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0.5 MWth 케미컬루핑 연소 시스템 적용을 위한 신규 산소전달입자의 고온·고압 반응 특성
Reaction Characteristics of New Oxygen Carrier for 0.5 MWth Chemical Looping Combustion System at High Temperature and High Pressure Conditions 원문보기

한국수소 및 신에너지학회 논문집 = Transactions of the Korean Hydrogen and New Energy Society, v.29 no.5, 2018년, pp.473 - 482  

김정환 (한국에너지기술연구원) ,  이도연 (한국에너지기술연구원) ,  남형석 (한국에너지기술연구원) ,  조성호 (한국에너지기술연구원) ,  황병욱 (한국에너지기술연구원) ,  백점인 (한국전력공사 전력연구원) ,  류호정 (한국에너지기술연구원)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

To check applicability of recently developed new oxygen carrier for 0.5 MWth chemical looping combustion system, reactivity tests were carried out at high temperature and high pressure conditions. Pressure, temperature, gas velocity, $CH_4$ flow rate, and solid height were considered as o...

주제어

#케미컬루핑연소   #산소전달입자   #고온   #고압   #연료전화율   #$CO_2$ 선택도  

표/그림 (16)

AI 본문요약
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문제 정의

  • 고온, 고압 조건에서 운전되는 0.5 MWth급 케미컬루핑 연소 시스템에 적용하기 위하여 개발된 산소 전달입자(N016-R4)의 반응성을 확인하기 위한 실험을 수행하였다. 본 연구에서 얻어진 결론을 요약하면 다음과 같다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
순산소 연소기술이 신규발전소 또는 기존 발전소의 retrofit을 위한 설비로 활용될 수 있는 이유는 무엇인가? 발전소, 소각로, 산업용 보일러 등과 같은 대형이산화탄소 배출원으로부터 이산화탄소를 포집하여 분리하기 위한 기술 중에서 연소 후 분리기술과 연소 전 분리기술의 경우, 연소기와는 별도로 이산화탄소를 분리하기 위한 설비가 필요한 반면, 순산소 연소기술은 연소기 자체가 CO2 분리설비이므로 주로 신규발전소 또는 기존 발전소의 retrofit을 위한 설비로 활용될 수 있다. 순산소 연소기술 중 케미컬루핑 연소기술은 공기 중의 산소를 사전에 분리하여 연소기에 공급하는 기존의 순산소 연소기술과는 달리 금속산화물을 이용하여 하나의 반응기에서는 공기 중의 산소를 흡수하고, 이를 다른 반응기로 이동시켜 연료와 산소를 반응시키는 분리 연소 반응을 통하여 공기 중의 질소와 연소에 의하여 발생하는 이산화탄소의 혼합을 막을 수 있으며 산소를 분리하기 위한 별도의 설비가 필요 없는 차세대 연소기술이다1-3).
순산소 연소기술 중 케미컬루핑 연소기술은 무엇인가? 발전소, 소각로, 산업용 보일러 등과 같은 대형이산화탄소 배출원으로부터 이산화탄소를 포집하여 분리하기 위한 기술 중에서 연소 후 분리기술과 연소 전 분리기술의 경우, 연소기와는 별도로 이산화탄소를 분리하기 위한 설비가 필요한 반면, 순산소 연소기술은 연소기 자체가 CO2 분리설비이므로 주로 신규발전소 또는 기존 발전소의 retrofit을 위한 설비로 활용될 수 있다. 순산소 연소기술 중 케미컬루핑 연소기술은 공기 중의 산소를 사전에 분리하여 연소기에 공급하는 기존의 순산소 연소기술과는 달리 금속산화물을 이용하여 하나의 반응기에서는 공기 중의 산소를 흡수하고, 이를 다른 반응기로 이동시켜 연료와 산소를 반응시키는 분리 연소 반응을 통하여 공기 중의 질소와 연소에 의하여 발생하는 이산화탄소의 혼합을 막을 수 있으며 산소를 분리하기 위한 별도의 설비가 필요 없는 차세대 연소기술이다1-3).
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참고문헌 (17)

  1. H. J. Ryu, S. S. Park, J. H. Moon, W. K. Choi, and Y. W. Rhee, "Effects of Temperature, Pressure, and Gas Residence Time on Methane Combustion Characteristics of Oxygen Carrier Particle in a Pressurized Fluidized Bed Reactor", Trans. of the Korean Hydrogen and New Energy Society, Vol. 23, No. 2, 2012, pp. 173-183. 

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  2. H. J. Ryu, S. S. Park, D. H. Lee, W. K. Choi, and Y. W. Rhee, "Method for Improvement of Reduction Reactivity at High Temperature in a Chemical-looping Combustor", Korean Chem. Eng. Res., Vol. 50, No. 5, 2012, pp. 843-849. 

