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[국내논문] 미분탄 연소 시스템에 바이오매스 혼소시 카올린 첨가제 적용에 따른 회 점착 저감 특성 예측 연구
Analysis of Predicted Reduction Characteristics of Ash Deposition Using Kaolin as a Additive During Pulverized Biomass Combustion and Co-firing with Coal 원문보기

청정기술 = Clean technology, v.29 no.3, 2023년, pp.193 - 199  

박지선 (한국생산기술연구원 탄소중립산업기술연구부문) ,  이재욱 (한국생산기술연구원 탄소중립산업기술연구부문) ,  이용운 (한국생산기술연구원 탄소중립산업기술연구부문) ,  이영재 (한국생산기술연구원 탄소중립산업기술연구부문) ,  양원 (한국생산기술연구원 탄소중립산업기술연구부문) ,  채태영 (한국생산기술연구원 탄소중립산업기술연구부문) ,  김재관 (한전 전력연구원)

초록
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국내외 석탄화력발전소에서 REC(Renewable energy certificate) 확보를 위해 혼소되고 있는 바이오매스는 기존의 목질계 바이오매스인 우드 펠릿에서부터 최근 들어 초본계 바이오매스로의 확대가 진행되고 있다. 초본계 바이오매스의 경우 목질계 바이오매스에 비해 K, Na 등의 알칼리계 금속 함량이 더 높아 회융점이 더 낮고, 이 때문에 보일러 튜브에의 회 점착을 늘려 보일러의 효율을 떨어뜨리는 원인이 되고 있다. 본 연구에서는 초본계 바이오매스 연소시 회 융점을 높여 회 점착을 감소시키기 위해 많이 사용되고 있는 첨가제인 카올린(kaolin)이 석탄-바이오매스 혼소시 미치는 영향을 열화학 평형 계산을 통해 분석하고자 하였다. 이전 연구에서 수행된 80 kWth 급 미분탄 - 바이오매스 혼소 실험에서 카올린을 사용하는 경우 오히려 회 점착량이 늘어나는 원인을 해석을 통해 분석하였으며, 해석을 수행한 결과 석탄에 많이 포함되어 있는 Al2O3 때문에, Al-Si 계열 첨가제인 카올린 투입시 aluminosilicate 화합물의 생성이 촉진되어 용융점이 낮은 mullite가 많이 형성, 카올린을 더 사용할수록 슬래그 생성이 증가하는 것을 확인하였다. 추가적으로 바이오매스 혼소율을 0~100%까지 10% 간격으로 증가시켜가면서 해석을 수행하였으며, 그 결과 비선형적인 액상 슬래그 생성 특성을 확인하였다. 결과적으로는 바이오매스 혼소율 50~60% 조건일 때 가장 적은 량의 액상 슬래그가 생성됨을 파악하였다. phase diagram을 분석한 결과, 고용융점 화합물(leucite, feldspar)이 해당 조건에서 가장 많이 생성되는 것을 확인하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Biomass has been used to secure renewable energy certificates (REC) in domestic and overseas coal-fired power plants. In recent years, biofuel has been diversified from traditional wood pellets to non-woody biomass. Non-woody biomass has a higher content of alkaline metals such as K and Na than wood...

Keyword

#초본계 바이오매스   #슬래깅   #카올린   #열화학평형 계산  

표/그림 (8)

참고문헌 (22)

  1. Xu, Y., Yang, K., Zhou, J., and Zhao, G., "Coal-Biomass？Co-Firing Power Generation Technology: Current Status,？Challenges, and Policy Implications," Sustainability, 12, 3692？(2020). 

  2. Yang, W., "Status and Perspective of Biomass Co-firing to？Pulverized Coal Power Plants," KEPCO J. Electr. Power？Energy, 2(4), 525-529 (2016). 

  3. Yi, Q., Zhao, Y., Huang, Y., Wei, G., Hao, Y., Feng, J.,？Mohamed, U., Pourkashanian, M., Nimmo, W., and Li, W.,？"Life Cycle Energy-Economic-CO 2 Emissions Evaluation of？Biomass/Coal, with and without CO 2 Capture and Storage,？in a Pulverized Fuel Combustion Power Plant in the United？Kingdom," Appl. Energy, 225, 258-272 (2018). 

  4. Yang, C., Kwon, H., Bang, B., Jeong, S., and Lee U., "Role？of Biomass as Low-Carbon Energy Source in the Era of Net？Zero Emissions," Fuel, 328, 125206 (2022). 

    상세보기

  5. Kim, J. H., Yang, S. Y., Kim, G. B., and Jeon, C. H., "The？Co-Combustion Characteristics of Coal and Wood Pellet in？a 25W Lab-Scale Circulating Fluidized Bed Reactor," Trans.？Korean Soc. Mech. Eng. - B, 39(8), 683-691 (2015). 

  6. Park, J., Yu, S. H., Kim, H., Ryu, C., Kim, J., Lee, J., and？Heo, J.. "Characteristics of Flame Front Propagation in a？Fixed Bed of Marine Plastic SRF Cofired with Wood Pellets,"？J. Korea Soc. Waste Manag., 39(2), 117-126 (2022). 

