온에서 용융 슬래그 형태로 가스화기 벽을 타고 흘러내리게 하여 가스화기 하부의 슬래그탭을 통해 배출시킨다. | |
용융슬래그의 유동을 파악하기 위해 어떤 연구들이 선행되었는가? | 이러한 용융슬래그의 거동을 파악하기 위해서 최근 여러 전산해석적 연구가 수행되어 왔다.먼저 Seggiani1)는 시간 변동에 따른 슬래그 해석모델을 제시하여 Puertollano의 IGCC 플랜트에 있는 Prenflo 가스화기의 슬래그 거동을 해석하였다. 그후 Benyon 등2)과 Bockelie 등3)이 Seggiani의 모델을 토대로 다른 형태의 가스화기에 적용하여 슬래그 거동을 해석하였다. Yong 등4)은 입자포집 모델과 용융 슬래그의 3차원 온도함수 적용 등을 통하여 슬래그 모델을 개선하여 정상상태의 슬래그 거동을 해석하였다. 아울러 슬래그-가스 유동을 VOF(volume of fluid) 모델을 사용하여 2상유동으로 해석5,6)하는 연구도 수행되고 있다. 국내에서는 최근 한국형 가스화 플랜트의 설계 및 운전기술 개발을 위하여 가스화 공정, 가스화 특성, 슬래그 특성에 관한 전산해석과 모델링 연구가 활발히 수행되고 있다7-11) |
M. Seggiani, "Modelling and Simulation of Time Varying Slag Flow in a Prenflo Entrainedflow Gasifier", Fuel, Vol. 77, No. 14, 1998, pp. 1611-1621.
P. J. Benyon, "Computational modeling of entrained flow slagging gasifiers", University of Sydney, 2002.
M. J. Bockelie, M. K. Denison, Z. Chen, T. L. Linjewile, C. L. Senior, and A. F. Sarofim, "CFD modeling for entrained flow gasifiers in vision 21 systems", Proceedings of the 19th annual international Pittsburgh coal conference, 2002.
S. Z. Yong, M. Gazzino, and A. Ghoniem, "Modeling the slag layer in solid fuel gasification and combustion - Formulation and sensitivity analysis", Fuel, 2011, available on-line.
S. Liu and Y. Hao, "Numerical study on slag flow in an entrained-flow gasifier", Proceedings of International Mechanical Engineering Congress and Exposition, Seattle, 2007.
J. Ni, Z. Zhou, G. Yu, Q. Liang, and F. Wang, "Molten slag flow and phase transformation behaviors in a slagging entrained-flow coal gasifier", Ind. Eng. Chem. Res., Vol. 49, No. 23, 2010, pp. 12302-12310.
지준화, 오민, 김시문, 김미영, 이중원, 김의식, "석탄 가스화 반응의 동적 거동 전산모사", 한국수소 및 신에너지학회 논문집, Vol. 22, No.3, 2011, pp. 623-630.
박윤경, 오명숙, "환원 조건에서 석탄 슬래그의 Tcv 예측", 화학공학, Vol. 44, No. 6, 2006, pp. 623-630.
구자형, 백민수, 유정석, 김봉근, 김유석, 이황직, "300MW IGCC 가스화플랜트의 가스화성능 및 Slag System 용량 예측", 한국신재생에너지학회 2008년도 추계학슬대회논문집, 2008, pp. 234-237.
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K. C. Mills and J. M. Rhine, "The measurements and estimation of the physical properties of slags formed during coal gasification: 1. Properties relevant to fluid flow", Fuel, Vol. 68, 1989, pp. 193-200.
K. C. Mills and J. M. Rhine, "The measurements and estimation of the physical properties of slags formed during coal gasification: 2. Properties relevant to heat transfer", Fuel, Vol. 68, 1989, pp. 904-910.
S. Vargas, F. J. Frandsen, and K. Dam- Johansen, "Rheological properties of hightemperature melts of coal ashes and other silicates", Progress in Energy and Combustion Science, 27, 2001, pp. 273-429.
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