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  3. Y. Liu, Q. Guo, Y. Cheng, and H. J. Ryu, "Reaction Mechanism of Coal Chemical Looping Process for syngas Production with $CaSO_4$ Oxygen Carrier in the CO2 Atmosphere", Industrial and Engineering Chemistry Research, Vol. 51, 2012, pp. 10364-10373. 

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  4. H. J. Ryu, C. W. Lee, D. H. Lee, D. H. Bae, S. Y. Lee, and Y. S. Park, "Direct Combustion Characteristics of Coal by Oxygen Carrier", Trans. of the Korean Hydrogen and New Energy Society, Vol. 25, No. 1, 2014, pp. 87-96. 

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  6. Q. Guo, X. Hu, Y. Liu, W. Jia, M. Yang, W. Man, H. Tian, and H. J. Ryu, "Coal Chemical Looping Gasification of Ca based Oxygen Carriers Decorated by CaO", Powder Technology, Vol. 275, 2015, pp. 60-68. 

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  7. J. Adanez, A. Abad, F. Garcia-Labiano, P. Gayan, and L. F. de Diego, "Progress in Chemical Looping Combustion and Reforming Technology", Progress in Energy and Combustion Science, Vol. 38, 2012, pp. 215-282. 

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  8. J. Y. Yoon, H. Kim, J. Kim, D. Lee, J. I. Baek, and H. J. Ryu, "Solid Circulation Characteristics of Oxygen Carrier for Chemical Looping Combustion System at Ambient Temperature and Pressure", Trans. of the Korean Hydrogen and New Energy Society, Vol. 28, No. 4, 2017, pp. 384-391. 

  9. J. Kim, D. H. Bae, J. I. Baek, Y. S. Park, and H. J. Ryu, "Effect of Pressure on Minimum Fluidization Velocity and Transition Velocity to Fast Fluidization of Oxygen Carrier for Chemical Looping Combustor", Trans. of the Korean Hydrogen and New Energy Society, Vol. 28, No. 1, 2017, pp. 85-91. 

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  10. H. J. Ryu, D. H. Lee, M. S. Jang, J. Kim, and J. I. Baek, "Conceptual Design and Feasibility Study on 0.5 MWth Pressurized Chemical Looping Combustor", Trans. of the Korean Hydrogen and New Energy Society, Vol. 27, No. 2, 2016, pp. 201-210. 

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  11. H. Kim, J. Park, J. I. Baek, and H. J. Ryu, "Selection of Oxygen Carrier Candidates for Chemical Looping Combustion by Measurement of Oxygen Transfer Capacity and Attrition Loss", Trans. of the Korean Hydrogen and New Energy Society, Vol. 27, No. 4, 2016, pp. 404-411. 

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  12. H. Kim, J. H. Moon, G. T. Jin. J. I. Baek, and H. J. Ryu, "Effect of H2S on Reactivity of Oxygen Carrier Particles for Chemical Looping Combustor", Trans. of the Korean Hydrogen and New Energy Society, Vol. 27, No. 4, 2016, pp. 412-420. 

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  13. H. J. Ryu, Y. C. Park, S. Y. Lee, S. H. Jo, D. Shun, and J. I. Baek, " $CH_4$ Combustion Characteristics of Oxygen Carriers in a Bubbling Fluidized Bed", Trans. of the Korean Hydrogen and New Energy Society, Vol. 27, No. 5, 2016, pp. 581-588. 

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  14. J. Y. Yoon, D. H. Bae, J. I. Baek, and H. J. Ryu, "Reduction Characteristics of Oxygen Carriers in a Pressurized Bubbling Fluidized Bed", Trans. of the Korean Hydrogen and New Energy Society, Vol. 27, No. 5, 2016, pp. 589-596. 

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  15. H. Kim, D. Lee, D. H. Bae, D. Shun, J. I. Baek, and H. J. Ryu, "Comparison of Reduction Reactivity of New Oxygen Carriers for Chemical Looping Combustion System in a Bubbling Fluidized Bed", Trans. of the Korean Hydrogen and New Energy Society, Vol. 28, No. 5, 2017, pp. 554-560. 

  16. J. Kim, H. Kim, J. Y. Yoon, D. Lee, J. I. Baek, and H. J. Ryu, "Performance Evaluation of New Oxygen Carriers for Chemical Looping Combustion", Journal of Energy and Climate Change, Vol. 12, No. 2, 2017, pp. 107-115. 

  17. H. J. Ryu, K. S. Kim, Y. S. Park, and M. H. Park, "Natural Gas Combustion Characteristics of Mass Produced Oxygen Carrier Particles for Chemical-looping Combustor in a Batch Type Fluidized Bed Reactor", Trans. of the Korean Society of Hydrogen Energy, Vol. 20, No. 2, 2009, pp. 151-160. 

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