  7. Kang, K. M. and Hyung, W.-G., "Characteristics of Alkali-Activated Slag Mortar Based on Circulating Fluidized Bed？Combustion Bottom Ash Substitution Rate," J. Korea Soc.？Waste Manag., 38(3), 225-230 (2021). 

  8. Sarker, T. R., Nanda, S., and Meda, V., "Densification of？Waste Biomass for Manufacturing Solid Biofuel Pellets: A？Review," Environ. Chem. Lett., 21, 231-264 (2023). 

    상세보기

  9. Lee, D. H., Kang, T. J., Kim, H. S., Lee, J. H., Lee, Y. J.,？Lee, S. C., and Kang, S. H., "Review of Torrefaction？Technology for Utilization of Unused Herbaceous Biomass,"？J. Environ. Thermal Eng., 17(2), 55-71 (2022). 

  10. Wei, X., Schnell, U., and Hein, K. R., "Behaviour of Gaseous？Chlorine and Alkali Metals during Biomass Thermal？Utilisation," Fuel, 84, 841-848 (2005). 

    상세보기

  11. Chen, X.-D., Kong, L.-X., Bai, J., Bai, Z.-Q., and Li, W.,？"Study on Fusibility of Coal Ash Rich in Sodium and Sulfur？by Synthetic Ash under Different Atmospheres," Fuel, 202,？175-183 (2017). 

    상세보기

  12. Wang, G., Jensen, P. A., Wu, H., Frandsen, F. J., Sander, B.,？and Glarborg, P., "Potassium Capture by Kaolin, Part 2: K 2 CO 3 ,？KCl, and K 2 SO 4 ," Energy & Fuels, 32(3), 3566-3578 (2017). 

  13. Dai, B.-Q., Low, F., De Girolamo, A., Wu, X., and Zhang,？L., "Characteristics of Ash Deposits in a Pulverized Lignite？Coal-Fired Boiler and the Mass Flow of Major Ash-Forming？Inorganic Elements," Energy Fuel, 27, 6198-6211 (2013). 

  14. Alam, T., Hoadley, A., Dai, B., and Zhang, L., "Impact of？Potassium on Bio-Ash Slagging and Resultant Slag Flowing？Characteristics under Mild Reducing Environment," Fuel？Process Technol., 243, 107672 (2023). 

  15. Wang, L., Hustad, J. E., Skreiberg, O., Skjevrak, G., and？Gronli, M., "A Critical Review on Additives to Reduce？Ash-Related Operation Problems in Biomass Combustion？Applications," Energy Procedia, 20, 20-29 (2012). 

    상세보기

  16. Abioye, K. J., Harun, N. Y., and Saeed, A. A. H., "A Brief？Review of Solving Biomass Ash Deposition with Aluminum-Silicate Based Additives and Future Perspective of Kaolin,"？Chem. Eng. Trans., 98, 27-32 (2023). 

  17. Niu, Y., Wang, Z., Zhu, Y., Zhang, X., Tan, H., and Hui, S.,？"Experimental Evaluation of Additives and K 2 O-SiO 2 -Al 2 O 3 ？Diagrams on High-Temperature Silicate Melt-Induced Slagging？during Biomass Combustion," Fuel, 179, 52-59 (2016). 

  18. Batir, O., Selcuk, N., and Kulah, G., "Effect of Kaolin？Addition on Alkali Capture Capability during Combustion of？Olive Residue," Combust. Sci. Technol., 191(1), 43-53 (2019). 

    상세보기

  19. Fournel, S., Palacios, J. H., Godbout, S., and Heitz, M.,？"Effect of Additives and Fuel Blending on Emissions and？Ash-Related Problems from Small-Scale Combustion of Reed？Canary Grass," Agriculture, 5, 561-576 (2015). 

  20. Lim, H., Park, Y., Lee, Y., Lee, Y., Chae, T., Lee, J., Yang,？W., and Kim, J., "Impact of Ammonium Sulfate and Kaolin？on Ash Deposition during Co-Firing of Straw Pellets and？Pulverized Coal," Korean J. Chem. Eng., 39, 2089-2098 (2022). 

    상세보기

  21. Park, C., Kim, H. J., Song, M. J., and Sea, C. O., "A Study？on the Inhibition of Clinker Formation by Additives in the？Combustion Process for Empty Fruit Bunches," J. Korea Soc.？Waste Manag., 39(2), 127-138 (2022). 

  22. Bale, C. W., Belisle, E., Chartrand, P., Decterov, S. A.,？Eriksson, G., Gheribi, A. E., Hack, K., Jung, I.-H., Kang, Y.？-B., Melancon, J., Pelton, A. D., Petersen, S., Robelin, C.,？Sangster, J., Spencer, P., and Van Ende, M-A., "FactSage？Thermochemical Software and Databases, 2010-2016," Calphad,？55(1), 1-19 (2016). 

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